Arduino (hardware): differenze tra le versioni
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'''Arduino''' è una [[piattaforma (informatica)|piattaforma hardware e software]] composta da una serie di [[Scheda elettronica|schede elettroniche]] dotate di un [[microcontrollore]] e software a corredo che ne permette la programmazione in modalità semplificata. È stata ideata e sviluppata nel 2005 da alcuni membri dell'[[Interaction Design Institute Ivrea|Interaction Design Institute]] di [[Ivrea]] come strumento per la [[prototipazione rapida]] e per scopi hobbistici, didattici e professionali.<ref>{{Cita web|url=https://spectrum.ieee.org/geek-life/hands-on/the-making-of-arduino|titolo=Full Page Reload|sito=IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News|lingua=en|accesso=2020-11-24}}</ref> Il nome della scheda deriva da quello del bar di [[Ivrea]] frequentato dai fondatori del progetto, nome che richiama a sua volta quello di [[Arduino d'Ivrea]], [[Re d'Italia]] nel 1002.<ref>{{Cita pubblicazione
| autore = Justin Lahart
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== Storia ==
Il team di Arduino è composto da [[Massimo Banzi]], David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, e David Mellis. Il progetto prese avvio nel 2005 presso l'[[Interaction Design Institute Ivrea|Interaction Design Institute]] di [[Ivrea]],<ref>
{{Cita web|url=http://arduino.apogeolab.it/03-un-po-di-storia-di-arduino/|titolo=BetaBook, il manuale di Arduino: Cap. 3 - Un po’ di storia di Arduino|autore=Massimo Banzi|editore=[[Apogeo (casa editrice)|Apogeo]]|accesso=12 luglio 2011|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120315231515/http://arduino.apogeolab.it/03-un-po-di-storia-di-arduino/|dataarchivio=15 marzo 2012}}
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Nel 2017 si sono concluse le dispute legali. BCMI, la società fondata da Massimo Banzi con David Cuartielles, David Mellis e Tom Igoe, fondatori di Arduino, ha infatti acquisito il 100% della Arduino AG, la società che possedeva tutti i marchi Arduino.<ref>[https://www.ilsole24ore.com/art/arduino-nuovo-colpo-scena-acquistano-fondatori-e-ora-punta-dritto-all-iot-AEkffG8B Arduino, nuovo colpo di scena: la acquistano i fondatori. E ora punta dritto all’IoT], in Il Sole 24 ORE (articolo del 3 agosto 2017)</ref>
A seguito dell’acquisizione Massimo Banzi è tornato a essere il Chairman e CTO di Arduino, mentre nella posizione di
== Architettura ==
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=== Differenze con Raspberry Pi ===
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Arduino è spesso paragonato a [[Raspberry Pi]],{{Senza fonte}} tuttavia, vi sono notevoli differenze. Si tratta di due piattaforme basate su hardware profondamente diversi.
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Dal punto di vista della programmazione, la piattaforma Arduino si programma con una versione semplificata di C++ attraverso il suo Arduino IDE; data la notevole diffusione, nel tempo sono nate soluzioni di programmazione alternative che includono microPython e TinyML. Raspberry Pi, invece, conta su tutti gli strumenti di programmazione disponibili con il sistema operativo Linux.
Le schede Arduino sono maggiormente orientate al collegamento di sensori e attuatori per i quali la comunità sviluppa e aggiorna costantemente le librerie software per il loro utilizzo, mentre Raspberry Pi ha una minore varietà di hardware aggiuntivo che, però, può essere più complesso grazie alle sue similitudini con l'architettura hardware di un
Il dibattito su quale piattaforma sia meglio utilizzare è sempre vivace e in ultima analisi sono le caratteristiche del progetto che si vuole realizzare a rendere l'una o l'altra soluzione preferibile.<ref>{{Cita web|url=https://www.ionos.it/digitalguide/server/know-how/arduino-vs-raspberry-pi/|titolo=Arduino vs Raspberry Pi: le differenze|accesso=27 aprile 2022}}</ref>
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pensare a supporto del seamless learning. PROFESSIONALITÀ, vol. Numero
4/II – 2019, p. 118-132, ISSN 0392-2790|rivista=|volume=|numero=}}</ref>, hanno un clock di 8 MHz e non sono dotate del regolatore di tensione.
=== Programmazione ===
Il [[microcontrollore]] della scheda è pre-programmato con un [[bootloader]] che permette il caricamento dei programmi sulla [[memoria flash]] del microcontrollore stesso con una modalità semplificata rispetto alla procedura necessaria per i microcontrollori senza bootloader. ▼
[[File:ArduinoYun.jpg|alt=Arduino Yun|thumb|Arduino Yun]]
▲Il [[microcontrollore]] della scheda è pre-programmato con un [[bootloader]] che permette il caricamento dei programmi sulla [[memoria flash]] del microcontrollore stesso con una modalità semplificata rispetto alla procedura necessaria per i microcontrollori senza bootloader.
A livello concettuale, su tutte le schede i programmi vengono caricati attraverso la comunicazione su [[porta seriale]] [[RS-232]] con il microcontrollore. Le prime schede Arduino, da tempo fuori produzione, contenevano un semplice circuito che permetteva la conversione tra il livello della RS-232 e il livello dei segnali [[Transistor-transistor logic|TTL]]. Già nel 2007 viene introdotta la programmazione da PC e Mac tramite porta USB e convertitore USB-to-Serial, rendendo più semplice il processo.
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[[File:Protoshield2.jpg|thumb|Uno "shield" di [[prototipizzazione]] montato su una scheda Arduino]]
Sia la scheda originale, sia i cloni, fanno uso di ''shields'', ovvero di espansioni alla Arduino base, realizzate con schede a [[circuito stampato]] che possono essere collocate al di sopra della Arduino, inserendosi nei connettori già normalmente presenti su Arduino. La rigida definizione della funzione di ciascun PIN delle due file di connettori delle schede Arduino permette di realizzare gli shield certi della compatibilità hardware.
== Modelli ==
=== Modelli ufficiali ===
[[File:Arduino Leonardo.jpg|thumb|Arduino Leonardo]]
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# Arduino UNO R4 minima, con microcontrollore RA4M1 a 48 MHz di Renesas, 256 kB Flash, 32 kB SRAM.
# Arduino UNO R4 WiFi, con microcontrollore RA4M1 a 48 MHz di Renesas, ESP32-S3, matrice LED 12x8
==== Arduino Pro ====
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==== Arduino UNO Mini Limited Edition ====
[[File:UNO-mini-LE-Packaging-sml-1024x683.png|thumb|La scheda Arduino UNO Mini Limited edition e la sua confezione numerata e autografata]]
In occasione del raggiungimento di dieci milioni di Arduino UNO venduti, è stato sviluppato in [[tiratura]] limitata e con una confezione speciale autografata l'Arduino UNO Mini Limited Edition.<ref>{{Cita web|url=https://blog.arduino.cc/2021/11/24/introducing-the-arduino-uno-mini-limited-edition-pre-orders-now-open/|titolo=Blog Post sulla scheda commemorativa Arduino Uno Mini Limited Edition}}</ref> La scheda è stata ridotta a circa un quarto delle dimensioni originali, diventando 34,2 x 26,6 mm, pur conservando tutte le caratteristiche dell'hardware originale. Il circuito stampato è nero, con tutte le piazzole dorate e il connettore USB è di tipo [[USB-C]]. Ogni scheda è fornita in una confezione, firmata dai fondatori [[David Cuartielles]], [[Massimo Banzi]], David Mellis, [[Tom Igoe]] e dal CEO [[Fabio Violante]], mentre il [[numero seriale]] della scheda è presente nella parte inferiore della scheda stessa e sotto le firme. Non avendo caratteristiche hardware differenti dalla scheda UNO originale, si tratta principalmente di un prodotto destinato a chi desidera possedere un oggetto particolare e collezionabile, a marchio Arduino.
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[[File:Arduino Uno R4 Minima.webp|thumb|Arduino UNO R4 Minima, rilasciata a Giugno 2023]]
[[File:Arduino Uno R4 WiFi.webp|thumb|Arduino UNO R4 WiFi, rilasciata a Giugno 2023 e dotata di WiFi e Matrice LED]]
A distanza di undici anni dalla messa in produzione della versione R3 della scheda Arduino UNO, la scheda più diffusa in ambito educativo e oggetto di numerose riproduzioni grazie alla condivisione in Open Hardware e [[Open Source]] degli schemi e del firmware, Arduino ridisegna la scheda e a Giugno 2023 lancia due nuove versioni, entrambe caratterizzate dalla sigla R4<ref>{{Cita web|url=https://blog.arduino.cc/2023/06/26/uno-r4-the-new-dimension-of-making/|titolo=Blog Post sulle nuove schede Arduino UNO R4}}</ref>. Le due schede condividono il medesimo [[microcontrollore]] RA4M1 a 48 MHz di Renasas che sostituisce ATmega 328P a 16 MHz di Atmel. Entrambe sono identiche nel formato alla versione R3 con cui condividono anche la posizione dei pin sui due connettori, garantendo così la compatibilità con l'hardware realizzato per la versione R3. Con questo aggiornamento vengono recepite diverse esigenze manifestate negli anni e per questo entrambe le schede offrono una maggiore quantità di memoria per il codice, per i dati persistenti e per quelli temporanei. Il microcontrollore dispone infatti di 256kB di memoria FLASH e 32kB di memoria SRAM. I pin per l'input [[analogico]] sono rimasti sei, come i sei pin [[Modulazione di larghezza d'impulso|PWM]], mentre si aggiunge un convertitore [[Convertitore digitale-analogico|DAC]]. Per le comunicazioni la scheda dispone di una porta [[UART]], una [[I2C]], una [[Serial Peripheral Interface|SPI]] e una CAN Bus. Il connettore per il collegamento al computer è ora un [[USB-C]].
Uno degli aspetti critici della versione R3 era il limite di 12V per la sua alimentazione, con l'elettronica della scheda funzionante a 5V. Ora la scheda accetta da 6 a 24V come VIN e quindi diventa più semplice la sua integrazione in progetti che utilizzano tensioni fino a 24V, come ad esempio quelli che gestiscono strip LED o motori passo passo. Gli ingressi e le uscite, comunque, restano a 5V.
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== Software ==
=== Arduino IDE ===
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[[File:Arduino_IDE_-_Blink.png|thumb|[[Screenshot]] dell'[[Ambiente di sviluppo integrato|IDE]] di Arduino, che mostra un semplice codice di esempio]]
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=== WEB Editor ===
Con l'introduzione dell'Arduino Cloud <ref>{{Cita web|url=https://blog.arduino.cc/2021/05/03/say-hello-to-arduino-cloud-more-things-and-two-new-plans/|titolo=Presentazione di Arduino Cloud}}</ref>, è stato reso disponibile il WEB Editor <ref>{{Cita web|url=https://create.arduino.cc/editor|titolo=Accesso al Web Editor}}</ref> che permette di creare sketch e di caricarli sulle schede Arduino collegate a computer con sistemi operativi [[Microsoft Windows|Windows]], [[MacOS]] e [[Linux]]. Con questo editor non è necessario preoccuparsi di installare librerie o schede in quanto è tutto disponibile nelle opzioni di configurazione. Il WEB Editor è disponibile gratuitamente con delle limitazioni: 25 compilazioni al giorno, due dispositivi in cloud, 100 MB di spazio per gli sketch e un giorno di ritenzione dei dati. A pagamento sono disponibili altri piani <ref>{{Cita web|url=https://cloud.arduino.cc/plans|titolo=I piani disponibili per Arduino Cloud}}</ref> con caratteristiche specifiche per vari tipi di utenza. Oltre al WEB Editor, Arduino Cloud permette la creazione delle dashboard: delle interfacce grafiche costruite con vari elementi per la visualizzazione dei dati ricevuti. Con la creazione delle dashboard diventa semplice visualizzare i dati
=== MicroPython e OpenMV IDE ===
Alcune schede Arduino sono in grado di utilizzare il linguaggio di programmazione [[MicroPython]], una versione ridotta e ottimizzata per funzionare sui [[Microcontrollore|microcontrollori]]. Questo linguaggio permette di accedere a tutte le funzionalità hardware delle schede ed è un'alternativa alla programmazione con il lilnguaggio Arduino che è una particolare versione semplificata di C++. Le schede attualmente compatibili sono Nano 33 BLE e BLE Sense, Nano RP2040 Connect e Portenta H7. Arduino IDE non supporta questo linguaggio e per questo va utilizzato OpenMV IDE, un ambiente di programmazione specifico che consente di scrivere e caricare i programmi sulle schede in modo paragonabile all'IDE tradizionale. Da notare che MicroPython è un [[linguaggio interpretato]] e il processo di esecuzione del codice è diverso rispetto agli sketch. Lo sketch viene [[Compilatore|compilato]] e trasformato in [[linguaggio macchina]] direttametne eseguibile dal microcontrollore; il programma, o [[script]],
=== Minibloq ===
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[[File:IR Serial.jpg|thumb|Esempio di codice generato con Minibloq: i dati provenienti da un [[telecomando]] a [[infrarossi]] [[RC5]] sono inviati alla [[porta seriale]]]]
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== Riconoscimenti ==
Il progetto Arduino ha ricevuto una menzione d'onore al [[Prix Ars Electronica]] del [[2006]], nella categoria ''Comunità Digitali''<ref>{{cita web |titolo= Arduino, Honorary Mention 2006-Digital Communities |sito= Ars Electronica Archive - Prix <!--|lingua= en de--> |url= http://archive.aec.at/prix/#8052 |lingua= en |accesso= 8 gennaio 2017 |urlarchivio= https://web.archive.org/web/20190630155735/http://archive.aec.at/prix/#8052 |dataarchivio= 30 giugno 2019 |urlmorto= sì }}</ref>. Arduino ha destato l'interesse dei media mainstream italiani e internazionali, entrando nel dibattito pubblico. Allo storico Gabriele Catania, in un'intervista per un quotidiano milanese, Banzi in persona spiegava: "In sintesi, [Arduino] è un piccolo computer, di bassissima potenza, molto semplice, dalle dimensioni di una carta di credito. È lo stesso tipo di computer che si trova, ad esempio, in un forno a microonde, o in un telecomando. Negli oggetti di tutti i giorni, insomma. Ed è progettato per essere facile da conoscere e da programmare [...] Una persona con limitate conoscenze tecniche, se acquista un po’ di esperienza con Arduino, è poi in grado di progettare oggetti d’uso comune che abbiano al loro interno un cuore digitale, ossia questo processore"<ref>{{Cita web|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/elettronica-italiana-una-storia-con-un-futuro_(Il-Contributo-italiano-alla-storia-del-Pensiero:-Tecnica)|titolo=Elettronica italiana: una storia con un futuro in "Il Contributo italiano alla storia del Pensiero: Tecnica"|accesso=2021-01-21}}</ref>.
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