Il progetto prosegue, ma con qualche difficoltà

Dopo varie prove di una cosa sono più che certo: lo shield è necessario.

In questi giorni di assenza sono andato molto avanti col progetto, in mancanza di stripboard ho optato per una breadboard sperimentale (le strip sono introvabili a Torino) che mi fa risparmiare mille saldature, in attesa di una versione definitiva su Unsped's shield.

Desciverò di seguito i passaggi, i problemi e le relative soluzioni che ho adottato per arrivare ad attaccare arduino al pc e vedere la startup sequence di arduinome

- Saldature

Come si vede nella foto ho saldato led, diodi e i fili seguendo la guida ufficiale su flipmu. Per fissare i pezzi prima di saldarli ci sono più opzioni: allargare i piedini dei componenti una volta inseriti (il più veloce), fissarli con della plastilina adatta (più preciso ma molto lento).  Per questo passaggio è necessario fare molta attenzione perchè in caso di errore, rimuovere un componente è abbastanza difficoltoso.

Per quanto riguarda i fili per unire le 4 schede, io ho utilizzaro i ribbon da 16 per ottenere un risultato più pulito possibile. Come consiglia la guida è conveniente unire le pcb con della colla, io non sapendo quale utilizzare, per non rovinarle ho usato del nastro isolante. Non è strettamente necessario unire le pcb, dalgli schemi delle enclosures, si nota che il peso della pressione dei tasti è sostenuto dal faceplate, che viene saldamente avvitato alle pcb passando dai bottoni.

- Parte logica

Per questo passaggio, non trovando in nessun negozio di Torino le Stripboard, ho utilizzato una breadbord, copiando la shield di Unsped in ogni dettaglio. Consiglio a tutti coloro che non avessero il suddetto shield, di prendere spunto solo da quello, che è sicuramente funzionante. Io per facilitarmi il lavoro ne ho guardate 3 diverse, rischiando la pazzia a causa delle differenze tra i vari progetti. Su questo blog ci sono delle belle foto dettagliate delle due facce dello shield.

Per comodità nel caso voleste testare il circuito su breadbord, consiglio l'utilizzo dei cavi da 20 con un'anima unica metallica (doppino telefonico).

Non sto a spiegare nel dettaglio come fare il circuito, basta osservare bene lo shield, per la resistenza da 100Kohm da dieci pin è necessario tagliare l'ultimo facendo attenzione a non tagliare il primo (quello col puntino è il numero 1).

Per collegare la parte logica alle PCB ho seguito questa guida, molto chiara e semplice. Vi consiglio di prestare molta attenzione ai collegamenti per evitare di rovinare i component.

IMPORTANTE!!

Un grosso e insormontabile problema (per ora...) è la versione di Arduino: UNO. Successiva alla duemilanove, la uno possiede alcune caratteristiche differenti dalla precedente, tra la quali c'è anche la mancanza del chip FTDI, sostituito dal più avanzato ATmega8U2. Per permettere ai programmi per monome e arduinome di interfacciarsi con la nostra costruzione, bisogna flashare il chip FTDI come dice qui alla fine della pagina. Arduino UNO non avendo questo chip non può essere flashato in quel modo e quindi non sarà mai riconosciuto da ArduinomeSerial e monomeSerial. Pertanto sconsiglio l'aquisto di questa versione per il momento, io prenderò quella precedente su un sito (qui o qui) che ne ha ancora alcune in stock a prezzo ribassato. Ribadisco "per il momento" perchè questa nuova versione di arduino possiede un nuovo chip seriale/usb che porterebbe ad un aumento delle prestazioni di Arduinome, con una minore latenza e forse anche un interfaccia MIDI

Ho visto che qualcuno è riuscito a interfacciare con linux, arduino uno a Serial-pyIO, l'ho contattato per ricevere maggiori spiegazioni e appena saprò qualcosa in più posterò aggiornamenti.

Errore Seria-PyIO

Per mettere il firmware di arduinome su arduino ho scaricato l'ultima versione del programma dal sito ufficiale e l'ultimo firmware da qui. 

Per fare l'upload:

- estrarre l'archivio contenente il firmware

- aprirlo con il programma di arduino

- selezionare il file ArduinomeFirmwareX_X.pde

- Andare su Tools e selezionare il vostro arduino (Board) e la porta (Serial Port)

- verificare con Sketch/Verify

- e infine FIle/Upload to IO port

Dopo questi passaggi, quando collego arduino al pc mi parte la sequenza di led (vedi video sottostante), che spero sia quella corretta, per verificare il funzionamento dei bottoni non so ancora come fare, ma vi farò sapere.

Lo Shield è veramente necessario?

Girando per i vari progetti mi sono imbattuto in una valida alternativa allo shield di unsped, soprattutto meno costosa, visto che ordinare uno shield mi costerebbe intorno ai 35 euro oltre che dieci giorni di attesa.

Lo "shield" alternativo, non si incastra sopra ad Arduino (l'uso del termine è quindi improprio), è basato su una stripboard:

La stripboard è una basetta millefori con le righe unite, tipo quella per sperimentare (breadboard). Il progetto è di Djparis e lo schema è il seguente:

Schema su stripboard dfi djparis

Realizzazione di djparis

La mia paura maggiore era quella di avere una mole di fili eccessiva, che aumentasse lo spazio occupato dalla parte hardware di arduinome e quindi anche la scatola che dovrà conterlo. Dalla foto, sembra un lavoro pulito, quindi credo proprio che adotterò anche io questa soluzione.

Appena avrò fatto il circuito posterò delle foto più dettagliate.

I valori delle resistenze e il MAX

Nella pagina del progetto ufficiale, su Flipmu c'è un valore incognito legato ad un resistore, con un asterisco che rimanda alla documentazione del MAX sul sito ufficiale di Arduino. 

- Quanto dovrà essere questo valore?

Per rispondere a questa domanda è necessario conoscere i seguenti valori:

- DC forward current 

- Forward voltage

che sono rispettivamente la corrente e il voltaggio oltre ai quali si ha un danneggiamento del led e  devono essere comunicati all' acquisto. Nel mio caso sono 3,1V e 20mA.

Ribadisco l'importanza di questo passaggio, in quanto il danneggiamento del led potrebbe non essere visibile nell' immediato, bensì nel tempo, riducendo drasticamente la longevità del diodo luminoso.

Per stabilire questo valore correttamente, ci serviamo della tabella fornita nel link citato sopra:

	Forward voltage
ISeg	1.5V	2.0V	2.5V	3.0V	3.5V
40mA	12.2kΩ	11.8kΩ	11.0kΩ	10.6kΩ	9.69kΩ
30mA	17.8kΩ	17.1kΩ	15.8kΩ	15.0kΩ	14.0kΩ
20mA	29.8kΩ	28.0kΩ	25.9kΩ	24.5kΩ	22.6kΩ
10mA	66.7kΩ	63.7kΩ	59.3kΩ	55.4kΩ	51.2kΩ

incrociando i valori di prima,  si ottiene il valore ohmico del resistore. Nel mio caso questo valore è 24.5kΩ. Se non doveste trovare il valore corretto, conviene comprare un resistore con maggior valore per salvaguardare i led (nel mio caso non trovando il 24.5kΩ, opterei per un 25kΩ).

Per quanto riguarda la rete di resistori, sono abbastanza sicuro che i valori non siano differenti da quelli citati nel progetto ufficiale (10kΩ 10 pin), per i pin invece ho notato che nello shield di unsped l'alloggiamento dedicato alla network di resistenze ha nove buchi... boh?! se qualcuno sa qualcosa in più commenti!

I pezzi arrivarono!

Sono arrivati i pezzi sparkfun ed arduino, dopo due giorni lavorativi dall'ordine, vi posto alcune foto dei componenti:

Ho trovato in un negozio di elettronica tutti i componenti necessari eccetto il MAX7219, che ho ordinato ed arriverà lunedì.

Per quanto riguarda i LED, ne ho provati alcuni da 3 e da 5mm (come dimensioni vanno bene entrambi), tutti ad alta luminosità. Il colore che ho scelto dalle varie prove è il bianco, credo si abbini meglio alla cornice di legno. 

L'effetto luminoso che proprio non riesco a farmi piacere è il "pallino" che si forma al centro del pulsante e si nota anche su youtube, definizione video permettendo, nella maggior parte degli arduinome.

La foto è sottoesposta: con normali esposizioni non si vedeva l'effetto
Il led in questione è da 5mm

Credo che questo problema sia da imputare all'angolo di diffusione dei led: quelli da 3mm difficilmente superano i 20° e quelli da 5mm si aggirano intorno ai 40°, creando un cono di luce molto stretto, che nel nostro caso forma un puntino nel centro del tasto. I led che ho ordinato sono questi: hanno un angolo di diffusione di 170° e spero ridurranno l'effetto "pallino".

Posterò in un articolo dedicato le foto delle varie prove sui pulsanti luminosi, appena arriveranno i led .

Ordine evaso!

Domenica ho ordinato i pezzi Sparkfun (bottoni e pcb x4) e arduino UNO da Regaliedesideri, oggi mi è arrivata la conferma dell'avvenuta spedizione!

La spesa totale per questi componenti è di 95,30 €, il dettaglio della spesa di seguito:

Lo sconto al primo acquisto è di 5,00€, 8€ per la spedizione tramite corriere GLS (il più economico Fra tutti). Per chi fosse interessato all' acquisto dei componenti sparkfun sul sito sopracitato, ne hanno altri in stock, con sconti in base alle quantità (X4 e X8). 

Domani dovrebbero arrivarmi i pezzi, in tal caso posterò qualche foto, se avrò tempo anche sull'effetto dei led di colore diverso sui bottoni!

La saldatura a stagno... questa sconosciuta

Prima di iniziare questo progetto dovrò fare un po di pratica con la saldatura a stagno, necessaria per la buona riuscita del progetto e soprattutto per non sbagliare e quindi buttare via componenti, che ho rimediato con tanta fatica.

Le mie uniche esperienze con il saldatore derivano da qualche progettino fatto in precedenza e da qualche modchip sulle console (comprati rigorosamente con meno saldature possibili), in questo caso ci saranno oltre duecento saldature da fare, con un margine di errore pari a 0 o quasi... bisogna essere preparati!

Per allenarmi un po', nell'attesa dei materiali mi sono procurato un po' di cose, tra le quali quali mancano all'appello il famoso omino lente e il liquido antiossidante o "pasta salda" (che mi procurerò appena possibile)

Nella foto sono presenti lo stagno da 1,0 mm di di diametro, i led, il saldatore, la piastra millefori. La pasta salda facilita la connessione tra lo stagno le parti da saldare, evitandone l'ossidazione anche nel tempo. Anche la "terza mano" come dice il nome, è un immancabile componente. 

E' possibile apprendere qualcosa in più sulle tecniche e i materiali da utilizzare guardando qualche video su youtube. Nel mio caso, il video postato sotto è stato davvero illuminante! 

Aggiornamenti!

I pezzi che ho ordinato da Regaliedesideri dovrebbero arrivare sul loro shop il 10 dicembre, spero di riuscire ad effettuare l'ordine il prima possibile, per anticipare il periodo natalizio e sfruttare le ferie per la costruzione. I pezzi che ho ordinato da loro sono:

1X- Arduino Uno

4X -Bottoni Sparkfun

4X -PCB Sparkfun

Tutti i pezzi elettronici mancanti devo ancora reperirli, spero di trovare un rivenditore in Italia, per accorciare tempi e ridurre i costi di spezione.

I LED ho pensato di penderli da un e-shop tedesco che vende in tutta in Europa: Led1.de. Oltre ad avere un vastissimo assortimento per ogni genere di led, ti garantisce la spedizione gratuita! Pensavo, una volta arrivati i pezzi Sparkfun, di fare un po di prove con led di colori diversi (comprati nel negozio sotto casa), per poi scegliere quello che preferisco. Posterò le foto dei bottoni colorati in modo diverso appena riceverò i pezzi.

Un altro componente, a mio avviso indispensabile, è lo Shield. Ma ora capiamo a cosa serve... Lo Shield è per definizione un circuito stampato (PCB), che si incastra perfettamente su Arduino, nel nostro caso facilitando i collegamenti (quindi una riduzione dei cavi in quanto sostituiti dallo stesso Shield) tra quest' ultimo e la nostra matrice di led e bottoni. E' possibile farne a meno, ma a quanto ho visto nei vari progetti (vi rimando qui per maggiori info),conviene procurarselo.

Bene, detto questo, dove si può comprare lo shield per l'arduinome? Purtroppo non c'è nessuno al mondo che lo venda già fatto... Ho visto dei gruppi di acquisto sul sito di monome nella parte dedicata al progetto arduinome, ma non credo siamo ancora attivi.

Io pensavo di prendere il progetto già fatto di uno shield, il più utilizzato nei vari progetti, ovvero quello di Unsped, che lo ha condiviso anche nel formato richiesto dai produttori di PCB (.gerber). Esistono aziende, anche in Italia, che partendo da un .gerber ti fanno il circuito stampato e te lo spediscono. Ora devo ancora capire a chi rivolgermi ma vi farò sapere nei futuri aggiornamenti.

I file richiesti sono scaricabili direttamente dal blog di Unsped (in fondo).

Se qualcuno fosse a conoscenza di info utili per reperire led o la shield non esiti a contattarmi!

Idea per la scatola

Nell' attesa che mi arrivino i pezzi che ho ordinato, ho fatto un progetto molto approssimativo sulla scatola o box di arduinome, che riprenderò alla fine, una volta completata la costruzione.

Nonostante ci siano in vendita su alcuni siti delle soluzioni (enclosures) già pronte all' uso, come ad esempio quelle di machine collective, la mia idea era quella di realizzarne una ineramente in legno con l'aiuto di un mio amico falegname. Le dimensioni effettive sono ancora da decidere, sia per quanto riguarda la parte dove si andranno a incastrare i bottoni, in inglese faceplate (che tratterò più avanti) che per quanto riguarda la cornice, della quale ho fatto un disegno degli incastri tra le facce che riporto qui di seguito:

Il tipo di incastro che intendevamo fare è una modifica di quello "a dentelli" che termina nella parte superiore con un 45°. In questo modo non sono necessarie viti o altri elementi di giunzione se non la semplice colla da legno.

Appena inizierò con la costruzione della cornice posterò foto e progetti più dettagliati!

Dove reperire i componenti?!

Dopo aver deciso di cominciare questo progetto, ho iniziato a ricercare sulla rete qualche e-shop che vendesse i componenti necessari alla costruzione. Basandomi sui link del progetto di flipmu.com (the original) pensavo di ordinarli dai siti consigliati, imbattendomi subito in un problema di enorme entità: I SOLDI.

Nell' acquisto di prodotti dall' America bisogna tenere d' occhio le spese di spedizione, che si aggirano intorno ai 30€, se assicurate (consiglio di farlo), al quale si aggiungono le famigerate  -ma non sempre presenti- spese doganali, richieste dal corriere al momento della consegna, che ammontano al 20% della spesa!! Un ultimo inconveniente è il tempo di attesa, che in alcuni casi supera il mese.

Dopo aver scoperto che il prezzo della costruzione sarebbe lievitato di almeno 60€, ero sul punto di rinunciare, quando ricevo una risposta positiva dall' e-shop Regali e Desideri - rivenditori ufficiali di Sparkfun - che con una disponibilità inaspettata, si propongono di aggiungere al loro ordine dagli USA anche i prodotti da me richiesti.

In definitiva consiglio di acquistare i prodotti di Sparkfun, ovvero la PCB e la pulsantiera di silicone, da un rivenditore situato in Europa (per diminuire il prezzo di spedizione), o in Italia come nel mio caso. Per quanto riguarda i componenti elettronici, credo che la maggior parte di essi possa essere acquistata in un negozio di elettronica un po' fornito nella vostra città, oppure online.

Lista dei componenti

Questi sono i componenti necessari alla realizzazione della parte funzionale di Arduinome, ovvero l' elettronica:

Per ogni componente necessario, preso dal sito ufficiale di arduinome,  ho aggiunto la quantità necessaria, il codice, la descrizione e una foto indicativa del componente. Più avanti, nella costruzione, spiegherò come vanno collegati i componenti descritti sopra, con schemi e foto. I codici della componentistica elettronica (esclusi i bottoni e la PCB di Sparkfun) si riferiscono al sito Digikey. Per  ulteriori info riguardanti i singoli componenti, vi rimando alla lista dei componenti del progetto ufficiale.

Per quanto riguarda la scelta dei LED, non ci sono dettagli particolari: consiglio l'utilizzo di led con un angolo luminoso ristretto per evitare la diffusione laterale della luce (farò un paragone con foto per evidenziare le differenze tra i due). Nel mio caso andrò a scegliere un led di colore singolo, che non ho ancora deciso, tuttavia ci tengo a precisare che il circuito integrato di Sparkfun supporta anche led multicolore, che complicano un po la componente hardware e software e quindi non tratterò.

In base alla scelta dei led varieranno i valori delle resistenze: per quanto riguarda il valore del netword di resistori, non ho notato variazioni nei diversi progetti che ho visto in rete, per il valore del resistore in fondo alla lista, è necessario riferirsi al seguente articolo (in inglese), che tratta dell'argomento. Dopo aver deciso il tipo di led che andrò a utilizzare, spiegherò in modo semplice come calcolarsi quel valore.

ps: tutte le immagini utilizzate sono state prelevate dai rispettivi e-shop dei componenti qui sopra (Sparkfun.com e digikey.com), ai quali attribuisco la paternità.

EDIT: Ho aggiunto i tag dei vari componenti al sito di riferimento, per facilitarne il reperimento.

Si comincia!

Ho pensato di fare un blog, che testimoni la realizzazione di questa bella copia del monome basata su Arduino, ovvero arduinome, indirizzata per tutti coloro che come me volessero intraprendere quest'impresa, senza alcuna (o quasi) conoscenza dell'elettronica.

Data la mia completa ignoranza in materia, spero di ricevere consigli da qualche esperto o qualcuno che lo ha già costruito, e magari condividere informazioni ed esperienze per una migliore realizzazione.

Detto questo comincio con la lista delle parti da comprare, oltre ai siti di riferimento che mi hanno permesso di conoscere il progetto che vorrei realizzare.

L' arduionome che vorrei realizzare è la copia del monome 40h ovvero una matrice di 8x8 pulsanti luminosi.

Intanto aggiungo un paio di video per capire meglio l'oggetto in questione!

Monome 128


Monome 64 (40h)