Come abbiamo visto nell’introduzione, ogni oggetto interattivo si basa sulla combinazione dei sensori, attuatori e del controllore (il nostro ardunio). Quest’ultimo, operando ad elettricità, è in grado di misurare solo la presenza e l’entità di una tensione elettrica. Questa è una limitazione che impedisce al circuito di misurare direttamente grandezze come la temperatura, l’intensità luminosa, il suono etc etc. [FOTO]
Questo problema viene risolto utilizzando dei componenti elettronici noti come “sensori” che sono in grado di convertire una grandezza fisica in una grandezza elettrica misurabile da Arduino. Una gran parte dei sensori semplici si basa sul fatto che molti materiali cambiano resistenza elettrica al cambiare di qualche fenomeno fisico.
Per esempio, qualunque conduttore aumenta la propria resistenza elettrica quando aumenta la temperatura diventando perciò un sensore di temperatura. Negli anni è stato svolto un lavoro di ricerca per scoprire in quale materiale questa relazione è la più prevedibile possibile. Questo ha portato alla realizzazione dei termistori NTC dove la resistenza si riduce tra il 2% e il 6% per ogni grado di variazione della temperatura. Questo permette di realizzare termometri piuttosto precisi.
Altri sensori molto diffusi, per esempio, sono i fotoresistori che cambiano la loro resistenza in base alla luce che li colpisce. In questo caso il fotoresistore ha una resistenza molto alta al buio e, appena la luce ne colpisce la superficie, la resistenza scende in maniera proporzionale. Questo permette di realizzare, per esempio, gli esposimetri usati in fotografia oppure i sensori che accendono la luce in giardino quando diventa buio.
La ricerca ha portato a scoprire innumerevoli materiali che reagiscono ai più diversi fenomeni fisici.
Nella pratica i sensori si dividono in tre grandi famiglie: Digitali, Analogici e “Complessi”.
I sensori digitali sono quelli che hanno solo due stati possibili: acceso o spento. Per esempio, un pulsante è un sensore digitale perchè può essere solo premuto oppure no.
Un sensore analogico, invece, produce una variazione continua in base al valore del fenomeno fisico che sta misurando, per esempio un sensore di temperatura cambia resistenza proporzionalmente alla temperatura. Questa variazione produce una serie di valori continui.
Infine per sensori complessi indico quei dispositivi che contengono una certa intelligenza e producono le loro informazioni attraverso dei flussi di dati digitali. Per esempio un ricevitore GPS che è in grado di darci la nostra posizione geografica produce i dati inviandoli sotto forma di caratteri ASCII fornendo oltre che la posizione anche la direzione di movimento e la velocità. Non sarebbe semplice rappresentare questi valori attraverso delle variazioni di tensione elettrica ma è necessario che l’Arduino implementi il “protocollo di comunicazione” del sensore.
I contraltari dei sensori sono gli Attuatori. Questi sono dispositivi che a partire da un segnale elettrico producono un effetto nello spazio fisico. Per esempio una lampadina converte un segnale elettrico in luce oppure un motore converte l’elettricità in movimento.
Sensori ed Attuatori
Come abbiamo visto nell’introduzione, ogni oggetto interattivo si basa sulla combinazione dei sensori, attuatori e del controllore (il nostro ardunio). Quest’ultimo, operando ad elettricità, è in grado di misurare solo la presenza e l’entità di una tensione elettrica. Questa è una limitazione che impedisce al circuito di misurare direttamente grandezze come la temperatura, l’intensità luminosa, il suono etc etc. [FOTO]
Questo problema viene risolto utilizzando dei componenti elettronici noti come “sensori” che sono in grado di convertire una grandezza fisica in una grandezza elettrica misurabile da Arduino. Una gran parte dei sensori semplici si basa sul fatto che molti materiali cambiano resistenza elettrica al cambiare di qualche fenomeno fisico.
Per esempio, qualunque conduttore aumenta la propria resistenza elettrica quando aumenta la temperatura diventando perciò un sensore di temperatura. Negli anni è stato svolto un lavoro di ricerca per scoprire in quale materiale questa relazione è la più prevedibile possibile. Questo ha portato alla realizzazione dei termistori NTC dove la resistenza si riduce tra il 2% e il 6% per ogni grado di variazione della temperatura. Questo permette di realizzare termometri piuttosto precisi.
Altri sensori molto diffusi, per esempio, sono i fotoresistori che cambiano la loro resistenza in base alla luce che li colpisce. In questo caso il fotoresistore ha una resistenza molto alta al buio e, appena la luce ne colpisce la superficie, la resistenza scende in maniera proporzionale. Questo permette di realizzare, per esempio, gli esposimetri usati in fotografia oppure i sensori che accendono la luce in giardino quando diventa buio.
La ricerca ha portato a scoprire innumerevoli materiali che reagiscono ai più diversi fenomeni fisici.
Nella pratica i sensori si dividono in tre grandi famiglie: Digitali, Analogici e “Complessi”.
I sensori digitali sono quelli che hanno solo due stati possibili: acceso o spento. Per esempio, un pulsante è un sensore digitale perchè può essere solo premuto oppure no.
Un sensore analogico, invece, produce una variazione continua in base al valore del fenomeno fisico che sta misurando, per esempio un sensore di temperatura cambia resistenza proporzionalmente alla temperatura. Questa variazione produce una serie di valori continui.
Infine per sensori complessi indico quei dispositivi che contengono una certa intelligenza e producono le loro informazioni attraverso dei flussi di dati digitali. Per esempio un ricevitore GPS che è in grado di darci la nostra posizione geografica produce i dati inviandoli sotto forma di caratteri ASCII fornendo oltre che la posizione anche la direzione di movimento e la velocità. Non sarebbe semplice rappresentare questi valori attraverso delle variazioni di tensione elettrica ma è necessario che l’Arduino implementi il “protocollo di comunicazione” del sensore.
I contraltari dei sensori sono gli Attuatori. Questi sono dispositivi che a partire da un segnale elettrico producono un effetto nello spazio fisico. Per esempio una lampadina converte un segnale elettrico in luce oppure un motore converte l’elettricità in movimento.