Radar

Il progetto Radar è uno strumento ideale per comprendere le basi della robotica. Mostra come collegare un servomotore, un sensore a ultrasuoni e una striscia LED per creare un dispositivo che mappa l'ambiente circostante. Il radar ruota gradualmente, misura la distanza dagli oggetti e la converte in un segnale luminoso. È adatto a tutte le età e non richiede alcuna conoscenza pregressa di elettronica.
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Descrizione

Il sensore di distanza a ultrasuoni (sonar) permette di misurare la distanza degli oggetti riflettendo un impulso sonoro. Il sensore invia un breve segnale ultrasonico che viene riflesso dall'ostacolo e ritorna indietro. Dal tempo di ritorno misurato e dalla velocità del suono, la distanza viene calcolata secondo la relazione: distanza = (tempo × velocità del suono) / 2

Componenti


BBC MICRO:BIT V2.2

Scheda di espansione MB3

Sensore a ultrasuoni

Striscia LED programmabile

Servomotore 180°

Filo Dupont 20 cm

Collegamento

Sensore a ultrasuoni (US-015)

CCV: Collegare l'uscita 3V3 del micro:bit: fornisce alimentazione al sensore.
TERRA: collegare al pin GND MB3.
Trigonometria: collegare al pin P9 – serve per inviare un impulso ultrasonico.
echo: collegare al pin P8: riceve il segnale riflesso e consente il calcolo della distanza.

Striscia LED

DIN (segnale): collegare al pin P1 – controlla l'accensione dei singoli LED.
CCV: Collegare l'uscita 3V3 del micro:bit.
TERRA: collegare al pin di terra del micro:bit (GND).

servomotore

Cavo di segnale: collegare al pin P0 – consente il controllo della rotazione del servo.
CCV: Collegare l'uscita 3V3 del micro:bit.
TERRA: collegare al pin di terra del micro:bit (GND).

Alimentazione

INGRESSO +: collegare il polo positivo della scatola della batteria.
INGRESSO –: collegare il polo negativo della scatola della batteria (GND).

Attenzione: assicurarsi sempre che il micro:bit sia scollegato dall'alimentazione prima di collegarlo, per evitare di danneggiare i componenti elettronici.

schema_radar

Programma

Programma di base

Dopo aver avviato il programma, imposta la striscia LED (6 diodi sul pin P1), le distanze limite (1–40 cm) e la posizione iniziale del servo sul pin P0. Il sensore a ultrasuoni (Trig P8, Echo P9) misura costantemente la distanza dall'ostacolo in centimetri.

Il servo ruota continuamente da 0° a 180° e viceversa, simulando una scansione radar dello spazio. La distanza misurata viene convertita nel numero di LED accesi: verde per distanze maggiori, arancione per distanze medie e rosso per distanze minori.

Notifica sonora

Dopo l'avvio del programma, vengono impostati la striscia LED (6 diodi sul pin P1), la luminosità, le distanze limite (1-40 cm), il filtraggio della misurazione tramite il coefficiente alfa e la posizione iniziale del servo sul pin P0. Il sensore a ultrasuoni (Trig P8, Echo P9) misura continuamente la distanza, mentre il valore viene livellato (combinazione del valore precedente e di quello nuovo) per rendere la misurazione più stabile. Il servo ruota fluidamente da 0° a 180° e viceversa, simulando un radar.

La distanza misurata viene mappata sul numero di LED accesi: il verde indica una distanza maggiore, l'arancione una distanza media e il rosso una distanza breve. Se l'oggetto è molto vicino (≤ 2 LED), il micro:bit emette un avviso acustico.

Compiti

Attività 1: Striscia LED – visualizzazione della distanza

Aggiungi al sonar una funzione che visualizzi la distanza misurata tramite una striscia di LED. Imposta una distanza critica (ad esempio 10 cm ) e regola di conseguenza il comportamento dei diodi. Se l'oggetto è più vicino del valore impostato, un numero maggiore di diodi si illuminerà di rosso.

Domande su cui riflettere:

  • Come cambia il numero di LED accesi avvicinandosi all'oggetto?
  • Come si possono usare i colori per distinguere le distanze sicure da quelle pericolose?
  • È più chiaro visualizzare la distanza gradualmente (diodi multipli) o semplicemente cambiando il colore?

Attività 2: Avviso acustico a breve distanza

Aggiungi un segnale acustico al sonar quando un oggetto si avvicina. Imposta una distanza critica (ad esempio 15 cm ). Se l'oggetto è più vicino del valore impostato, il micro:bit inizierà a emettere un segnale acustico (beep).

  • Programma un segnale acustico continuo a distanza molto ravvicinata.
  • Oppure, modificare il programma in modo che la frequenza del segnale acustico aumenti man mano che l'oggetto si avvicina.

 

Domande su cui riflettere:

  • Come si può usare il suono per avvertire del pericolo con largo anticipo?
  • È più efficace un tono continuo o un segnale acustico che accelera gradualmente?
  • Dove potrebbe essere applicato nella pratica un principio simile?

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