Libri di Giuseppe Zella

Come sarà il tempo domani? Come sarà il tempo nei prossimi giorni? Tutte queste domande di carattere prettamente meteorologico sono sempre più frequenti, da singole persone oppure da professioni e attività direttamente interessate dalla necessità di conoscere le condizioni meteo in tempo reale, presenti e future di una o più località. La meteorologia è entrata ormai a far parte della quotidianità e viene proposta in modo più o meno serio e professionale, insieme a spot e banner pubblicitari spesso fastidiosi. Il maker, esperto o principiante nell'utilizzo di Arduino e dei microcontrollori può realizzare una propria stazione meteorologica personalizzata e in grado di fornire importanti informazioni meteo, locali, nazionali e internazionali semplicemente utilizzando i moduli ESP32WROOM32 e 32D, librerie dedicate e l'IDE di Arduino. In questo volume vengono proposti alcuni progetti che utilizzano tali moduli preassemblati, per l'elaborazione dei dati meteorologici ottenuti gratuitamente dall'organizzazione openweathermap.org con le modalità che vengono qui descritte. I dati meteo possono essere visualizzati con display OLED da 0,96'' e da 1,3", con display a sette segmenti, oppure, semplicemente con il monitor seriale di Arduino. Le figure a corredo del testo, numerose e dettagliate, contribuiscono ad agevolare la realizzazione e le funzionalità. Poiché questo volume vuole essere un manuale più pratico che tecnico, destinato soprattutto a neofiti di Arduino e agli arduiniani di ritorno, non vi sono lunghe spiegazioni dei codici utilizzati tranne che per alcune particolari situazioni.

Nel secolo scorso, quando i televisori a colori usavano i pesanti e ingombranti cinescopi a tre cannoni elettronici, per i tre colori fondamentali, RGB, cioè rosso, verde, blu, la ricerca innovativa ipotizzava apparecchi TV leggerissimi, ultrasottili, avvolgibili e ripiegabili in qualunque forma, ad alta definizione, larghi almeno ottanta pollici che avrebbero consumato meno energia dei normali televisori dell'epoca. A distanza di alcuni decenni tutte queste ipotesi sono divenute realtà, grazie alla recente tecnologia degli OLED. Abbreviazione di Organic Light Emitting Diode, cioè diodo organico emittente luce, OLED è una tecnologia di visualizzazione per produrre immagini ad alta definizione in cui uno strato di composto organico emette luce quando la corrente elettrica lo attraversa. In realtà, dietro questa semplificazione si è sviluppata la tecnica e la tecnologia che comprende soprattutto il fenomeno della elettroluminescenza che si riscontra nei composti organici a base di carbonio.

Le Matrici LED sono la forma di base dei dispositivi di visualizzazione dell'informazione in luoghi pubblici come autobus, stazioni ferroviarie ed in tutte le altre attuali e future modalità di pubblica informazione. Le numerose figure, molto dettagliate, di ogni progetto, e gli schemi pratici dei rispettivi cablaggi ne facilitano la realizzazione utilizzando la breadboard. Tutti i progetti presentati in questo volume possono essere impiegati in ambito educativo, per capire il funzionamento delle Matrici LED, del circuito integrato driver MAX7219, dei codici o sketch e delle librerie. Alcuni di questi esempi possono essere utilizzati nella didattica di apprendimento e alfabetizzazione dei bambini sotto forma di giochi.

Vengono presentate ed analizzate tutte le funzioni e le opzioni disponibili di otto applicazioni che permettono di ottenere altrettanti strumenti virtuali funzionanti nell'ambito delle basse frequenze operative consentite da smartphones e tablets. Queste applicazioni, cioè softwares applicativi per smartphones e tablets con sistema operativo Android sono scaricabili gratuitamente dal negozio virtuale Google Play ed una volta installate ed aperte nel dispositivo lo trasformano in uno strumento virtuale. Alcune applicazioni per funzionare correttamente necessitano di hardware specifico disponibile nel dispositivo Android utilizzato, in caso contrario sono inutilizzabili; perciò, prima di installare una o più di queste applicazioni è utile verificarne la compatibilità con il proprio dispositivo. A tale proposito è conveniente segnalare che il rendimento finale, ovvero il funzionamento corretto di queste applicazioni, varia in modo dipendente dal dispositivo utilizzato e quindi da dispositivo a dispositivo. Le funzionalità possono essere largamente utilizzate a scopo didattico dimostrativo ma anche come indicazioni pratiche dei parametri rilevati dai sensori del dispositivo utilizzato. L'utilizzo pratico di alcune di queste permette ad esempio di rilevare la presenza di oggetti metallici occultati, purché costituiti da metalli non amagnetici, esattamente come un cerca metalli; è anche possibile misurare l'intensità di flusso magnetico in Gauss oppure in Tesla. È possibile misurare l'intensità del segnale di uno o più routers WiFi al fine di trovare la migliore posizione in cui collocarlo per ottenere la massima e migliore copertura del segnale per una certa area. Verificare la presenza e l'attività di altri routers nei vari canali disponibili, con la possibilità di scegliere il canale di emissione del proprio router tra quelli privi di interferenze. Un altro degli strumenti virtuali qui esaminati permette di misurare la frequenza dei segnali audio che giungono al microfono del dispositivo utilizzato. Sempre in tema di segnali audio, con l'applicazione del fonometro virtuale è possibile misurare la pressione del suono che viene espressa in dB, dBA, dBC secondo il tipo di pesatura o filtraggio delle audio frequenze.

Viene presentata un'applicazione per dispositivi con sistema operativo Android, smartphones e tablets, scaricabile gratuitamente da Google Play. Una volta installata nel dispositivo Android, l'applicazione permette il controllo remoto dell'hardware mediante Arduino attraverso moduli Bluetooth HC-06 e XBee. Oltre ad offrire una varietà di comandi virtuali, utilizzabili nella progettazione e nell'impiego in circuiti realizzabili con varie versioni di Arduino, l'applicazione propone undici progetti che fanno uso di modelli diversi di Arduino e possono essere facilmente riprodotti copiando ed incollando lo sketch per la programmazione di Arduino per ognuno di essi. Con tali progetti è possibile sperimentare l'impiego dei moduli Bluetooth HC- 06 e XBee, per dialogare in modalità wireless con Arduino e controllare le funzionalità di periferiche come sensori di temperatura e umidità, sensori ultrasonici, motori passo-passo, effetti luminosi ottenuti con LED, misurazioni dei parametri analogici e digitali. Inoltre, la sperimentazione riguarda anche l'hardware appena citato che può trovare impiego in progetti personalizzabili con funzionalità controllabili direttamente con comandi virtuali accessibili dallo schermo del dispositivo Android in cui è installata l'applicazione. Questa app dispone di una libreria contenente 11 esempi Bluetooth per Arduino ma può anche essere usata con Raspberry Pi o qualunque altro sistema di rapido sviluppo di prototipi nei quali sia stato incluso un modulo Bluetooth adattabile al proprio progetto. Il testo è corredato da numerose immagini che facilitano la scelta e l'utilizzo delle varie funzionalità disponibili.

Smartphones e Tablets con sistema operativo Android possono trasformarsi in utili strumenti elettronici portatili, ad esempio in generatore di segnale per audio frequenze ed oscilloscopio come quelli qui presentati. Questi due strumenti virtuali fanno parte di un dispositivo elettronico realizzabile da studenti di elettronica e makers in generale con minimo impegno di tempo e risorse. In pratica si devono installare due applicazioni cioè due software applicativi che sono scaricabili gratuitamente dal negozio virtuale di Google, Google Play Store, in due smartphones oppure due tablets. Le due applicazioni sono autoinstallanti e non richiedono particolari operazioni di download se non quella di avere un account Google ed avere installato l'applicazione Play Store nei dispositivi Android che si devono utilizzare e che è normalmente preinstallata in tutti i dispositivi Android più recenti. Con le due applicazioni installate nei due dispositivi Android e pochi altri componenti, attivi e passivi, è possibile realizzare uno strumento molto utile per provare velocemente le realizzazioni dei makers in ambiente audio, per verificare il funzionamento di apparecchiature ad audio frequenza e per altri impieghi che richiedono l'utilizzo di segnali ad onda sinusoidale, quadra e triangolare, sino alla massima frequenza di 22 kHz, disponibili su due canali indipendenti e visualizzabili sullo schermo di un oscilloscopio.

Le antenne toroidali sono strutture elettromagnetiche che possono ricevere e trasmettere energia a Radio Frequenza (RF) esattamente come le antenne lineari. orizzontali e verticali ma con dimensioni nettamente inferiori. Possono essere utilizzate in un ampio spettro di frequenze, dalle VHF alle ELF. risolvendo i problemi derivanti dalle dimensioni delle antenne lineari. particolarmente di quelle utilizzate in onde lunghe, medie e corte. Sono alternative all'antenna dipolo semplice ma anche ad antenne più complesse come quelle a cortina, presentando una caratteristica di radiazione omnidirezionale con polarizzazione verticale che le rende vantaggiose rispetto alle antenne a polarizzazione orizzontale, grazie alle minori perdite per onda di terra. La particolarità di funzionamento che le distingue è basata sull'annullamento della componente elettrica, o corrente elettrica, del segnale RF e del rispettivo potenziamento della sua componente magnetica, o corrente magnetica. Vengono proposte varie configurazioni di antenne toroidali.

La connetività wireless è ormai consolidata per tutte le applicazioni fisse e mobili ed i nuovi computer, laptop, tablet, smartphone e iPhone dispongono della funzionalità Wi-Fi/WLAN. La tecnologia è basata e regolata dallo Standard IEEE 802.11 e da tutti i successivi Standard 802.11a, b, e, f, g, h, i, j, k, n, s, ac, ad, af, dedicati e destinati alla regolamentazione delle differenti funzioni ed applicazioni wireless. La Tecnologia Wireless sono in continua evoluzione, soprattutto nell'ambito del massimo utilizzo dello spettro radio, come dimostrano, ad esempio, le tecnologie MIMO, LTE, White-Fi. In questo volume vengono trattati gli aspeti più salienti di tutte le tecnologie Wi-Fi e WLAN utilizzate nelle Bande di 2,4 GHz e 5 GHz, nella Banda ISM, come: Standard 802.11, 802.11a, b, e, f, g, h, i, j, k, n, s, ac, ad, af. OFDM, CDMA, Ricevitore RAKE, Canali, Frequenze, Bande e Larghezza di Banda dei Canali Wi-Fi/WLAN, Glossario dei Termini.

Cyber-shot è una linea di fotocamere digitali prodotte dalla Sony. A questa Linea è stata recentemente aggiunta la Fotocamera Digitale DSC QX10, una vera concentrazione di funzioni e di tecnologie sviluppate dalla Sony, come il Sensore d'Immagine Exmor-R brevettato nel 2004, contenute in un dispositivo di dimensioni veramente ridotte. La Fotocamera Digitale DSC QX10 utilizza come visore e pannello di controllo delle sue funzioni il display di uno Smartphone o di un iPhone al quale si collega in modalità Wi-Fi e/o NFC.