Con le mani puoi… Programmare! – primi passi di physical programming

Ho sottoposto con Andrea Maietta un’idea per una sessione al Codemotion ed è stata accettata. Al FrankensteinGarage stiamo sviluppando alcuni concetti legati al physical computing. Ci è venuta l’idea, qualche mese fa, di creare dei blocchetti simili ai LEGO per aiutare le persone poco pratiche di elettronica a realizzare i loro primi esperimenti.
In effetti dopo aver fatto un minimo di ricerca su Google, abbiamo scoperto che anche il team di LittleBits era giunto alle nostre stesse considerazioni, solo con un bel po’ di anticipo. Nessun problema. A scopo didattico abbiamo deciso di procedere ed investigare questo nuovo modo per creare circuiti. Da qui la nostra proposta per la conferenza di Roma:

Con le mani puoi… Programmare! – primi passi ed esperimenti di physical programming

Abstract:
Si parla molto di physical computing, una nuova disciplina che studia e sperimenta nuove relazioni ed interazioni tra uomo e macchina, nascondendo l’elettronica e rendendo gli oggetti quasi magici.

E’ una materia affascinante, che richiede competenze non sempre banali nella prototipazione e nella costruzione di circuiti elettronici. I microcontrollori, tra i quali l’italiano Arduino, facilitano il compito legato alla programmazione dei chip, ma è sempre necessario saper progettare un circuito e fare alcuni calcoli non sempre alla portata di tutti.

Da qui l’idea di creare dei piccoli blocchi che realizzano delle funzioni semplici e che siano facilmente combinabili… programmabili. Ed eccoci a programmare in ‘hardware’, spostando e connettendo con le nostre mani piccoli circuiti facili da comprendere.

Dopo un’introduzione al physical computing vedremo insieme come nascono e si concretizzano idee come http://littlebits.cc/ ripercorrendo la prototipazione della nostra proposta open source.

Ci vediamo a Roma il 24 marzo 2012 – ore 15:50.

Nei prossimi post vi spieghero’ meglio l’idea.

Hack Reality – Raccolta di risorse per l’Hackathon di Whymca

In queste settimane ho lavorato presso il FrankensteinGarage per preparare il materiale per sabato 18 febbraio (Hackathon di Whymca). Ho tenuto traccia dei link e degli argomenti che abbiamo utilizzato e a cui ci siamo ispirati. Li condivido con voi sperando che vi siano utili!

Programmare gli Attiny

• Programmare l’Attiny2313 con Arduino -http://www.roxlu.com/blog/entry/59/attiny2313avrdude-and-arduino-avrisp
• AVR programming tutorial (un blog molto chiaro)- http://hlt.media.mit.edu/wiki/pmwiki.php?n=Main.AVRProgrammingAdvanced
• qualche informazione anche dal sito di Arduino – http://arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard
• Programmazione degli Attiny 45/85 utilizzando Arduino come programmatore – http://hlt.media.mit.edu/?p=1229
• uno spunto per utilizzare i sorgenti di arduino-ide con avr-gcc (o eclipse) – http://accrochages.drone.ws/en/node/38
• Una patch per attiny2313 da applicare ad arduino ide: http://hci.rwth-aachen.de/tiki-download_wiki_attachment.php?attId=769&page=luminet
• MegaISP: lo scetch per trasformare Arduino in un programmatore di chip (questo è quello originale, ma lo trovate anche negli esempi di arduino): http://code.google.com/p/mega-isp/
• Altra soluzione per programmare gli attiny con arduino ide – scaricando la patch “arduino tiny” (http://code.google.com/p/arduino-tiny/) da mettere dentro scketchbook/hardware/
• Soluzione alternativa di roxlu per programmare gli attiny con arduino ide – http://www.roxlu.com/blog/entry/59/attiny2313avrdude-and-arduino-avrisp
• Impostare i fuses sui 2313: http://www.ladyada.net/learn/avr/fuses.html e anchequi http://www.engbedded.com/fusecalc/
• ISP Programmers - http://www.evilmadscientist.com/article.php/avrtargetboards
• AVR programming - http://dangerousprototypes.com/docs/AVR_quick_start

RFID

• http://scanlime.org/2008/09/using-an-avr-as-an-rfid-tag/
• http://www.electronics-lab.com/blog/?tag=rfid
• http://hackaday.com/2011/05/20/using-an-avr-as-an-rfid-tag/
• http://sites.google.com/site/eficara/avr_rfid-htm

bluetooth

• Macchina radiocomandata con attiny2313 e telefono Android – http://uzzors2k.4hv.org/index.php?page=blucar

SMS

• Hack con ATTiny 2313 e telefoni – http://www.serasidis.gr/circuits/smscontrol/smscontroller.htm
• http://www.electronics-lab.com/blog/?p=5093
• http://free-circuitdiagrams.blogspot.com/2011/05/avr-attiny-to-sms-remote-controller.html
• Using NOKIA (DKU5) – http://jethomson.wordpress.com/2010/02/21/diy-usb-to-serial-cable-for-3usd/
• PINOUT porte telefoni cellulari - http://pinouts.ru/pin_CellularPhones-Nokia.shtml
• http://www.unlockforum.com/showthread.php/6744-Nokia-Pop-port-pinout-connector

DATA FLASH

• http://arduino.cc/playground/Code/Dataflash

POWER

• MOSFET as driver/switch -http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_7.html
• http://www.ee.ttu.edu/lab/robot/drives.htm

Processing + Arduino/Attiny

• http://arduino.cc/en/Tutorial/Graph
• http://www.arduino.cc/playground/Interfacing/Processing
• Scrivere su seriale con processing – http://tigoe.net/pcomp/serial-processing.shtml

Riparare per pattern e giocare a scacchi

Riparatori e giocatori di scacchi ragionano, se esperti, per pattern.
Il giocatore esperto di scacchi individua configurazioni di mosse e pezzi e si prefigura l’evoluzione della partita in modo rapido, escludendo a priori molti rami dell’albero delle possibilità. Lo sfoltimento delle scelte avviene anche grazie all’esperienza accumulata e alla letteratura presente: esistono pagine e pagine sulle possibili aperture di partita (e non solo sulle aperture)!
Il giocatore alle prime armi cerca di elaborare l’albero completo di mosse e contro-mosse. Sulla carta l’operazione è infallibile, ma la mente umana non ha tali capacità di calcolo.

Il riparatore esperto si comporta un po’ come lo scacchista. Quando mi sottopongono un oggetto da riparare, lo vedo nel suo insieme e colgo possibili spunti ed indizi che rivelino il tipo di guasto e la sua risoluzione. Questo primo approccio tende a sfoltire le infinite possibilità e mi viene ‘facile’ per l’esperienza (e la mia non è molta) accumulata.
Nel caso peggiore in cui non è possibile individuare nessuno schema preciso, si scende in dettaglio, mettendo mano a schemi, diagrammi ed effettuando calcoli e misure precise, cercando di individuare l’anomalia e il problema (e procedendo un po’ a tentativi).

Riparare per pattern è rapido ed è facile se l’oggetto che sto analizzando è stato ben progettato. Un’oggetto ben progettato segue pratiche consolidate, schemi sicuri… pattern!
In elettronica i pattern sono diffusi e numerosi come in molte altre attività umane di progettazione e costruzione. Esistono configurazioni di componenti per filtri, soluzioni per gli stadi di amplificazione e di alimentazione, combinazioni di transistor per risolvere le più disparate esigenze.

Filtro passa basso

Questi ‘pattern’ si ricavano da un qualsiasi libro di elettronica. Uno particolarmente bello ed utilissimo è Pratical Electronic for Inventors.

Specchio di corrente

Spesso si prende lo schema suggerito nei datasheet e lo si adatta alla propria esigenza, modificando solo i valori di alcuni componenti. Anche per altri ambiti in cui è possibile riparare gli oggetti, l’operazione è facilitata se l’oggetto nasce da dei pattern, cioè se nella ‘materia’ originale sono stati rispettati dei pattern nella fase di progettazione.

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Ho iniziato a riparare oggetti elettronici per caso, all’eta di 12/13 anni. Amici e parenti vedendo il mio impegno nel trafficare con fili e transistor ogni tanto mi affidavano elettrodomestici e dispositivi irrecuperabili e, a volte, riuscivo a rimetterli in sesto. Mi è capitato di farlo anche per lavoro, menre studiavo all’università.
Ritengo di aver una modesta esperienza nella riparazione di circuiti elettronici, da cui i ragionamenti di questo post.

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Riporto qui di seguito il libro che ho citato nel post. E’ veramente meraviglioso!

Corso di cucina fusion con Arduino – testo del workshop (parte 1)

Abstract

Prendete una Arduino board, alcune linee di codice, una cucchiaiata di breadboard. Spolverate con dei componenti passivi. Saldate a 200° con buono stagno. Versate in una pentola e mescolate il tutto con metodo Agile. Lasciate raffreddare per pochi secondi. Servite il vostro prototipo elettronico e lasciate di stucco i vostri clienti! Ecco la ricetta per creare rapidamente prototipi elettronici su cui sviluppare i vostri prodotti di successo. Lo sviluppo Agile si puo’ applicare anche all’elettronica senza essere grandi esperti di circuiti. Durante il workshop spiegheremo come costruire un prototipo per dimostrare il nostro approccio in un contesto diverso dal software.

1. Intro

Alla IAD2011 ho voluto proporre un corso di cucina dove l’ingrediente principale è Arduino. Ho utilizzato la metafora della cucina e del cuoco per rendere più digeribile l’argomento.

L’hardware è notoriamente statico e poco agile, ma può essere reso adattabile e flessibile alle mutevoli esigenze di clienti e progetti “avvolgendolo” con il software.

Il workshop è stato pensato non per gli esperti del settore della progettazione elettronica (abituati ad approcci molto più rigorosi e scientifici), ma per una nuova ed inaspettata utenza: artisti, designer, architetti, inventori, innovatori.

Sono persone interessate alle potenzialità dell’elettronica, ma abbastanza refrattarie agli approcci troppo ‘ingegneristici’. Alcune di queste persone si definiscono tinkers. La parola, in britannico, è quasi offensiva (alla stregua del nostro ‘zingaro’) ed indica quei personaggi che giravano per le case raccogliendo rottami metallici per fonderli o ripararli. I tinkers moderni sono degli artisti che cercano di riparare, rinnovare o creare nuovi oggetti procurandosi la materia prima principalmente da materiale di riciclo.

Se vogliamo i tinkers sono attori del movimento più ampio del physical computing. Tale disciplina vuole realizzare oggetti interattivi in cui l’elettronica e il software sono invisibili dall’esterno. Si cerca di produrre qualcosa di diversamente interattivo. Si esplorano nuove interfacce tra uomo ed oggetti. Il risultato di tale attività sono inizialmente oggetti artigianali o artistici in grado di stupire chi ne faccia uso.
Gli attori di questo movimento si muovono su una linea in bilico tra arte e scienza. Inizialmente non si curano troppo dei dettagli implementativi e cercano solo in seguito di risolvere i problemi tecnologici che si presentano.
Per lavorare in questo modo è necessario sviluppare una certa inventiva: è possibile farlo, sfuggendo ai propri modelli mentali. I modelli mentali sono il flusso abitudinale dei nostri pensieri: come un blocco di gelatina corroso da un rivoletto d’acqua. I pensieri scorrono nel canyon ed è difficile uscirne. Le persone più fantasiose o artistiche hanno sviluppato delle strategie di fuga (per esperienza o per studio – chiedetemi come!).

Per un’opera di Physical Computing, l’elettronica è come il soffio vitale. Nonostante sembri una materia complessa, può essere spiegata (nei suoi concetti fondamentali) con le analogie corrente – acqua e componente – tubo.
La realizzazione di prototipi elettronici è facilitata, attualmente, dalla possibilità di impiegare dei microcontrollori in modo molto semplice. Un microcontrollore è un piccolo elaboratore che può essere programmato e quindi sostituire circuiti molto più complessi e difficili da realizzare.
Ci sono infinite possibilità, in fondo l’elettronica è dappertutto (robot, automatismi, elaborazione audio, circuiti musicali, timer, termostati, sostituzione di dispositivi non più funzionanti…).

L’elettronica della sciura maria – Workshop FabLab Milano

Ho tenuto un workshop al Frankenstein Garage – FabLab Milano. E’ stato molto appagante e mi è costato parecchio lavoro. E’ stato necessario preparare il materiale “teorico” ma anche organizzare il laboratorio per tutti i partecipanti.

Ho cercato di spiegare con parole molto semplici un argomento complesso come l’elettronica. Lo scopo era iniziare o avvicinare le persone all’argomento e far provare ad accendere almeno un LED (ed abbiamo osato anche di più). Grazie ai feedback ricevuti, sapremo riproporlo in maniera ancora più efficace.

Questa è la dura strada verso la IAD2011…

Settimana prossima: “l’ABC di Arduino”.

RC-Toys Surgery

Cosa fare se il regalo di Natale di Samuele non funziona?

Che rabbia! La sua macchinina radiocomandata, nuova di pacca, non funziona! Ma che cavolo, ma non le provano? Ho provato con pile ricaricabili, poi con pile alcaline appena scartate. Niente.

Al che esce fuori l’indole da ingegnere elettronico.

Lo sguardo cade sua vecchia macchinina telecomandata che mesi fa ci avevano rifilato. La macchinina non funzionava più perchè richiedeva un pacco di pile ricaricabili speciali, non incluse. Ho aspettato a buttarla ed ho fatto bene. Senza neppure scomodare Arduino!

Fuori i ferri del mestiere! Saldatore caldo e tester… e vai di cacciavite. Smonto le automobiline e dalla ferrari senza pile estraggo tutta la circuiteria che innesto nella macchinina nuova (quella verde).

Mezz’ora di lavoro ed è fatta.

Ora Samuele ha la sua macchinina verde, funzionante. L’unico problema è stato il telecomando: adattare il vecchio alla scatota del nuovo sarebbe stato problematico (è a forma di U). Si sarebbe dovuto tagliare il circuito stampato. Non me la sono sentita di rischiare ed ho puntato ad un risultato veloce e sicuro.

Samuele ha apprezzato!