bilancia wi-fi - ElettronicaIn

Networking
Una pesapersone
molto speciale, che
legge il vostro peso
e può comunicarlo,
via rete wireless
ed Internet, ad
un documento di
Google Documents,
dove potrete
tracciare grafici o
semplicemente, se
state lottando con il
sovrappeso, rendere
noti ad amici e
conoscenti i vostri
progressi.
BILANCIA
WI-FI
BASATA SU ARDUINO
degli ingg. TOMMASO e ALESSANDRO GIUSTO
I
l periodo estivo appena trascorso, così come
tutte le altre festività (Natale, Pasqua, ecc.),
sono occasione per riposare e fare un po’ di vacanza, però quando passano, ci lasciano, oltre alla
nostalgia, qualche chilo di troppo; ammesso di
non essere assidui sportivi, se facciamo un lavoro
d’ufficio o comunque sedentario, ci portiamo dietro
questo “bagaglio” fino all’estate, dove per forza, se
andiamo al mare, dobbiamo tornire un po’ il nostro
fisico e quindi darci dentro con la dieta e la ginna-
stica o la corsa. Come però ben sanno quei pochi
fortunati che riescono a seguire (senza trasgredire e
concedersi alcun peccato di gola) una dieta e a perdere anche solo un paio di chili di troppo, una delle
maggiori soddisfazioni è mostrare a più persone
possibile i risultati ottenuti; inoltre ottenere incoraggiamento da amici e conoscenti gioca un ruolo rilevante nel raggiungimento del risultato. E nell’era
attuale di internet e relativa connessione globale
del nostro pianeta, si ha davvero la possibilità di
Elettronica In ~ Ottobre 2012
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[schema ELETTRICO]
software identifica ciascun utente
tramite un nome che, insieme
all’ultimo peso rilevato, viene
memorizzato in EEPROM, quindi anche in caso di spegnimento
del sistema le informazioni
non vengono perse. Per dire al
sistema qual è l’utente che si sta
pesando, è previsto l’uso di uno
dei due pulsanti presenti sulla
scheda, mentre la configurazione dei nomi degli utenti deve
essere effettuata da un Personal
Computer mediante la connessione seriale di Arduino (si può
usare Serial Monitor dell’IDE di
Arduino).
All’hardware appena elencato
manca una cosa fondamentale:
il sensore di peso. Ebbene, per
semplificare le cose abbiamo
modificato una pesapersone
della Velleman (acquistabile da
Futura Elettronica) in modo da
prendere direttamente i segnali
delle celle di carico (trasduttori
di pressione).
pubblicare dei dati in modo che
siano accessibili e visualizzabili
dal mondo intero.
Dalle ultime statistiche effettuate
risulta che uno dei siti con più
visualizzazioni al mondo è sicuramente Google; quello che però
forse non tutti sanno, è che Google mette a disposizione degli
utenti registrati degli strumenti
(documenti, fogli di calcolo, foto,
ecc…) per ospitare e pubblicare delle informazioni. Cosa c’è
allora di meglio che unire le due
possibilità e pubblicare proprio
sul server di Google Documents
i nostri progressi in termini di
peso?
In questo articolo vi presentiamo
il progetto di una bilancia per
persone che si distingue da tutte
le altre reperibili in commercio
per la possibilità di collegarsi
a Internet e pubblicare in automatico su Google Documents le
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Ottobre 2012 ~ Elettronica In
misurazioni rilevate.
Il progetto si basa sulla conosciuta e diffusissima piattaforma Arduino: è infatti composto
da una scheda Arduino Uno e
da uno shield Wi-Fi, (prodotto
dall’azienda Futura Elettronica
e presentato nel fascicolo n° 160),
che permette di collegarsi via
rete wireless (cui viene aggiunto
un ulteriore shield sviluppato
ad-hoc sempre da Futura Elettronica) per la gestione degli
strumenti di rilevazione peso. Su
quest’ultimo shield è presente
un comodo e chiaro display
LCD da 8 caratteri per
2 righe, utilizzato per
visualizzare il peso e
altre informazioni.
La bilancia è
predisposta per
l’utilizzo da parte
di più utenti (fino
ad un massimo di 10); il
ANALISI HARDWARE
Passiamo ad analizzare lo schema hardware del progetto, con la
premessa che ci occuperemo unicamente dello shield di gestione
della bilancia; per quello Wi-Fi,
rimandiamo all’articolo pubblicato nel fascicolo n° 160.
Dando uno sguardo allo schema
elettrico, possiamo distinguere
tre sezioni: una di gestione degli
ingressi digitali (i due pulsanti e
DESIRED GAIN
(V/V)
RG
(Ω)
NEAREST 1%
RG VALUE (Ω)
4
NC
NC
5
60k
60.4k
10
10k
10k
20
3750
3740
50
1304
1300
100
625
619
200
306
309
500
121
121
1000
60
60.4
2000
30
30.1
10000
6
6.04
Tabella 1 - NC = Non Collegato.
Note: (1) Il pin SLEEP deve essere collegato a V+ se non si usa la
funzione shutdown. (2) Il valore
nominale di R è 21Ko +/- 25%.
la gestione dell’interruttore della
bilancia), una di gestione del
display LCD e una per acquisire
il segnale analogico proveniente
dalle celle di carico.
È possibile notare che i pulsanti
P1 e P2 vengono rispettivamente gestiti dagli ingressi A3 e A4
(configurati come ingressi digitali) della scheda Arduino, mentre
l’interruttore INT viene letto dal
segnale A5 (anch’esso configurato come digitale).
Il display LCD utilizzato nel
nostro progetto appartiene alla
famiglia di quelli basati sul chipset HD44780, pertanto è munito
di sette pin di comando (RW,
D4, D5, D6, D7, RS ed Enable).
Come si vede dallo schema, RW
è collegato fisso a massa pertanto
si seleziona la sola modalità di
funzionamento in scrittura; i pin
D4, D5, D6 e D7 vengono gestiti
rispettivamente dai pin digitali
3, 5, 6 e 7 della scheda Arduino Uno; RS è gestito dal pin 8
mentre il pin Enable dal pin A0
(come vedremo più avanti questa
configurazione andrà specificata
anche nel software).
Oltre all’alimentazione (VCC
collegata a 5V) ed alla massa
(GND) il display necessita di un
livello di tensione (compreso tra
0 e 5 volt) per la regolazione del
contrasto in ingresso nel pin VO
(regolazione effettuata tramite il
trimmer R6).
Infine il display dispone di 2 pin
(A e K rispettivamente anodo e
catodo) per l’accensione della
retroilluminazione; alimentando
i piedini con una tensione di 5V
la retroilluminazione viene accesa; altrimenti risulta spenta. La
gestione dell’accensione avviene
tramite un pulsante a interruttore
che alternativamente, chiudendosi o aprendosi, collega o scollega
la massa dal catodo. Infine passiamo ad analizzare la sezione di
gestione del segnale analogico
proveniente dalle celle di carico:
questa viene effettuata dall’integrato INA125, un amplificatore
ad alta precisione sviluppato
appositamente per la gestione
degli strumenti di misura. Nella
Fig. 1 viene mostrato lo schema
interno e di collegamento tratto
dal data-sheet; come si vede,
l’integrato è già munito di due
pin (6 e 7) che rappresentano l’ingresso differenziale dello stadio
Fig. 1 - Schema a blocchi
dell’integrato INA125.
Elettronica In ~ Ottobre 2012
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