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Arduino, ARM, Didattica ed Intrattenimento, Fisica, Informatica, Linux, Raspberry PI, Storia dell'Informatica, Storia della Scienza

Unità Didattiche con Laboratorio di Tecnologia e Scienza.

Laboratorio di Informatica
Revisione 0.02

UNIX Linux
il Sistema Operativo liberamente utilizzabile, immune da virus ed estremamente robusto

  1. Linux Kernel
  2. Distribuzioni Linux
    1. Debian
    2. Red Hat
    3. Ubuntu
    4. Suse
  3. il computer per tutti
      1. LibreOffice
      2. Chrome e Firefox
      3. Oracle VirtualBox
      4. Gimp
      5. Programmi Multimediali
    2. immune da virus
    3. Open Source
    4. iniziativa Revisione Computer Dismessi
      1. recupero parco macchine obsoleto mediante allestimento Linux
      2. iniziativa che permette di utilizzare vecchie macchine
        1. a costo zero
        2. e contribuendo alla diminuzione del conferimento di inquinanti

RaspberryPi
il computer completo, di dimensioni e costo  minimi

  1. un computer completo per la didattica dell’informatica
    1. computer ARM 32 e 64 bit
    2. Debian compilato ARM Rpi: Raspbian
    3. lo standard Python nella programmazione
  2. Catalogo dei Progetti Didatti Internazionali
  3. Istituti Scolastici con Gruppi di Interesse attivi
  4. Il Network Globale degli Appassionati e Gruppi di Interesse
  5. MagPi
    1. traduzione
  6. Allestimento di un Raspberry Pi Multimediale
    1. Ascolto Musica, Radio Internet, Netflix
  7. la comunicazione tra Raspberry Pi ed altri dispositvi
    1. rete
    2. WiFi
      1. RaspberryPi zero
    3. seriale
    4. USB
  8. il controllo da Raspberry Pi di Arduino attraverso porte USB
    1. Qt app
  9. Raspberry Pi GPIO
    1. Raspbian modulo kernel
      1. utilizzo da terminae
      2. Python sorgente

Arduino
il computer miniaturizzato che interagisce con il mondo esterno

  1. laboratorio di didattica dell’informatica di base
  2. esperienze concrete di utilizzo
  3. Attuatori
  4. Sensori
  5. Principali tipi di schede
  6. Come alimentare le schede Arduino
  7. Porte I/O
    1. standard 5V e 3.3V
    2. I/O
      1. PWM
    3. AD
    4. DA
    5. seriale
    6. SPI
    7. I2C
  8. La programmazione di Arduino
    1. come programmare Arduino
      1. IDE e connessione USB
      2. configurazione
      3. Terminale Seriale
      4. Controllo remoto attraverso cavo USB
    2. Programmi Elementari
    3. allestimento ed utilizzo di un computer per programmare Arduino
    4. prime esperienze
      1. Accensione di un LED Colorato
      2. Accensione di due LED Colorati Intermittenti
      3. Il Semaforo
  9. La comunicazione mediante porte USB
    1. creazione di un linguaggio specifico per comunicare con Arduino
    2. UNIX Linux
      1. porta USB
        1. identificativi di produttore, modello e seriale
      2. udev
      3. P&P
      4. connessione
        1. questio reset alla connessione e, per certe schede, anche alla sconnessione
      5. firmware standard per controllo da dispositivo, per esempio computer o Raspberry Pi, attraverso USB
      6. Qt Poll App
        1. protocollo di comunicazione
        2. wrapper verso RDBMS
          1. PostgreSQL
      7. CEnni a codice Python
  10. Internet delle Cose
  11. interazione con un computer
    1. Raspberry Pi, Arduino, Sensori ed Attuatori
  12. esperienze introduttive
  13. esperienze con Opto Elettronica ed Illuminotecnica
  14. esperienze elementari con la Musica
    1. esperienze in ambito tessile: il vestito con equipaggiamento tecnologico
  15. Progetti Tecnologi
  16. Progetti Artistici
  17. Nozioni di Elettronica di Base

 

 

Informatica

  1. introduzione alla programmazione delle macchine calcolatrici
    1. UNIX Linux
      1. elementi di programmazione in
        1. C e C++
        2. Python
    2. Programmazione WEB
      1. elementi di Yii2, Crud
    3. RDBMS
      1. PostgreSQL, pgSQL, PL Python3 Untrusted
  2. Sistemi Operativi
    1. per processori Intel 32 bit, Intel ed AMD 64 bit, ARM 32 bit ed ARM 64 bit
  3. Il computer per uso domestico
  4. Il computer in ambito Aziendale
    1. Il server
  5. Sicurezza e prevenzione
  6. Monitoraggio
  7. Principi di Networking
    1. la rete domestica
    2. WiFi
    3. la rete Aziendale
      1. sistemi UTM e sicurezza aziendale
  8. Questioni Forensi

Internet of Things ed elettronica

  1. Processori
  2. Controller
  3. Sensori
  4. Attuatori
  5. Protocolli
  6. Linguaggi
  7. Standard I.o.T.

Scienza

  1. Introduzione alla Matematica
    1. il numero in natura
    2. matematica antica
      1. gli Elementi di Euclide
      2. l’eredità del mondo Greco Antico
        1. osservare lontano perchè non si capisce il vicino
        2. dall’astronomia alla geometria
        3. il pensiero geometrico che aumenta la complessità nel tramandare la cultura matematica
        4. notazioni per numeri che inibiscono il pensiero algebrico
      3. la nascita del sistema posizionale decimale
        1. algoritmi di calcolo moderni
      4. il Mondo Arabo nel Medio Evo
      5. Fibonacci
      6. il pensiero algebrico
        1. nozione moderna di insieme con struttura
        2. insiemi con operazioni
        3. algoritmo di calcolo
        4. notazione dei numeri diversa dalle lettere per l’alfabeto
        5. calcolo letterale: lettere al posto di un dato numero, lettere al posto di incognite
        6. nozione di equazione
      7. Newton e la nascita della scienza moderna
        1. la differenza nello spazio geometrico  omogeno; la materia
        2. corrispondenza biunivoca tra numeri e realtà: il metodo delle coordinate
      8. definire numeri con approssimazioni
      9. denso e continuo
      10. Felix Klein e i Programmi di Erlangen
        1. nuova classificazione delle discipline scientifiche sui gruppi di trasformazioni
      11. Geometria Proiettiva nell’Ottocento
      12. Scienza Razionale: il metodo assiomatico
    3. Insiemi Numerici
      1. Naturali, Interi, Razionali, Reali e Complessi
      2. insieme ed operazioni
        1. il Teorema Fondamentale dell’Algebra per sancire l’esistenza di al più due tipi di operazione: additivo e moltiplicativo
    4. Linguaggio degli insiemi
    5. Corrispondenze tra Insiemi
    6. Fondamenti Di Matematica
    7. La visione della Matematica dopo Felix Klein
      1. La nuova concezione dello Spazio Geometrico
    8. Storia della Matematica
      1. Storia dei numeri
      2. Storia del Pensiero Geometrico
      3. Storia del Pensiero Algebrico
      4. La Matematica nel Mondo Greco Antico
        1. Il pensiero Geometrico che compromette lo sviluppo Algebrico e la Didattica
    9. Matematica Antica
    10. Matematica Moderna
    11. Metodo Assiomatico
    12. Algebra sul Concetto di Insieme ed Invarianza
  2. Fisica di base
    1. Lo Spazio della Fisica sullo Spazio Geometrico
    2. Materia
    3. Il metodo delle Coordinate
    4. la nozione di Misura
    5. Sistemi Inerziali
    6. Newton e La nascita della Scienza Moderna
      1. i Principi di Newton

 

Informatica, Raspberry PI

Booting Raspberry Pi From Usbr

The standard way of using a Raspberry Pi is to run the OS from a micro sd card. The problem with this is that the SD Card has limited read and writes, which will cause the SD to fail in a short period of time, especially if you write to files frequently.

Raspbian Logo

This started to become a problem for me when was running a monitoring script which wrote to a file every 10 mins. After seeing SD Card failures I opted to move the OS to a USB and run off the usb just like you can on a full computer as detailed in https://www.chris-shaw.com/blog/install-ubuntu-16.04-persistently-on-a-usb-drive

Raspbian Img : https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
Rufus : https://rufus.akeo.ie/

 

Informatica, Raspberry PI

Smallest, cheapest Banana Pi yet ships for $23

SinoVoip has launched an open source “Banana Pi M2 Magic” SBC with a quad -A7 Allwinner A33, WiFi and BT, a 40-pin RPi header, and a 51 x 51mm footprint.

Specifications listed for the Banana Pi BPI-M2 Magic include:

Processor — Allwinner A33 (4x Cortex-A7); ARM Mali-400 MP2 GPU
RAM — 512MB DDR3
Storage:
MicroSD slot
Optional 8GB 16GB, 32GB or 64GB eMMC
Wireless — 802.11b/g/n and Bluetooth 4.0 BLE; antenna connector (AP 6212)
Multimedia I/O:
4-lane MIPI-DSI out
MIPI-CSI in
3.5mm audio jack
Onboard mic
Other I/O:
USB 2.0 host port
Micro-USB 2.0 OTG port for power
40-pin, RPi-compatible header with 28x GPIO, including UART, I2C, SPI, PWM, etc.
Other features — 3x LEDs; reset, power buttons
Power — 5V/2A DC jack; 3.7V lithium battery support; AXP223 PMIC
Weight — 40 g
Dimensions — 51 x 51mm
Operating system — Debian, Ubuntu, Raspbian image, etc.; Android

ARM, Informatica, Raspberry PI

Raspberry Pi 3 Model B

The Raspberry Pi 3 is the third generation Raspberry Pi. It replaced the Raspberry Pi 2 Model B in February 2016. Compared to the Raspberry Pi 2 it has:

Processor Broadcom BCM2387 chipset, 1.2GHz Quad-Core ARM Cortex-A53.802.11 b/g/n Wireless LAN and Bluetooth 4.1 (Bluetooth Classic and LE)
GPU Dual Core VideoCore IV® Multimedia Co-Processor. Provides Open GL ES 2.0, hardware-accelerated OpenVG, and 1080p30 H.264 high-profile decode. Capable of 1Gpixel/s, 1.5Gtexel/s or 24GFLOPs with texture filtering and DMA infrastructure
Memory 1GB LPDDR2
Operating System Boots from Micro SD card, running a version of the Linux operating system or Windows 10 IoT
Dimensions 85 x 56 x 17mm
Power Micro USB socket 5V1, 2.5A

The Raspberry Pi 3 has an identical form factor to the previous Pi 2 (and Pi 1 Model B+) and has complete compatibility with Raspberry Pi 1 and 2.

Raspberry Pi Raspberry Pi 3 Model B Computer Board with ARM Cortex-A53

N.d.r. La scheda è una 64 bit ARM A 53.

 

Arduino, ARM, Informatica, Raspberry PI

Raspberry PI ed Arduino

L’articolo propone i due prodotti in coppia.

pi_plus_arduino

Precisiamo che i due prodotti non sono confrontabili soprattutto perchè Raspberry PI rimane un prototipo mentre Arduino, nel suo contesto, è un prodotto usabile in contesti professionali.

Nel nostro progetto LABijk infatti citiamo il microserver e non RPI.

RPI non è usabile in ambiti produttivi sostanzialmente per l’instabilità del file system a causa della memoria di massa disponibile. Comunque è un computer vero e proprio che può essere dotato del miglior repertorio software disponibile.

Allo stato attuale questo è il più grande limite delle schede ARM. Ma a breve saranno disponibili le nuove generazioni di schede che cambieranno radicalmente i termini della questione.

Arduino non è un computer nel senso usuale del termine, ha il più basso costo, consuma pochissimo, non scalda e regge a qualsiasi imprevisto. l’interfaccia di rete è realmente modesta e costosa. Nell’ambito PLC o microcontrollori per usi professionali è imbattibile.

 

 

ARM, Informatica, Raspberry PI

The MagRPI

The MagRPI è la rivista ufficiale di RaspberryPI, eccellente modello di pubblicazione ed aggregazione.

Issue 17

E’ una rivista che si legge volentieri e con un suo spessore sostanziale, senza scivolare nel  versante pesante della comunicazione per marketing. La versione PDF è gratuita.

Gli aspetti community e commerciale sono in rapporto equilibrato. I contenuti innovativi emergono in modo naturale.

La rivista è in linea con il progetto Raspberry PI, che è ha avuto il primato di essere la prima scheda – computer ARM completa a circa 35 $, ed ora mantiene il primato di aggregazione positiva sul fenomeno epocale ARM.  Purtroppo alcuni limiti rendono difficile l’utilizzo di questa scheda in ambiti di grande responsabilità.  Se il progetto saprà evolvere, per esempio, ad un A53 con SATA e IO standard Arduino entro i primi due trimestri del prossimo anno, allora potrà conquistare il suo secondo primato.

 

Arduino, ARM, Domotica, Elettronica, Informatica, Raspberry PI

Arduino Yún

Arduino Yun, grazie a Michele per la segnalazione, è un nuovo prodotto che potrebbe essere molto interessente nel progetto LABijk.

Infatti integra tre microntroller con schede di rete e wireless al prezzo di circa 50 €.

In pratica sono due computer: il tradizionale Arduino con il  bus IO che lo caratterizza ed un Atheros AR9331 a 400MHz con Linux Linino direttamente mutuato dal grande progetto DD-WRT, ovvero distribuzione Linux per sostituire il firmware dei più diffusi router con un sistema operativo Linux.

DD-WRT è un progetto fondamentale che permette di migliorare nettamente la conoscenza sui router che usualmente si utilizzano. Infatti questi dispositivi non vengono più visti come indipendenti dalla realtà usuale, ma come computer con un loro os, in genere proprietario,  che può essere sostituito con Linux.  Questo nuovo punto di vista permette, tra i molti aspetti,  di comparare dispositivi diversi.

L’integrazione con LABijk è in termini di nodi connessi al padre con ethernet. Infatti Arduino è molto debole sotto il profilo dello shield ethernet. Yun coniuga l’ottimo Arduino tradizionale con l’elettronica tipica di un brillante router moderno e un sistema operativo innovativo per router.

L’effetto è di poter costruire nodi con rete, wireless ed micro compact flash concorrenti e con le usuali caratteristiche, nel senso che la scheda di rete vista attraverso la libreria Arduiono è piuttosto debole, ma una cCPU da router con dd-wrt invece realizza un dispositivo eccellente. ARM board potrebbero competere: maggior potenza allo stesso prezzo, ma

  • dimensioni non da frutto d’impianto elettrico
  • instabilità date dalla SD
  • carenza di un bus IO fortemente diffuso verso l’elettronica come quello di Arduino
  • riscaldamenti inopportuni quali quelli di RPI in certe condizioni d’esercizio

sono punti a favore di Yun.

 

Arduino, ARM, Automazione Industriale, Building Automation, Domotica, Elettronica, Hardware, Informatica, Open Source, Raspberry PI

Perchè Arduino SMD ai livelli “ij” nel progetto LABijk

Il progetto LABijk è ambizioso, ma fattibile. Le applicazioni nel mondo elettrico e non solo,  per esempio nel condizionamento di ambienti, sono molteplici.

Il livello i è costituito dai microcontroller direttamente connessi al microserver.

Le connessioni previste sono USB od ethernet.

Una ARM board sarebbe nettamente migliore, ma

  • scalda un po’ e se chiusa in una piccola scatola di policarbonato ci possono essere grandi problemi
  • i costi che, escluso il caso ethernet, vede Arduino vincente; Raspberry PI sarebbe vincente, ma il filesystem su micro SD lo rende fragile; quindi le board ARM candidabili andrebbero sopra i 60€ a pezzo contro i 20€ circa di Uno SMD
  • nel caso di collegamento USB è da preferirsi, per ora, Arduino UNO SMD per i costi e per la robustezza già testata in pooling su USB; in tecnologia SMD per lo stato dell’arte
  • nel caso di ethernet è meglio un ARM non solo per i costi che diventano equivalenti, ma per la gestione ethernet molto debole su Arduino: poche connessioni e senza threading/forking controllabile
  • in futuro è prevedibile, si veda Arduino Due, la convergenza ad ARM

Mel caso di livello j allora non vi è dubbio che l’Arduino SMD sia l’unica soluzione:

  • 12 MHz garantiscono che non scalda anche se inscatolato
  • è robustissimo, prodotto su tiratura mondiale in enormi quantità
  • è Elettronica Aperta
  • la comunità da sviluppatori ad adepti è enorme
  • la documentazione, raggiungibile via internet, è la più vasta in assoluto
  • si apre perfettamente ad ogni elettronica, si pensi che al tempo dell’esplosione di Fukushima entro pochi giorni erano già pronti shield Arduino per contatori Geiger anche reperibili dal mercato giapponese
  • è perfetto per un centro stella seriale RS485
  • permette l’utilizzo dei shield Groove creando uno standard imponente verso l’elettronica e l’elettricità, basti pensare che non serve più il saldatore, ci si muove con plug e senza crimpare
  • il costo, sui venti euro, lo rendono imbattibile
  • ultimo ma non ultimo il progetto è italiano e viene venduto in grandi numeri  anche in Germania, Stati Uniti, Cina e Giappone.

ARM, Hardware, Informatica, Linux Embedded, Raspberry PI

BeagleBoard.org compie il suo quinto compleanno.

Alejandro Erives, brand manager per il processore Sitara alla Texas Instruments, celebra il quinto compleanno di BeagleBone.org, una scheda Open Source Hardware che compete con Raspberry PI, che comunque mantiene la miglior posizione.

Come riportato in BeagleBoard.org:

BeagleBone Black

A true open hardware, community-supported embedded computer for developers and hobbyists. Ride the 1GHz edge with the Sitara™ ARM® Cortex-A8 processor, boot Linux in under 10 seconds and get started on development in less than 5 minutes with just a single USB cable.

Key Features:

  • 1GHz performance
  • Run Ubuntu & Android
  • uHDMI, uSD, USB,       Ethernet, 5V
  • Built-in 2GB storage        with Ångström

 

Android, Hardware, Informatica, Linux Embedded, Raspberry PI, Scheda madre

EMB-2500 migliora Raspberry PI

La scheda EMB-2500, SoC computer, verrà rilasciata nell’anno corrente.

E’ una valida alternativa a Raspberry PI, soprattutto per la CPU fino a quad, la porta SATA, la periferica ethernet Gigabit ed il formato standard ITX.

La EMB-2500 è realizzata dalla Habey USA, sussidiaria della NORCO Intelligent Technology Co., legata alla Shenzhen, China.

La CPU della EMB-2500 è 1 GHz Freescale i.MX6, che può essere a core singolo doppio oppure quad, con 1 GB DDR3 RAM.

Catratteristiche:

  • OS: supporto di Linux e Android 4
  • Storage: 1x SATA 3Gb/s, 1x SD, on-board NAND flash (4GB default
  • Network: Gigabit Ethernet. Optionale on-board WiFi
  • Connettività: HDMI 1.4, VGA, LVDS (Risoluzione nel range 1920 x 1080). 2x USB2.0, 2x USB2.0 header, 1x mini USB2.0 OTG.
  • Integrato 3D graphics and 1080p video codec engine.

Dalle pagine web:

http://www.habeyusa.com/products/emb-2500-arm-pico-itx-freescale-cortex-a9-embedded-board/

Essentials

  • Model
  • EMB-2500
  • Form Factor
  • Pico-ITX
  • Processor
  • Freescale i.MX6 1 GHz Solo, Dual or Quad Core
  • Chipset
  • SoC
  • BIOS
  • Bootloader
  • System Memory
  • 1GB on-board DDR3
  • Ethernet
  • 1x RJ45, GbE x1, 1x Optional On-board WiFi
  • Storage
  • 1x SATA 3Gb/s, 1x SD, On-board NAND flash (4GB default)
  • Power
  • 5V DC, 4-pin header

Graphic

  • Graphic Controller
  • OpenCL support 3D graphics with up to quad shaders at 200 Mt/s
  • Display Interface
  • 1x HDMI 1.4
  • LCD Interface
  • 1x Dual Channel 24-bit LVDS
  • Display Resolution
  • HDMI – 1920x 1200, VGA – 1920x 1200, LVDS – 1920x 1080
  • Dual Display
  • HDMI/LVDS independent display

I/O

  • Serial Port
  • 2x RS-232 (4-wire) header
  • USB
  • 2x USB2.0, 2x USB2.0 header, 1x mini USB2.0 OTG
  • Digital I/O
  • 8-bit GPIO
  • Audio
  • Line-out, Line-in and MIC-in header

Advanced Technologies

  • Watchdog Timer
  • Programmable timer system reset
  • Features and Options
  • 2x CAN Bus Header (optional for supported processor) Linux and Android 4 support, HDMI + VGA + LVDS display ports, built in HD1080p Video Decode, HD1080p Video Encode, HD1080p Video Transcode, HDMI 1.4, Image Pre and Post Processor, OpenGL ES 2.0, OpenVG 1.1, OpenCL, OpenGL ES 1.1, OpenGL ES 3.0 support, on-board 4-wire MAX11801 touch screen controller, 3x 3 matrix key pad support, Dual CAN bus option

Mechanical & Environmental

  • Operating Temperature
  • -20 ~ 60° C (-4 ~ 140° F)
  • Storage Temperature
  • -40 ~ 85° C (-40 ~ 185° F)
  • Operating Humidity
  • 5% ~ 95%, 40ºC, non-condensing
  • Dimensions
  • 100 mm x 72 mm (3.94″ x 2.83″)