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TUTORIAL - SENSORE DI TEMPERATURA LEGO MINDSTORMS EV3

In che modo un robot può azionare un ventilatore se la temperatura dell’aria è troppo alta, segnalare con un suono le variazioni della temperatura di un liquido, raccogliere informazioni nella raccolta di dati relativi al calore?
Il kit “Lego® Mindstorms® EV3 Education”...

  by Luca Balestra

Lego® Mindstorms® EV3

Introduzione

In questo tutorial vedremo l’utilizzo del sensore di temperatura, accessorio del kit Lego® Mindstorms® EV3 Education.

Nello specifico, tratteremo:
  • Caratteristiche del sensore di temperatura
  • Installazione del sensore di temperatura
  • Programmazione del sensore di temperatura

Tecnologia:

Caratteristiche del sensore di tempertura

Il sensore di temperatura è un sensore dotato di una sonda in metallo lunga 6,4 cm, la cui punta è in grado di misurare la temperatura (fig. 1).

Il sensore di temperatura può essere impostato in due modalità:
  • Gradi Celsius (°C)
  • Gradi Fahrenheit (°F)

In modalità Gradi Celsius, il sensore è in grado di fornire un valore numerico della temperatura, compresa fra -20 °C e 120 °C.

In modalità Gradi Fahrenheit, il sensore è in grado di fornire un valore numerico della temperatura, compresa fra -4 °F e 248 °F.

Installazione del sensore di temperatura

L’installazione è immediata e semplice: per poter funzionare basta connetterlo, attraverso i cavi neri di connessione, al mattoncino EV3 utilizzando le porte di ingresso 1, 2, 3 e 4 (fig. 2).
Se crei un programma mentre il mattoncino EV3 è disconnesso dal pc, il software assegna il sensore di temperatura alla porta predefinita 1.
Se connetti il mattoncino EV3 al pc durante la programmazione, il software identifica automaticamente in quale porta è collegato il sensore di temperatura.
Per verificare che l’installazione sia andata a buon fine è possibile visualizzare in diretta il valore che sta leggendo il sensore.

Esistono due modi per svolgere questa operazione:
  • Visualizzazione nel mattoncino EV3
  • Visualizzazione nel software Lego® Mindstorms® EV3 Education

Nel primo caso, utilizza l'interfaccia del mattoncino EV3 e le sue quattro schermate di base (fig. 3), che consentono di accedere a diverse funzioni esclusive.
Utilizzando la funzione Port View (fig. 4), che trovi nella schermata Applicazioni, è possibile visualizzare un riepilogo delle porte a cui sono collegati i sensori.
Con i pulsanti direzionali del mattoncino puoi accedere alla porta occupata dal sensore di temperatura e consultare le letture correnti restituite dal sensore.
Con il pulsante centrale puoi controllare e modificare le impostazioni correnti relativo al sensore collegato.
Nel secondo caso, utilizza la pagina hardware del software Lego® Mindstorms® EV3 Education, situata nell’angolo inferiore destro dell’ambiente di programmazione.
All’interno della pagina hardware, scegli la scheda Visualizzazione Porte (fig. 5) per visualizzare le informazioni sui sensori connessi al mattoncino EV3.
Quando connetti il mattoncino EV3 al computer, queste informazioni vengono identificate automaticamente per permetterti di visualizzare i valori letti dal sensore in tempo reale.
Cliccando sopra l’icona del sensore collegato puoi controllare e modificare le relative impostazioni correnti.

Programmazione del sensore di temperatura

Il sensore di temperatura può essere impiegato in diverse modalità e con diversi blocchi di programmazione.
Di seguito sono riportati solo alcuni esempi di come utilizzarlo nel software Lego® Mindstorms® EV3 Education.

  • Esempio 1: Azionare il motore di un ventilatore se la temperatura supera una soglia prefissata
Questo programma (fig. 6), se il sensore di temperatura è rivolto verso l’ambiente circostante, fa azionare al robot il motore di un ventilatore se il sensore di temperatura rileva una temperatura superiore a 35 °C, e lo fa spegnere quando la temperatura ritorna al di sotto di tale soglia.
Il programma utilizza un blocco Selettore in modalità Sensore di temperatura - Confronto – Gradi Celsius per testare se la temperatura rilevata è superiore a 35 °C.
In caso affermativo, il selettore fa impostare il motore grande su On; in caso contrario, su Off.
Il selettore viene ripetuto in un ciclo in modo che il test venga ripetuto continuamente
  • Esempio 2: Emettere un suono di allarme se la temperatura di un liquido è troppo bassa
Questo programma (fig. 7), se il sensore di temperatura è immerso in un liquido, fa emettere un suono di allarme generale al robot ogni volta che il sensore di temperatura rileva una temperatura inferiore 32 °F.
Il programma utilizza un blocco Selettore in modalità Sensore di temperatura - Confronto – Gradi Fahrenheit per testare se la temperatura rilevata è inferiore a 32 °F.
In caso affermativo, il selettore fa emettere un suono di allarme generale.
Il selettore viene ripetuto in un ciclo in modo che il test venga ripetuto continuamente.
  • Esempio 3: Visualizzare sullo schermo la temperatura rilevata
Questo programma (fig. 8) fa visualizzare al robot, sul proprio schermo, la temperatura rilevata dal sensore di temperatura.
Il programma utilizza il blocco Sensore di temperatura in modalità Misura – Gradi Celsius per ottenere una misurazione della temperatura e avere il numero risultante su un filo dati.
Il valore della temperatura rilevata viene inviata tramite filo all’input Testo di un blocco Display, impostandolo in modalità Testo – Griglia e in Connesso nell’input.
Il processo viene ripetuto in un ciclo, in modo che il valore della temperatura visualizzato sullo schermo venga aggiornato continuamente in base alle nuove misurazioni della temperatura.
  • Esempio 4: Salvare i valori rilevati dal sensore di temperatura in un file di testo
Questo programma (fig. 9), finché resta in esecuzione, permette di salvare i valori rilevati dal sensore di temperatura in un file di testo, con un tempo di scrittura su file impostabile grazie al blocco Attesa (in fig. 9 è impostato a 0,5 secondi).
Il programma utilizza il blocco Sensore di temperatura in modalità Misura – Gradi Celsius per ottenere una misurazione della temperatura e avere il numero risultante su un filo dati.
Il valore della temperatura rilevata viene quindi inviata tramite filo all’input Testo di un blocco Accesso ai file, impostandolo in modalità Scrittura ed inserendo un nome al file (in fig. 9 il nome scelto è “MISURA”).
Il processo viene ripetuto in un ciclo all’infinito, in modo che il tempo di misurazione sia a completa discrezione dell’utente.
Per analizzare i dati, arresta il programma, e utilizza la pagina hardware del software Lego® Mindstorms® EV3 Education, situata nell’angolo inferiore destro dell’ambiente di programmazione, per avere accesso al file con le misurazioni.
All’interno della pagina hardware, scegli la scheda Informazioni sul mattoncino (fig. 10) per visualizzare informazioni importanti relative al mattoncino attualmente connesso.
Cliccando sopra l’icona della chiave inglese puoi accedere al Browser memoria (fig.11), che fornisce una panoramica sull’utilizzo della memoria nel mattoncino EV3.
Con questo strumento puoi trasferire il file con le misurazioni (*.rtf) dal mattoncino EV3 al computer, e analizzare i dati raccolti con un software a tua scelta (ad esempio Microsoft Excel).

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