Test del prodotto
Oxocard: imparare a programmare con un minicomputer svizzero
di David Lee
Oxocard Connect: costruire e programmare l'elettronica da soli
24/10/2023
Traduzione: Leandra Amato
Oxocard Connect è un minicomputer programmabile a cui si possono collegare vari moduli. In questo modo è possibile imparare le basi dell'elettronica divertendosi.
L'Oxocard Mini è seguito dall'Oxocard Connect. Potrebbe anche essere chiamato Oxocard Micro o «Mini Mini», perché è molto più piccolo del Mini e ha molto in comune con esso. Entrambi sono semplici minicomputer del produttore svizzero Oxon, con i quali è possibile imparare a programmare in modo divertente. La scheda si collega al PC o al Mac tramite WiFi, dove si lavora in un editor basato sul web. Ci sono molti esempi ed esercitazioni che puoi provare e modificare per i tuoi scopi. Puoi leggere il principio di base dell'Oxocard in questo articolo.
Ma non sono le dimensioni ridotte a rendere l'Oxocard Connect così speciale, bensì il fatto che puoi collegarlo con le cartucce. Come nelle vecchie console di gioco, si inserisce un modulo cartuccia che espande l'Oxocard.
Fonte: David Lee
Fonte: David Lee
Oxocard Connect offre l'hardware minimo sempre necessario, ovvero principalmente processore e schermo. Quello necessario solo per alcune applicazioni, come ad esempio i sensori di misura, si trova sulle cartucce. È quindi opzionale e intercambiabile.
Ogni cartuccia ha una piccola memoria dove è memorizzato uno script che si avvia automaticamente all'inserimento della cartuccia. Puoi adattare questo script o sostituirlo con uno personalizzato. Ciò significa che è possibile utilizzare l'Oxocard Connect anche senza connetterlo al PC.
Il nuovo sistema di cartucce è open source, così come le singole cartucce stesse, compreso il firmware. Chiunque può scaricare gli schemi e fabbricare da sé le cartucce. Le specifiche prevedono anche la possibilità di avvitare le cartucce sull'Oxocard.
Per iniziare, tuttavia, è bene acquistare una cartuccia. Il produttore Oxon ne offre finora quattro.
- Breadboard: una scheda a innesto per l'inserimento di componenti elettronici. Pratica per gli esperimenti: i circuiti possono essere provati fisicamente senza dover saldare.
- Veroboard: è qui che avviene la vera e propria saldatura.
- Air: fornisce sensori per la misurazione di temperatura, umidità, contenuto di anidride carbonica e altri componenti dell'aria.
- ToF (Time of Flight): misura la distanza dall'oggetto più vicino utilizzando un laser. Il sensore può misurare non solo un punto, ma un campo di 8x8 punti.
La Breadboard può essere acquistata separatamente o, ancora meglio per i principianti, come parte del kit Innovator che, oltre alla scheda plug-in, include numerosi cavi di collegamento, resistenze, display a LED e altri componenti. Nonché lo stesso Oxocard. Quindi è un kit completo.
L'Oxocard Connect
Per prima cosa provo l'Oxocard Connect senza cartucce. A differenza dell'Oxocard Mini, in cui il circuito stampato e i suoi componenti sono esposti, è racchiusa in un alloggiamento. Entrambi hanno il loro fascino e mi piacciono esteticamente.
Al posto dei tasti direzionali, il Connect ha un mini joystick. In questo modo si risparmia spazio: i soli pulsanti del Mini sarebbero infatti grandi quasi quanto l'intero Oxocard Connect. Ma non mi trovo bene con il joystick come con i pulsanti grandi. Mi capita spesso di navigare accidentalmente in una direzione quando voglio premere OK o viceversa. Con il tempo ho imparato a navigare nei menu, ma il joystick è troppo complicato per i giochi.
Fonte: David Lee
Il linguaggio di programmazione non si chiama più Oxoscript, ma NanoPy, ma è lo stesso dell'Oxocard Mini. Di conseguenza, i programmi per il Mini funzionano anche su Oxocard Connect. In pratica, tutti i programmi campione sono disponibili nell'editor basato sul web, indipendentemente dall'Oxocard acquistato.
A seconda della versione, l'Oxocard Mini è dotato di un altoparlante integrato o di vari sensori di misura e di un sensore di accelerazione. Oxocard Connect non ha nulla di tutto ciò. Pertanto, non tutte le schede non sono compatibili al cento percento tra loro. Ma la gran parte sì: il processore dual-core ESP32 è lo stesso, così come lo schermo quadrato con un lato di 2,5 centimetri e una risoluzione di 240×240 pixel.
La porta USB-C si trova nella parte superiore di Oxocard Connect e nella parte inferiore di Oxocard Mini. Per evitare che il display sia capovolto con il cavo a collo d'oca, è possibile ruotarlo con incrementi di 90 gradi nelle impostazioni.
Cartuccia Air: misura il contenuto dell'aria
Ora la parte più interessante: i moduli plug-in. Per prima cosa provo il modulo Air. Questo modulo plug-in contiene sensori per la misurazione della qualità dell'aria, della temperatura e dell'umidità. Questo retrofit è una parte di ciò che può fare la versione Science di Oxocard Mini. Può misurare anche altri elementi, come la luminosità o le frequenze sonore.
D'altra parte, i sensori della cartuccia Air sono presumibilmente di qualità molto elevata. Si può quindi ipotizzare un elevato grado di precisione. I sensori provengono dal produttore svizzero Sensirion. Poiché sono calibrati di fabbrica, le letture dovrebbero essere corrette fin dall'inizio. Non posso verificarlo, ma i valori visualizzati sono almeno plausibili.
Provo i diversi programmi campione. Funziona benissimo, anche se rimuovo la cartuccia durante uno script in esecuzione e ne inserisco un'altra. Quindi il programma viene interrotto e viene avviato lo script di avvio automatico della nuova cartuccia. Questo script viene memorizzato direttamente sulla rispettiva cartuccia e può essere modificato.
Il programma di lancio di Air è ben fatto. Visualizza i valori misurati correnti su una scala e come numero grande: anidride carbonica, ossido di azoto, contenuto di COV, temperatura e umidità. Dettaglio interessante: il programma di temperatura dell'Oxocard Mini Science funziona anche quando collego l'Air.
Fonte: David Lee
A differenza di molti programmi di esempio, qui non ci sono (ancora) tutorial che spieghino i programmi. Tuttavia, i comandi di programma specifici di Air sono descritti nella documentazione. Quindi probabilmente non avrei problemi a scrivere il mio programma che utilizza i sensori della cartuccia.
ToF: misurazione della distanza e telecamera 3D
ToF è l'abbreviazione di «time of flight» («tempo di volo»), una tecnica di misurazione della distanza. Viene emesso un fascio di luce o a infrarossi e un sensore rileva quando viene riflesso. La distanza può essere calcolata in base al tempo impiegato dal laser per andare e tornare.
La fotocamera ToF della cartuccia non si limita a riconoscere un singolo punto, ma copre un angolo visuale di circa 65 gradi. Ciò che si trova all'interno dell'angolo visuale viene risolto con 8×8 pixel. Si tratta quindi di una telecamera 3D, anche se con una risoluzione estremamente ridotta.
Per la misurazione della distanza pura, l'angolo visuale è un po' fastidioso perché bisogna assicurarsi che non ci siano ostacoli tra il sensore e l'oggetto all'interno di questo angolo. D'altra parte, l'angolo è molto pratico per l'imaging 3D poiché il tutto avviene in tempo reale e può essere utilizzato per riconoscere semplici gesti. Un programma di esempio riconosce se muovi la mano a sinistra o a destra.
Finora non ci sono tutorial per i programmi di esempio nemmeno su questa cartuccia. I comandi però sono ben documentati.
Fonte: David Lee
Breadboard e veroboard: estensioni di elettronica personale
Vuoi utilizzare sensori diversi da quelli presenti sulle cartucce Air e ToF? O semplicemente altri componenti? Non è un problema, a patto che tu voglia fare un po' di fai da te. A questo servono le cartucce breadboard e veroboard che permettono di creare circuiti e componenti secondo le proprie idee.
La breadboard è una scheda a innesto. Non è necessario saldare nulla. I collegamenti inseriti in modo errato possono essere facilmente estratti e ricollegati. La breadboard è utile per i test e gli esperimenti: offre una funzione di annullamento, per così dire, che di solito manca nel mondo fisico.
È possibile utilizzare le breadboard anche con altri sistemi, come Arduino. È disponibile anche uno starter kit che include tutto il necessario. Non conosco il kit Arduino e non posso fare un confronto.
La veroboard è una scheda da saldare. Il vantaggio: i componenti saldati sono più stabili di quelli a innesto. D'altra parte, è più difficile annullare qualcosa. Conservo la veroboard per un secondo momento, perché sono un principiante dell'elettronica e non so abbastanza di quello che sto facendo.
Elettronica per principianti – oppure no?
Una breadboard di questo tipo è adatta anche per entrare nel mondo dell'elettronica. Soprattutto con il kit Innovator menzionato all'inizio. Questo kit iniziale contiene tutto il necessario per iniziare. Nell'editor sono presenti diversi programmi di esempio per la breadboard; una parte di essi si chiama «Corso di elettronica», che comprende script corredati da tutorial. Sembra tutto molto promettente.
Il corso inizia con il tipico programma Hello World di elettronica: faccio accendere un LED. Una foto mi mostra quali collegamenti dei cavi e altri componenti devo inserire in quali fori. Ci sono anche gli schemi dei circuiti come esempi, ma essendo un principiante dell'elettronica non posso farci molto. Grazie alla foto, il LED funziona al primo tentativo.
Fonte: David Lee
Poi ricevo le spiegazioni sull'esperimento, che trovo molto importante in un corso. Dal mio punto di vista, tuttavia, qui vengono spiegate delle cose sbagliate. Imparo cos'è un LED, a cosa serve e come si calcola la sua resistenza. Mancano le spiegazioni sul codice e sulle connessioni. Per me che sono un principiante, non è evidente cosa ho fatto esattamente. In particolare, per me rimane un mistero cosa facciano i tre cavi di collegamento, se sia possibile collegarli altrove e, in caso affermativo, perché.
La penso allo stesso modo sul secondo esempio. Il diodo ora si accende solo quando si preme un pulsante. Il collegamento è quindi un po' più complicato. Anche in questo caso, la replica riesce senza problemi. E anche in questo caso, però, dopo le spiegazioni, non ho una comprensione precisa di ciò che ho appena fatto.
Nel terzo esempio, creo un semaforo composto da un LED rosso, uno giallo e uno verde. Questa volta ci vuole molto tempo prima che tutti i diodi si illuminino correttamente. Alla fine riesco a scollegare il diodo verde dalla scheda e a ricollegarlo.
Il passo successivo è quindi, logicamente, un semaforo con un pulsante. Se un pedone lo preme, il semaforo diventa rosso per le auto. Poi diventa di nuovo verde.
Il kit Innovator contiene numerosi altri componenti elettronici: ad esempio, un potenziometro, un servomotore elettrico, un rilevatore di movimento e un sensore di temperatura. Anche per questi componenti sono previsti programmi nel corso di elettronica. Si hanno molte possibilità in una volta. Ma prima di provarle, voglio capire come funzionano i collegamenti sulla scheda plug-in.
Conclusione: una buona idea con un grande potenziale
L'idea di base di Oxocard Connect mi convince. La scheda stessa offre solo una dotazione hardware minima, ma tutto il resto può essere aggiornato con i moduli. Pronti all'uso o secondo la tua idea. Questo rende la scheda versatile, flessibile e potente. Solo il joystick complicato mi infastidisce un po'.
Trovo che il kit Innovator sia fantastico. È un kit completo che contiene tutto il necessario per creare i propri circuiti elettronici, compresi molti componenti interessanti.
La mia unica critica è che, in quanto principiante, non mi sono state spiegate le basi, cioè come è costruita la scheda plug-in e quali sono le regole di base per i collegamenti dei cavi. Le spiegazioni del corso di elettronica sembrano ancora un po' incomplete. Thomas Garaio di Oxon mi ha scritto, tuttavia, che c'è ancora molto da fare.
Chi può e vuole creare i propri circuiti o addirittura la propria cartuccia ha già a disposizione tutto il necessario. Per tutti gli altri, mancano ancora alcuni ausili e più cartucce pronte all'uso. Ma le cose cambieranno: altri moduli sono già in lavorazione. Poiché il tutto è open source, anche i terzi possono partecipare e gli utenti possono scambiare idee tra loro. In ogni caso, Oxocard Connect ha un grande potenziale.
David Lee
Senior Editor
david.lee@digitecgalaxus.chIl mio interesse per il mondo IT e lo scrivere mi hanno portato molto presto a lavorare nel giornalismo tecnologico (2000). Mi interessa come possiamo usare la tecnologia senza essere usati a nostra volta. Fuori dall'ufficio sono un musicista che combinaun talento mediocre con un entusiamso eccessivo.