Progetti rea­liz­za­ti con Arduino: le migliori idee per il mi­cro­con­trol­lo­re

Da oltre dieci anni Arduino riscuote successo tra i molti ap­pas­sio­na­ti del settore: il mi­cro­con­trol­lo­re pro­gram­ma­bi­le composto da una serie di schede compatte è stato usato per rea­liz­za­re in­nu­me­re­vo­li progetti, portando a lam­peg­gia­re diodi luminosi, dando vita a robot, riuscendo a in­ter­pre­ta­re i dati sul tempo, a misurare le distanze, a dipingere immagini e persino a comporre musica.

La prima versione di Arduino è stata creata in Italia nel 2005 per essere usata da studenti di web design e av­vi­ci­nar­li alle pos­si­bi­li­tà offerte dalla pro­gram­ma­zio­ne con un mi­cro­con­trol­lo­re. La nuova scheda è stata ab­brac­cia­ta en­tu­sia­sti­ca­men­te da molti ap­pas­sio­na­ti del fai da te con una spiccata affinità tec­no­lo­gi­ca, dato che, ora come allora, bastano meno di 30 euro per ac­qui­star­ne una e iniziare a uti­liz­zar­la per gli scopi più versatili.

Oggi sono di­spo­ni­bi­li diverse versioni di queste schede. Arduino Uno, un classico, si avvicina alle di­men­sio­ni di un pacchetto di sigarette, mentre Arduino Nano non è più grande di una moneta da due euro. Sono anche ac­qui­sta­bi­li versioni molto più piccole o più grandi, che for­ni­sco­no il giusto hardware per quasi tutti i campi di ap­pli­ca­zio­ne.

Tutti i tipi di Arduino di­spon­go­no di un mi­cro­con­trol­lo­re e di più entrate e uscite, ana­lo­gi­che e digitali. Tramite una porta USB si può collegare la scheda con il computer ed eseguire il codice di pro­gram­ma­zio­ne, scritto nell’ambiente di sviluppo open source Arduino IDE. Questo è so­stan­zial­men­te una versione sem­pli­fi­ca­ta del lin­guag­gio C e C++. La presenza di diversi con­net­to­ri, inseriti sulla scheda, con­sen­to­no il col­le­ga­men­to di LED, schermi, strumenti di mi­su­ra­zio­ne, motori e molti altri di­spo­si­ti­vi che possono così essere comandati tramite con­trol­lo­re.

Spesso Arduino viene pa­ra­go­na­to al Raspberry Pi, visto che entrambi i di­spo­si­ti­vi sono delle schede sal­va­spa­zio, che diventano il cuore di in­nu­me­re­vo­li progetti elet­tro­ni­ci. Mentre Arduino è un mi­cro­con­trol­lo­re, il suo simile, il Raspberry Pi, è un single-board computer. Nel nostro confronto tra Arduino e Raspberry Pi trovate maggiori in­for­ma­zio­ni al riguardo.

La prima versione di Arduino è stata Uno. Con il mi­cro­con­trol­lo­re di medie di­men­sio­ni sono state già rea­liz­za­te mol­tis­si­me idee, in quanto ancora oggi rap­pre­sen­ta un com­pro­mes­so ideale tra di­men­sio­ni compatte e un’ampia gamma di funzioni. Di seguito vi pre­sen­tia­mo alcuni esempi af­fa­sci­nan­ti rea­liz­za­ti con Arduino, adatti per prin­ci­pian­ti, utenti avanzati ed esperti, così da potervi orientare tra gli in­nu­me­re­vo­li progetti che si trovano sulle diverse piat­ta­for­me DIY.

Volete ci­men­tar­vi con amici e familiari in un gioco da tavola, ma vi manca un dado? Un Arduino con sette LED integrati potrebbe salvarvi la serata. Oltre alla variante classica, potete anche ag­giun­ge­re un pulsante che avvia un ge­ne­ra­to­re casuale facendo il­lu­mi­na­re i LED, re­sti­tuen­do così il numero sul dado digitale. Per scoprire come si realizza, leggete questo tutorial per la creazione di un dado elet­tro­ni­co.

Un’idea per un progetto da rea­liz­za­re con Arduino ispirata alla pandemia da co­ro­na­vi­rus è il sensore di distanza sociale, che è anche adatto ai prin­ci­pian­ti. Un sensore a ul­tra­suo­ni collegato al mi­cro­con­trol­lo­re fa sì che un LED si accenda ogni volta che una persona si avvicina entro 50 cm. Se la distanza aumenta ancora, il LED si spegne. Per im­ple­men­ta­re il progetto con Arduino Uno in termini di pro­gram­ma­zio­ne, avete bisogno solo di poche righe di codice. Per i prin­ci­pian­ti assoluti della pro­gram­ma­zio­ne, tuttavia, è anche di­spo­ni­bi­le online, così che il progetto Arduino si adatta bene a essere rea­liz­za­to a casa.

Anche questo cre­pu­sco­la­re è un esempio efficace di cosa si possa rea­liz­za­re in poco tempo con un Arduino Uno. Ser­ven­do­si di LED si riesce a creare un sensore di lu­mi­no­si­tà che controlla l’impianto cre­pu­sco­la­re grazie al codice inserito.

Se un cre­pu­sco­la­re comandato da un sensore luminoso non è un progetto così in­te­res­san­te per voi, allora pre­fe­ri­re­te forse un con­ge­la­to­re che iden­ti­fi­ca la vostra posizione tramite Bluetooth e vi segue ovunque andiate. In questo progetto un freezer viene montato su delle ruote e collegato con il vostro smart­pho­ne, così che abbiate sempre a portata di mano una bibita rin­fre­scan­te per le estati torride. La creazione di un freezer che vi segue au­to­no­ma­men­te richiede più com­po­nen­ti e più tempo rispetto agli altri due progetti, ri­sul­tan­do perciò indicato per chi ha una certa espe­rien­za alle spalle nella rea­liz­za­zio­ne di progetti con Arduino.

Un’idea elegante per la casa da rea­liz­za­re con Arduino è quella di creare una clessidra digitale a LED. Una matrice LED in­cor­po­ra­ta è usata per simulare la caduta dei granelli di sabbia. Il codice ne­ces­sa­rio per far fun­zio­na­re la clessidra LED è un po’ più com­pli­ca­to, ma può essere fa­cil­men­te compreso e scaricato, se ne­ces­sa­rio. Un semplice case di cartone nasconde il circuito Arduino e assicura che l’orologio a LED non passi inos­ser­va­to.

Un’altra idea per Arduino rivolta agli utenti già avanzati è quella di costruire la propria auto te­le­co­man­da­ta. Per far fun­zio­na­re il gadget, è ne­ces­sa­rio uti­liz­za­re un’apposita ap­pli­ca­zio­ne per smart­pho­ne, pub­bli­ca­ta dallo svi­lup­pa­to­re dell’auto Bluetooth in Google PlayStore. Se usate uno smart­pho­ne Apple, è ne­ces­sa­rio attivare l’accesso utente esteso sull’iPhone con un jailbreak per poter uti­liz­za­re l’app. Questo progetto con Arduino Uno vi farà divertire non solo mentre co­strui­re­te l’auto, ma anche quando la lascerete correre.

Questo robot che disegna è la prova di quali af­fa­sci­nan­ti progetti con Arduino sono riusciti a rea­liz­za­re gli ap­pas­sio­na­ti più esperti. Grazie al mi­cro­con­trol­lo­re compatto, il robot è in grado di trasporre su carta le grafiche vet­to­ria­li e raster salvate sul computer. Per rea­liz­za­re questo progetto servono co­no­scen­ze ap­pro­fon­di­te di Arduino, una certa abilità manuale, mol­tis­si­mi com­po­nen­ti e un po’ di tempo. Guardando il video potete però già dare un’occhiata al risultato finale:

Questo premiato progetto rea­liz­za­to con Arduino Uno è formato da una cupola di legno, creata con triangoli, dotata di un totale di 120 luci LED in­te­rat­ti­ve. Queste cambiano colore e ri­pro­du­co­no suoni con un semplice tocco della mano. Nel tutorial sulla cupola LED viene mostrato quanto tempo e lavoro sono stati necessari per la rea­liz­za­zio­ne di questo progetto. Per lasciarvi af­fa­sci­na­re dal gioco di colori e dalla sinfonia dei suoni, potete guardare questo video:

Arduino Nano, la versione più piccola di Arduino Uno, viene uti­liz­za­to spesso e vo­len­tie­ri per quei progetti in cui lo spazio per la scheda è molto limitato. Come la variante più grande, si basa sul per­for­man­te mi­cro­con­trol­lo­re ATmega328 dell’azienda americana Atmel e consente così di essere usato per casi complessi, di cui ricevete un piccolo assaggio negli esempi a seguire.

Bastano pochi com­po­nen­ti per tra­sfor­ma­re qualsiasi stanza in una piccola discoteca. Un microfono valuta l’intensità della musica e trasmette queste in­for­ma­zio­ni all’Arduino Nano. In questo modo vengono ma­ni­po­la­te delle strisce LED luminose che cambiano colore al variare della musica. Anche i prin­ci­pian­ti riescono a rea­liz­za­re questo progetto ser­ven­do­si di pochi com­po­nen­ti.

Un gio­cat­to­lo so­fi­sti­ca­to, rea­liz­za­to con pochi com­po­nen­ti, ma che dà molte sod­di­sfa­zio­ni: stiamo parlando del rivela bugie. Ov­via­men­te questo progetto basato su Arduino non valuta realmente se qualcuno sta mentendo, ma rileva solo la con­du­ci­bi­li­tà elettrica della pelle. Questa mi­su­ra­zio­ne consente di giungere a con­clu­sio­ni sullo stato di agi­ta­zio­ne del tester.

È difficile im­ma­gi­na­re gli attuali smart­pho­ne senza sensori di impronte digitali. Ma anche con un Arduino Nano potete con­trol­la­re un sensore di impronte digitali. Per fare questo, basta collegare un sensore adatto al mi­cro­con­trol­lo­re. Un display integrato nel circuito mostra poi se si tratta di un’impronta re­gi­stra­ta nel sistema e quindi di un’impronta digitale. Se lo è, il sistema vi dà il benvenuto. Al­tri­men­ti, lo schermo non viene sbloccato. Per rea­liz­za­re questo progetto con Arduino Nano bastano pochi com­po­nen­ti, il che lo rende molto adatto ai prin­ci­pian­ti.

Avete sempre de­si­de­ra­to costruire un robot? Questo progetto per la casa basato su Arduino vi mostra come fun­zio­na­no la co­stru­zio­ne e la pro­gram­ma­zio­ne di un semplice carro armato gio­cat­to­lo elet­tro­ni­co. Il mini robot segue un tragitto pre­sta­bi­li­to e già pro­gram­ma­to, ma si può ampliare con una funzione di comando a distanza o con un braccio prensile.

L’idea pre­sen­ta­ta qui è di nuovo un robot, dove le zampe del ragno sono so­sti­tui­te da un ser­vo­mo­to­re, così da per­met­te­re uno spo­sta­men­to veloce e in­te­res­san­te da vedere. Il controllo del ragno robot avviene tramite smart­pho­ne. Per la rea­liz­za­zio­ne serve un po’ di tempo, espe­rien­za e so­prat­tut­to tanti mat­ton­ci­ni Lego!

I progetti con Arduino per la casa possono anche fa­ci­li­ta­re la vita quo­ti­dia­na. Non sarebbe molto pratico se non doveste più pre­oc­cu­par­vi di in­naf­fia­re le piante? Anche in questo caso corre in vostro aiuto un progetto con Arduino Nano. Un sensore di tem­pe­ra­tu­ra è usato per de­ter­mi­na­re di quanta acqua hanno bisogno le piante. Una pompa dell’acqua, collegata ad Arduino Nano, fornisce poi un’ir­ri­ga­zio­ne suf­fi­cien­te. Il sistema di ir­ri­ga­zio­ne au­to­ma­ti­ca delle piante è adatto agli utenti Arduino più avanzati, ma non risulta troppo im­pe­gna­ti­vo.

Un esempio in­te­res­san­te delle variegate pos­si­bi­li­tà di ap­pli­ca­zio­ne di Arduino è dato da questo progetto per la casa: con un paio di sensori collegati e uno schermo, il mi­cro­con­trol­lo­re diventa una stazione me­te­reo­lo­gi­ca che misura la tem­pe­ra­tu­ra, l’umidità e indica l’orario. Il progetto basato su Arduino si può ampliare anche con dati ag­giun­ti­vi sulla pressione dell’aria, i venti, l’indice UV e sulle pre­ci­pi­ta­zio­ni. Per il progetto sono richiesti diversi Arduino e altri com­po­nen­ti elet­tro­ni­ci.