PROGRAMMA OPERATIVO NAZIONALE 2014-2020
ASSE II - FESR
OBIETTIVO 10.8 - AZIONE 10.8.1
SOTTOAZIONE 10.8.1 A3 AMBIENTI MULTIMEDIALI
POSTA A BANDO DELL’AVVISO MINISTERIALE PROT. 12810 DEL 15/10/2015
LABORATORIO MOBILE DI
ELETTRONICA PER LE
SCUOLE DEL SECONDO CICLO
Il Laboratorio mobile di Elettronica permette di effettuare
approfondimenti pratici e sperimentali su materie
1) BANCO MOBILE SU RUOTE
scientifiche innovative come l’elettronica interfacciata
ad Arduino.
Il laboratorio mobile è costituito da:
• CARRELLO MOBILE per la custodia dei moduli
• NOTEBOOK per il professore
• TABLET per gli studenti per la programmazione dei moduli
• MODULI che permettono di effettuare lo studio di diverse
applicazioni reali
Il progetto permetterà a tutte le scuole del secondo ciclo,
anche quelle prive di laboratori o con problemi di spazio, di
dotarsi di un laboratorio mobile per elettronica. Gli studenti
non dovranno più spostarsi da un’aula ad un’altra ma il
laboratorio arriverà direttamente nella loro classe dove,
insieme all’insegnante, potranno eseguire esperienze di
elettronica interfacciata ad Arduino e di programmazione in
tutta sicurezza ampliando il loro pacchetto formativo.
Banco mobile con 4 ruote gommate piroettanti di cui 2 con
freno, con struttura e ante a battente in legno truciolare
rivestito di laminato plastico melamminico ignifugo e
bordatura perimetrale antiurto in ABS.
CARATTERISTICHE
• Antine con cerniere apertura 168°
• Ripiano interno per riporre Notebook e Datalogger
• Il piano superiore si può utilizzare come vero e proprio
banco di appoggio e di lavoro
• Ante complete di serratura
• Dimensioni: 1200 x 470 x 790 (h) mm
2) NOTEBOOK
3) TABLET WINDOWS 10 - STUDENT
Notebook di ultima generazione di marca internazionale:
Notebook LENOVO IP G50-30 N2830 2GB 500GB HDD: unisce un
design sottile con uno spessore inferiore a 1 pollice (2,54 cm)
con scheda grafica e processore più recenti.
CARATTERISTICHE
• Schermo widescreen HD da 15,6”: questo schermo
widescreen con risoluzione 1366 x 768 e formato 16:9 assicura
un’eccezionale qualità delle immagini.
• Audio e video di eccezionale qualità: grazie agli altoparlanti
stereo con Dolby Advanced Audio e alla scheda grafica 3D, il
G50 assicura riproduzioni video nitide e senza rallentamenti e
un suono pieno e avvolgente, per un intrattenimento domestico
• Processore IntelQuad Core 1.8 GHz
• Display 10.1” - IPS 1280x800
• 32 GB memoria
• 2GB DDRIII
• 2 Camera - 2.0Mpixel - 2.0Mpixel
• Wi-Fi Bluetooth 4.0 - BLE connection
• Modulo 3G
• Micro SD, micro HDMI interface
• Batteria 7000mAh
• SO windows 10
• 600 gr peso
• Tastiera docking inclusa nella confezione
di alta qualità.
• Tastiera AccuType: caratterizzata da un look moderno e da
una progettazione innovativa, la celebre tastiera AccuType
4) ARDUINO YÙN
è dotata di tasti a isola ergonomici e ben distanziati, per
Arduino YÚN è il primo di
assicurare una digitazione più confortevole e accurata rispetto
una nuova linea innovativa di
alle tastiere dal design standard.
prodotti WIFI che combinano
• Velocità di trasferimento dati: le porte USB 3.0 SuperSpeed,
la potenza di Linux con la
consentono di trasferire dati dal portatile G50 ad altri dispositivi
facilità d’uso di Arduino.
con una velocità fino a 10 volte superiore a quella consentita
Modello Lenovo G50-30
Sistema operativo Windows 8.1 64-bit - Italiano / Inglese
Processore Intel Celeron N2830 / 2.16 GHz
( 2.41 GHz ) / 1 MB Cache
Memory 2 GB DDR3L
Microcontrollore Arduino: ATmega32u4
• Tensione operativa: 5V
• Tensione di ingresso: 5V
• Pin di I/O digitali: 20
• PWM Channels: 7
• Canali di ingresso digitali: 12
• Corrente DC pin I/O: 40 mA
• Corrente DC pin3.3V: 50 mA
• Memoria flash: 32 KB
• SRAM: 2.5 KB
• EEPROM (internal): 1 KB
Memoria 500 GB HDD / 5400 rpm
• Frequenza clock: 16 MHz
Schermo 15.6” retroilluminazione
1366 x 768 / HD
Scheda grafica Intel HD Graphics
Networking 802.11n, Bluetooth 4.0, Gigabit Ethernet
Batteria 4 celle - fino a 4 ore
Dimensioni (LxPxH) 38.4 cm x 26.5 cm x 2.5 cm
Peso 2.5 kg
dalle precedenti tecnologie USB.
• Uscita HDMI: consente di collegare facilmente il sistema a un
televisore o a un altro schermo.
SPECIFICHE TECNICHE
a
LED
Microprocessore Linux: Atheros AR9331
• Architettura: MIPS @400MHz
• Tensione operativa: 3.3V
• Ethernet: IEEE802.3 10/100Mbit/s
• WiFi: IEEE802.11b/g/n
• Slot MicroSD
• RAM: 64 MBDDR2
• Memoria flash: 32MB
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SET DI MODULI APPLICATIVI PER ARDUINO
Mediante un’interfaccia inseribile come una normale shield
sopra Arduino, è possibile collegare l’unità a microcontrollore ad
un sistema di moduli con varie applicazioni reali.
Un modulo base contiene i connettori per le alimentazioni e per
supportare le varie schede sperimentali specifiche. I vari moduli
applicativi vengono fissati, uno alla volta, sul modulo base
mediante un apposito connettore. Il sistema viene fornito con
software in C per Arduino.
Vengono trattati gli argomenti relativi alle seguenti applicazioni
e circuiti:
• Controllo di un motore passo a passo
• Controllo di un motore DC con feedback proveniente da un
sensore ottico di velocità
• Unità audio con oscillatore ed amplificazione variabile verso
l’altoparlante
• Trasmettitore/ Ricevitore ad ULTRASUONI
• Controllo di un semaforo e di un ascensore
Il set è composto dai seguenti moduli:
5) INTERFACCIA PER ARDUINO
Per permettere l’interfacciamento con
i moduli applicativi, nella shield sono
presenti i seguenti adattamenti:
• 1 ingresso A/D range 0 ÷ 8Vcc
• 2 porte da 8 bit I/O programmabili digitali (2 array di pin digitali)
6) MODULO BASE
contiene
i
alimentazioni
e per supportare le varie schede
comprende
l’alimentazione
specifiche.
le
Esso
boccole
(+12Vcc,
per
-12Vcc,
GND), un connettore DIN per l’alimentazione all’alimentatore. Il
sistema viene fornito con software in C per Arduino.
7) MODULO SEGNALI
BINARI IN/OUT E
CONVERTITORI A/D E D/A
• Convertitore ad 8-bit A/D e un
convertitore ad 8-bits D/A
• N. 8 interuttori per generare gli
8 ingressi binari
• N. 16 LEDs per visualizzare le uscite binarie
• Possibilità di introdurre un segnale analogico esterno (applicato
al convertitore A/D)
il
motore
passo
a passo (100 Hz) o mediante
pulsante di clock con circuito di “debounce”
• Convertitore BCD / DECIMALE
9) MODULO MOTORE DC
• Controllo di velocità di un motore
DC a magneti permanenti
esterno 0 ÷ 8 Vo attraverso l’uscita
di un convertitore D/A a bordo del
modulo ARDUINO
• Sensore di velocità ottico coassiale di tipo “U”
• Controllo PWM eseguito mediante il segnale di riferimento
esterno 0 ÷ 8V comparato con un segnale a dente di sega.
Amplificazione mediante transistor di potenza
• Convertitore F/V con uscita 0 ÷ 8 V proporzionale alla velocità
del motore
10) MODULO TRASDUTTORI
DI FORZA E DI TEMPERATURA
“PTC”
• Alimentazione: ± 12 Vcc
sperimentali
per
degli
gage” e di temperature di tipo
• 2 uscite PWM: 0 ÷ 8Vcc
le
impulsi
automatica
• Sensore di forza di tipo “strain
• 1 ingresso A/D range 0 ÷ 5Vcc
per
200 passi/giro
• Generazione
mediante un segnale di riferimento
• Sensore di temperatura
connettori
• Motore passo a passo, full step,
• Velocità del motore controllata
• Sensore di forza (Straingauge)
base
8) MODULO MOTORE
PASSO-PASSO
• Controllo esterno mediante ARDUINO
• Convertitori ad 8 bit A/D e D/A
modulo
convertitore D/A
• Controllo UP / DOWN
• Ingressi ed uscite digitali
Un
• Possibilità di spedire in uscita un segnale analogico al
• Sia la misura di forza che di
temperature include: il sensore, un riferimento costante di
tensione, un circuito a ponte di Wheatstone e un amplificatore
differenziale
• Entrambe le uscite condizionate provenienti dai sensori
possono essere applicate all’ingresso A/D
11) MODULO AMPLIFICATORE AUDIO A GUADAGNO
PROGRAMMABILE
• Generatore di segnale sinusoidale
con
frequenza1.5
e
3
kHz
(oscillatore a ponte di Wien)
• Il guadagno dell’amplificatore è
controllato in modo digitale in 8 passi (Fattori di guadagno:1
-1,5 – 3 – 6 – 12 – 25 – 50 – 100) gestiti dal modulo ARDUINO
• Amplificatore a simmetria complementare con transistors di
potenza
• Altoparlante da 0.25 W, Ø 50 mm
12) MODULO SISTEMA TX/RX AD ULTRASUONI
• Sezione Tx: generatore di forma
d’onda sinusoidale a 40 kHz con
sezione filtro
• Segnale di clock di ricezione a 640
kHz diviso per16 per ottenere la
frequenza di trasmissione
• Trasduttore ceramico di trasmissione ad ultrasuoni
• Sezione Rx: sezione di rivelazione ampiezza
• Stadio di Trigger con circuito monostabile esezione con il buzzer
• ARDUINO può controllare in modo ON/OFF il segnale di
trasmissione Tx e può visualizzare la situazione di presenza
ostacoli nel percorso Rx/Tx
13) MODULO CONTROLLO DEL SEMAFORO
• 1 Led rosso, giallo e verde in ogni senso dell’incrocio di due
strade
• Pulsanti
per
modificare
la
funzionalità diurna e notturna
(giallo lampeggiante)
• Controllo dell’Ascensore: 3 piani
(Piano Terra + I° + II° Piano)
• Pulsanti per selezionare i piani di destinazione
• LED per indicare il piano corrente
• Barra di led per simulare / indicare il tempo per raggiungere i vari piani
14) UNITÀ DI ALIMENTAZIONE
Fornisce le tensioni continue necessarie per l’alimentazione dei
moduli di sperimentazione. Sulla piastra frontale serigrafata, sono
riportate i valori delle tensioni e delle correnti fornite. Le uscite
di tali tensioni sono disponibili in un connettore DIN presente nel
lato destro dell’unità. Le tensioni fornite sono:
• USCITA 1: 1.3 Vcc ÷ 24 Vcc, 1A
• USCITA 2: 24 Vca - 0 - 24 Vca, 0.5A
• USCITA 3: +5 Vcc - 2A
• USCITA 4: +12 Vcc - 2A
• USCITA 5: -12 Vcc - 1A
• Alimentazione: 115/230 Vca, ±10%, 50/60 Hz - 150 VA
• Dimensioni: 385 x 105 x 130 mm
VALORIZZAZIONE DEL PROGETTO
Pos. Descrizione
Q.tà
Costo Unitario
(€, IVA inclusa)
Costo Totale
(€, IVA inclusa)
1.420,00
1
Banco Mobile
2
710,00
2
Notebook Lenovo G50-30
1
690,00
690,00
3
Tablet Windows 10 for students X201
4
485,00
1.940,00
4
Arduino YUN mod. RS1011
4
139,00
556,00
5
Interfaccia Arduino mod. F04-ARD/EV
4
476,00
1.904,00
6
Modulo Base Mod. F04-0/EV
4
312,00
1.248,00
7
Modulo segnali binari Mod. F04-1/EV
4
241,00
964,00
8
Modulo motore passo-passo Mod. F04-2/EV
4
272,00
1.088,00
9
Modulo motore DC Mod. F04-3/EV
4
272,00
1.088,00
10
Modulo trasduttori forza e temperatura Mod. F04-4/EV
4
286,00
1.144,00
11
Modulo amplificatore audio Mod. F04-5/EV
4
218,00
872,00
12
Modulo sistema Tx/Rx ad ultrasuoni Mod. F04-6/EV
4
250,00
1.000,00
13
Modulo controllo del semaforo Mod. F04-4/EV
4
250,00
1.000,00
14
Unità d'alimentazione Mod. PSLC/EV
4
312,00
1.248,00
TOTALE IVA INCLUSA
16.162,00
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PROGETTO - Laboratorio mobile professionalizzante