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Un oscillatore con microbit

microbit PWM schemaLe uscite analogiche di microbit forniscono tensioni ad onda quadra con durata variabile dell'impulso per mosulare il valore meio delle tensione in uscit: è la tecnica PWM illustrata in questo altro articolo link1.

La frequenza di default dell'oscillatore usato da microbit per generare gli impulsi PWM è 50 Hz.

In ciascun periodo T la durata dell'impulso ∆t dipende dal valore assegnato all'uscita analogica:

\[∆t=\dfrac{valore}{1023}*T\]

Nel progetto in esame si fa variare il numero da convertire con delle regole che permettono di ottenere forme d'onda a piacere purché si sviluppino a frequenze decisamente inferiori a quella dell'oscillatore.

Un dispositivo passa-basso (il circuito RC della figura) bloccherà la componente ad alta frequenza e rileverà il valore medio della tensione.

Un convertitore digitale-analogico con microbit

Le uscite analogiche dei processori sono realizzate con la tecnica PWM utilizzando il comando

writeAnalogP0

L'oscillatore di microbit dedicato alla produzione della tensione PWM produce una tensione ad onda quadra con periodo 20 ms.

Dato che il DAC di Microbit è a 10 bit, il periodo viene suddiviso in 1023 intervalli di tempo.

Il valore inserito nel comando può variare da 0 a 1023 ed in base al numero inserito viene fissata la durata dell'impulso in proporzione a detto valore.

Il numero 300 significa che la durata dell'impulso è 300/1023 del periodo a disposizione.

Il numero indicato nel comando viene convertito in una durata dell'impulso.

Il periodo può essere modificato con un comando apposito:setPeriod

Il DAC

La tensione in uscita non è quindi ad ampiezza variabile.

Se però si misura il valore medio su intervalli di tempo molto più lunghi del periodo dell'oscillatore si ha una tensione che varia in ampiezza.

Questo può essere fatto impiegando filtri RC passa basso che permettono di filtrare la componente ad alta frequenza del segnale in uscita di Microbit restituendo una tensione variabile proporzionale al numero.

Lo stesso effetto si ha se si pilotano con questa tensione impulsiva apparecchi che non sono in grado di oscillare a questa frequenza (nota 1):

  • indice degli strumenti analogici,
  • motorini DC,
  • lampadine ad incandescenza.

Anche i nostri sensi non sono capaci di seguire rapide variazioni per cui la luce dei un LED oscilla a quella frequenza ma l'apparato visivo ne percepisce il valore medio.

Approfondimenti

 

Il PWM e il controllo della potenza.

PWM, output analogico di Arduino 

Note

nota 1: che sono dei filtri passa basso meccanici.

https://mastropaolo.net//public_html/documenti/pdf microbit/microbit_pwm

Liste con microbit
Le liste in micro:bit vengono trattate con le funzioni di array.
Gli array di micro:bit sono elenchi ordinati di dati dello stesso tipo tra i seguenti: numeri, valori binari o stringhe.
In un elenco ordinato ogni dato è caratterizzato da un indice che ne specifica la posizione all’interno dell’elenco.
Vedi anche la pagina ufficiale.

Le argomentazioni di questo articolo si riferiscono al progetto "array0".

Microbit ha un sensore di temperatura che può essere utilizzato per realizzare esercitazioni di valore didattico (nota 1). 

La proposta di questo articolo consiste nell'effettuare la misura della temperatura all'interno di un congelatore o di una scatola chiusa.

Mettendo microbit nel congelatore si può rilevare la temperatura a cadenze regolari per costruire la curva di raffreddamento realizzando un monitoraggio in tempo reale.

Se si mette microbit in una scatola chiusa con dentro anche una lampadina da utilizzare per scaldare l'interno e che sia comandata da un interruttore, si può realizzare un termostato a mano dove lo sperimentatore accende o spegne la lampadina a seconda del valore di temperatura letto su microbit. Si può anche fare in modo da rendere automatica la termostatizzaizone per mezzo di microbit che comanda la lampadina.

L'ostacolo da superare riguarda la pratica impossibilità per lo sperimentatore di entrare nel congelatore o nella scatola per leggere la temperatura direttamente sul display di microbit.

Si procede per gradi.

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