Visualizza wikitesto di Arduino e sensori analogici

{{Guide
|immagine=Pulsante-arduino.gif
|guida=Arduino
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|successiva=Arduino_e_il_PWM}}
[[File:Arduino-analog.gif | 100px | Piedini analogici | thumb | left]]
[[File:Arduino-analogsig.gif | 150px | Segnale analogico | thumb | right]]

Dai piedini ''analog'' si possono leggere tensioni variabili da 0 a 5v, che Arduino trasforma in valori da 0 a 1023: il sensore analogico pi&ugrave; facile da trovare &egrave; il '''potenziometro''', come quello per regolare il volume delle casse. Fisicamente &egrave; composto da 3 piedini ed al suo interno &egrave; presente una striscia di materiale resistente: se il potenziometro &egrave; da 20K&#8486;, quella striscia resiste 20K&#8486;; i piedini laterali sono collegati alle due estremit&agrave; di questa striscia, mentre quello centrale &egrave; collegato ad un perno che pu&ograve; muoversi a contatto quando giri la manopola (vedi figura sotto). Se non sai che resistenza pu&ograve; produrre il tuo potenziometro collega il multimetro in funzione ''ohmetro'' ai piedini laterali e puoi leggerne il valore.
[[File:Arduino-trimmer-schema.gif | 450px | Funzionamento di un potenziometro | thumb | center]]

Elettronicamente, il potenziometro &egrave; un '''partitore di tensione''': se lo alimenti dai piedini laterali, collegandolo ad una batteria, dal piedino centrale potrai leggere con il multimetro in modalit&agrave; ''voltmetro'' una tensione che varia ruotando la manopola. Prova adesso a collegare il potenziometro ad Arduino: un piedino laterale a massa e l'altro a 5v, mentre quello centrale al piedino analog 0.
[[File:Arduino-trimmer.gif | 350px | center]]

<pre>
//analogico.ino
const short sensore = 0;
const short led = 13;

void setup() {
	pinMode(led, OUTPUT);
	Serial.begin(9600);
}
void loop() {
	Serial.print("Lettura: ");
	Serial.print(map(analogRead(sensore),0,1023,0,5));
	Serial.println(" V");
	delay(200);
}
</pre>

Caricato il listato apri il ''serial monitor'' di Arduino, cliccando sul bottone [[File:Arduino-serialm.gif | 15px]] e vedrai apparire la tensione sul piedino. Ruotando da una parte il potenziometro puoi incrementare fino a 5v, mentre ruotandolo dall'altra decresce fino a 0. Per adesso non ti preoccupare di come abbiamo fatto a comunicare col computer, ne parleremo nelle prossime pagine.<br />
Per leggere il sensore si utilizza la funzione <code>analogRead(sensore)</code>, analoga a quella usata per il bottone, che come avrai visto legge il valore campionato dal convertitore analogico digitale del microchip. 
Il convertitore analogico digitale (''ADC'') ha una risoluzione a 10 bit: questo significa che converte la tensione 0-5v 
in valori 0-1023. Per scoprire il valore originario della tensione presente sul piedino basta fare una semplice proporzione, svolta in automatico dalla funzione map.

==Resistenze variabili: come fare un crepuscolare==
[[File:Arduino-resisens.jpg | thumb | 150px | right | Alcuni sensori analogici]]Tutte le resistenze variabili vanno ''combinate'' con una seconda resistenza, a formare un '''partitore di tensione''': un piedino va collegato a massa, l'altro ai 5V attraverso la seconda resistenza. Alcune resistenze variabili sono i '''sensori di forza''', le '''termoresistenze''', le '''fotoresistenze''' e i '''touch screen resistivi'''; con questo schema puoi provare a realizzare un ''crepuscolare'' con un sensore di luminosità (''fotoresistenza'', appunto), ma se vuoi usare un altro dei sensori precedenti, il listato rimane quasi invariato.
[[File:Arduino-fotores-schema.gif | 500px | center]]

<pre>
//crepuscolare.ino
const short sensore = 0;
const short led = 13;
int soglia = 300;
void setup() {
	pinMode(led, OUTPUT);
}
void loop() {
	if (analogRead(sensore) > soglia)
		digitalWrite(led,LOW);
	else
		digitalWrite(led,HIGH);
}
</pre>
[[File:Arduino-fotores-test.jpg | 350px | Fotoresistenza: completamente illuminata ha una resistenza di circa 20K, mentre se si trova al buio di 500&#8486; | thumb | right]]

In questo programma il led 13 si '''accende''' se viene letto un valore ''inferiore alla soglia'', che ho impostato a ''300''; questo valore dipende dal sensore che usi: può variare da fotoresistenza a fotoresistenza. Quindi ti chiederai come trovare un '''valore limite''' per far accendere il led... se sul componente è stampato un codice puoi provare a cercare il ''datasheet'', in modo da avere i dati abbastanza precisi, altrimenti ''tester alla mano'' e passa alle prove empiriche, come nell'immamgine a lato. Se hai tempo puoi anche caricare un programma di test e farti inviare  i valori sul computer (come prima col potenziometro).<br />
'''Un consiglio...''' in questi casi &egrave; comodo usare un trimmer al posto della resistenza fissa: cos&igrave; puoi regolare la soglia del tuo crepuscolare (o qualsiasi altro progetto sia) senza dover intervenire sul programma.

==Altri sensori analogici: leggere la temperatura==
Alcuni componenti sono già pronti all'uso perché ripartiscono la tensione senza troppi problemi, quindi basta alimentarli e leggere l'output dall'apposito piedino, per esempio l'accelerometro [http://www.robot-italy.com/product_info.php?cPath=15_136&amp;products_id=1275 ADXL335] e il termometro [http://www.robot-italy.com/product_info.php?products_id=2331 TMP36], tanto per citare alcuni modelli; Vediamo un esempio
[[File:Arduino-temp-schema.gif | 500px | center]]

Dopo averlo collegato, bisogna interpretare il segnale ricevuto: ''il datasheet dice che'' lo 0&deg;C &egrave; a 500 mV, e ogni grado Celsius sono 10 mV; 510 mV sarà 1&deg;C, 600 mV 10&deg;C. Quindi:
 temperatura = (volt - 0.500)/0.010
Ma i pin analogici non danno i valori in millivolt, quindi bisogna convertire: dividendo l'output per 204.6, si ottiene il valore in volt; in conclusione
 temperatura = (output/204.6 - 0.500)/0.010

<pre>
//termostato.ino
const short sensore = 0;
const short led = 13;
int soglia = 18; //18 gradi celsius
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT);
}
void loop() {
if ((analogRead(sensore)/204.6 - 0.500)/0.010 > soglia)
	digitalWrite(led,LOW);
else
	digitalWrite(led,HIGH);
}
</pre>

Un semplice programma che simula un termostato: il led si accende se la temperatura scende sotto la soglia impostata in gradi centigradi.
[[Category:Howto]]