5 giugno 2019

–NEWS– ARDUINO: COS’È E PERCHÈ RAPPRESENTA IL FUTURO

Il mondo dell’elettronica e della tecnologia è costantemente in evoluzione e riserva spesso sorprese. Arduino è il nome di un progetto made in Italy che ha saputo farsi spazio tra le grandi aziende informatiche di tutto il mondo, conquistandole e affascinandole, e in grado di trasformare idee di ogni tipo in applicazioni concrete. Tanti visionari e progettisti hanno potuto, attraverso Arduino, una piccola piattaforma elettronica artificiale, mettere in pratica progetti fino a poco tempo prima solo teorizzati. Vediamo com’è nato, cos’è e come può cambiare il futuro di ognuno di noi.

Arduino non è un dispositivo elettronico utile solo per ingegneri ed esperti del settore che passano i loro giorni a connettere fili e districarsi tra progetti spesso complicati. Questa scheda elettronica open source, della grandezza di una carta di credito, che comprende sia la parte hardware che software, è stata ideata presso l’Ivrea Interaction Design nel “lontano” 2005 ed è diventata una vera e propria realtà tecnologica in grado di far appassionare milioni di persone al mondo della scienza e della tecnologia. Massimo Banzi, un insegnante di grande capacità dell’Ivrea Interaction Design, iniziò a scervellarsi per capire come risolvere una problematica ricorrente dei propri studenti, ossia la mancanza sul mercato di un controllore elettronico in grado di gestire e dar vita, in modo semplice e a costi contenuti, ai loro progetti di robotica. Insieme all’ingegnere David Cuartielles, in quei mesi ospite e ricercatore presso la struttura di Ivrea, a Gianluca Martino, Tom Igoe e allo studente David Mellis, che scrisse il codice di programmazione della piattaforma, idearono Arduino. E’ l’inizio di una rivoluzione. Una volta programmata con un “software facile da usare”, questa schedina miracolosa permette di controllare e intervenire sull’attività di altri oggetti, dalle lampadine ad una stampante (anche 3D), dai sensori agli oggetti appartenenti all’Internet of Things (internet delle cose), e tantissimo altro. La peculiarità di questa brillante invenzione sta nel fatto che la tecnologia è open source. Gli ideatori decisero di non blindare questo versatile e potente strumento elettronico e mettere a disposizione di tutta la rete di appassionati, studenti, inventori, ingegneri e progettisti, gli schemi per realizzare circuiti simili e dar vita ad una infinità di progetti.

Nello specifico, Arduino rappresenta un cervello elettronico in grado di “leggere” input, come quelli provenienti da un sensore o dalla pressione di un pulsante, e trasformarli in output di varia natura: invio di un messaggio Twitter, attivazione di un motore, accensione di un LED, pubblicazione di qualche messaggio online e tanto altro. Tutto ciò, come già anticipato, in seguito a delle informazioni, sotto forma di istruzioni di sviluppo, che vengono date ad Arduino tramite un software ad hoc (Arduino Software, basato sul linguaggio Processing) e un linguaggio di programmazione specifico.

Uno strumento “magico” e personalizzabile La vera novità di Arduino, una volta lanciata sul mercato, frutto del suo successo, era quella di permettere a chiunque fosse dotato di un minimo di creatività, passione per l’elettronica e una strumentazione di base, di trasformare in qualcosa di concreto un’idea o un progetto, semplice o complesso che fosse. Come si evince dal sito web ufficiale di Arduino, il software pensato per la gestione di questa scheda è molto facile da usare, adatto a soddisfare le richieste degli utenti avanzati, ma anche la curiosità dei principianti. Lavora con Linux, Mac e Windows. Nelle scuole viene usato da insegnanti e studenti per realizzare strumenti scientifici, testare principi chimici e fisici, oppure per iniziare ad approfondire la robotica e la programmazione. Architetti e progettisti realizzano prototipi interattivi, gli artisti e i musicisti lo utilizzano per le loro installazioni e sperimentazioni. Arduino è uno strumento indispensabile per ampliare la propria cultura sotto forma di gioco. Tutti, dai bambini agli hobbisti, dai navigati programmatori ai giovani artisti, possono, seguendo le istruzioni, condividere le loro scoperte e creazioni con gli altri protagonisti della comunità Arduino.

Arduino permette di fare ciò che l’utente vuole in modo semplice e poco costoso, la sua compatibilità con praticamente tutti i sensori esistenti fa sì che, con un minimo di inventiva, gli oggetti prendano vita e si trasformino magicamente in soluzioni per risolvere problemi. Dopo più di dieci anni di diffusione, con il lancio di vari modelli sempre più potenziati, come Arduino Yùn dotato di modulo Wi-Fi per contrastare la concorrenza nel campo dell’internet of things, Arduino ha dato vita ad una serie infinita di progetti, tanto che è difficile, oggi, pensare a qualcosa di non fatto con questo micro-controllore elettronico.

In dodici anni sul mercato sono apparsi altri dispositivi micro-controllori: Parallax Basic Stamp, BX-24 di Netmedia, Phidgets, Handyboard del MIT, Rapsberry Pi e molti altri, tutti in grado di offrire funzionalità simili ad Arduino, con porte di vario genere, USB, ethernet e connettività Wi-Fi. Tutti questi strumenti, così come Arduino, riuniscono i dati della programmazione digitale elettronica dei micro-controllori in un “pacchetto” facile da usare. Anche Arduino semplifica il processo di programmazione del sistema di micro-controllo, ma offre qualche vantaggio per gli insegnanti, gli studenti e gli appassionati, tutti con esigenze diverse rispetto a professionisti ed esperti del settore:

costo: le schede Arduino sono relativamente poco costose rispetto ad altre piattaforme di micro-controllo. La versione meno costosa del modulo Arduino può essere assemblata a mano e anche i moduli di Arduino pre-assemblati hanno un prezzo accessibile.

Cross-platform: il software Arduino viene eseguito su sistemi operativi Windows, Macintosh OSX e Linux. La maggior parte dei sistemi per il micro-controllo sul mercato si limita a Windows.

Ambiente di programmazione semplice e chiaro: il software Arduino è facile da usare per i principianti, ma abbastanza flessibile per gli utenti avanzati. Per gli insegnanti è convenientemente basato sull’ambiente di programmazione Processing, quindi gli studenti che imparano a programmare in quell’ambiente avranno familiarità con il funzionamento e la programmazione di Arduino.

Open Source e facile estensione delle funzionalità: la parola d’ordine del progetto Arduino è stata, sin dal 2005, open source, sia a livello hardware che software. Per quel che riguarda l’hardware i progetti delle schede Arduino sono stati pubblicati con licenza Creative Commons. Per questo motivo progettisti di tutto il mondo possono tranquillamente realizzare la propria versione dei moduli Arduino estendendo e migliorando il prodotto originale. A livello software il software Arduino è disponibile per l’estensione e l’apertura al supporto di nuove funzionalità da parte di altri sviluppatori. Il linguaggio può essere ampliato tramite librerie C++ (uno specifico linguaggio di programmazione), una manna per i programmatori di tutto il mondo, da sempre amanti dell’open source e della personalizzazione di programmi e componenti.

Alcuni progetti I progetti nati con Arduino sono tantissimi, in tutto il mondo. L’unico limite è l’immaginazione dei progettisti e, che si parli di progetti complessi di una certa rilevanza scientifica, fino a semplici esperimenti fatti per divertimento o per imparare determinati meccanismi, Arduino non ha mai fatto una piega, dimostrando tutto il proprio valore come invenzione rivoluzionaria e caposaldo dell’innovazione tecnologica.

Uno dei progetti più noti per spiegare, semplicemente, al pubblico cosa può fare Arduino, è quello della pianta che twitta, Botanicalls. Grazie all’utilizzo di sensori di umidità inseriti nella terra e collegati ad Arduino, e ad uno smartphone, ogni qualvolta la pianta ha bisogno d’acqua sollecita chi di dovere ad annaffiarla con un tweet.

Altri progetti nati in rapida successione sono legati alle luci LED, le cui accensioni e spegnimenti, su qualsiasi tipo di oggetto, possono essere programmati in base alle proprie preferenze. Dai cubi alle sfere illuminate, per semplici decorazioni, si passa ad ornamenti luminosi per auto, moto o case, con frasi luminose, immagini o numeri. Molti appassionati hanno creato maglioni e giubbini dedicati a ciclisti e motociclisti per la segnalazione su strada di indicazioni di direzione luminose. Lo scopo di queste indicazioni è quello, naturalmente, di segnalare agli automobilisti, in anticipo, la direzione dei conducenti a due ruote.

Un altro piccolo e semplice progetto che ha divertito le comunità di appassionati di Arduino è quello delle scarpe auto allaccianti, in stile Ritorno al Futuro, ma molto meno aggraziate. Grazie ad un sensore e a due piccoli motori, legati ovviamente alla scheda Arduino, qualsiasi tipo di scarpe può allacciarsi le stringhe in modo autonomo, quando si desidera.

Ritornando alla botanica, con Arduino è possibile impostare un programma particolare per annaffiare un’intera serraquando non si è presenti. Il percorso da seguire per la realizzazione di questo progetto prevede sempre dei sensori, ma di temperatura in questo caso. Nel momento in cui la temperatura si innalza troppo (input), Arduino fa partire il sistema di irrigazione cui è collegato (output).

Di ben altra caratura sono quei progetti legati alle gesture “fai da te”. Con Arduino è possibile controllare con gli occhiun programma di videoscrittura o di disegno su pc. Certo, esistono soluzioni di altissima qualità e di nuova progettazione molto più complete e perfezionate, ma sapere che con costi ridotti e risorse limitate si può realizzare un sistema di controllo gestuale del computer è qualcosa di molto importante. Nascono opportunità per chi desidera rendere la vita di persone in difficoltà un po’ migliore, c’è la possibilità di creare strumenti al servizio dei meno fortunati e contribuire con qualcosa di utile e con pochi sforzi al miglioramento di importanti aspetti della società.

Apriti sesamo! Con Arduino è possibile utilizzare la famosa frase fiabesca (o le parole desiderate), come codice per aprire la propria porta di casa. E funziona!

Con Arduino c’è chi è riuscito ad impartire comandi ad un robot con il solo pensiero. E’ necessario un sensore per elettroencefalogramma, ma il progetto è stato davvero realizzato ed è riuscito alla perfezione, tanto che c’è chi ha scritto anche un libro sull’argomento.

Questa è solo una piccola parte di ciò che è possibile fare con Arduino. Il futuro porterà grandi novità, soprattutto nell’ambito dell’Internet delle cose, ambiente mobile e delle stampanti 3D, settori di grande fascino che stanno attirando sempre più investitori e grandi imprese tecnologiche. Pensare di avere a disposizione uno strumento potentee fatto su misura per ogni progetto, personale o industriale, scientifico o sociale, è una spinta enorme per chi desidera da sempre vedere in pratica idee proprie. Un’opportunità di crescita straordinaria per tutti gli appassionati di informatica, di tecnologia e videogiochi.