Rivista #239: Simulatore di Fiamma

Tra i contenuti del fascicolo 239 (ottobre 2019)  attualmente in edicola, il progetto completo di un simulatore di fiamma realizzato con LED Neopixel e Arduino.

Come ogni anno, l’avvicinarsi della sta­gione invernale stimola la nostra fanta­sia e ci ricorda che l’elettronica può fare molto, non solo nel concreto (realizzan­do automatismi per la climatizzazione degli ambienti interni) ma anche nel diletto e nel tempo libero; ecco quindi nascere progetti in tema con la giovane ma affermata festività di Halloween, ereditata dalla tradizio­ne anglosassone (ed ancor prima Celtica…) basati su giochi di luci e suoni per animare zucche, lanterne e quant’altro, ma anche cose per le festività di fine d’anno, come gli addobbi tecnologici per albero, case, vetrine.

Magari, vista la dilagante presenza delle attività commerciali e della comunità cinese, verrà anche il giorno in cui l’elettro­nica s’inventerà qualche gadget per l’orientale “Festa delle lanterne” ormai riproposta anche in Italia.

Ecco quindi che anche quest’anno abbiamo creato un gadget luminoso, sfruttando gli immancabili LED Neopixel e rispol­verando, per il loro controllo, un nostro “cavallo di battaglia” che è il biglietto da visita Arduino-powered, vale a dire la Business Card FT1120 della Futura Elettronica, la quale sostanzialmente è una Arduino Leonardo in formato biglietto da visita, sottile e interattiva, ma molto versatile, tanto da poter montare, se non si vuole utilizzarla per l’applicazione d’elezione, anche gli header Arduino cui applicare eventuali shield.

Ne è nato un gadget molto suggestivo, che montato su un’opportuna cornice in plastica nera riportante internamen­te la sagoma di una fiamma, con dietro applicato uno strato di plexiglass bianco opaco, simula perfettamente il fuoco e può quindi diventare un effetto per un pub o un bar stile gotico o un po’ dark e, perché no, il cuore di un finto camino. La versatilità del progetto consente anche di creare forme differenti dalla fiamma (vedremo più avanti come), e inseren­do i led in una zucca si può ottenere un un gadget luminoso per la festa di Halloween, dove dai fori, si diffonderanno le fiamme, illuminando tutto intorno con effetti spettacolari.

Certo, quello che otterremo in tal caso non sarà una vera fiamma fatta per scaldare, ma creerà un’atmosfera di calore virtuale con il fascino della fiamma e del suo ondeggiare che nelle giornate uggiose sicuramente apprezzeremo.

In fondo, come cantavano i “Nomadi” 50 anni fa, “…il fuoco di un camino non è caldo come il sole del mattino….” quindi anche il camino vero potrebbe non soddisfarvi….

IL PROGETTO

Utilizzi a parte, in cui siamo certi di aver poco da insegnarvi, vediamo bene di cosa si tratta: il sistema è composto da una Arduino Business Card FT1120 che abbiamo programmato con uno sketch in grado, importando un’opportuna libreria, di pilotare degli spezzoni di strip a LED Neopixel contenenti un differente numero di diodi RGB e disposti opportunamente a formare la classica sagoma della fiamma.

Essendo la Bi-Card FT1120 un controller Arduino-compatibile, strutturalmente simile alla Leonardo, per la gestione dei LED Neopixel ci siamo affidati all’ampia disponibilità di librerie sfornate allo sco­po dalla community di sviluppatori Arduino.

Tra quelle presenti in Rete, per gestire le strip Neopixel abbiamo scelto la popolare libreria Fa­stled, che abbiamo modificato personalizzandola in funzione delle esigenze di progetto; la scelta di tale libreria è stata dettata dal fatto che ha semplificato notevolmente la gestione dei LED Neopixel e perché tra le varie demo che integra offre l’effetto fiamma: quindi con essa abbiamo risolto buona parte della progettazione software.

Siccome la libreria non supporta il controllo del numero di strip che ci occorreva per disegnare la sagoma della fiamma (o meglio, per illuminarla) l’abbiamo però modificata per gestire più canali (strip) quindi non in serie; per l’esattezza, abbiamo 5 strip per dare la forma della fiamma e scorrere diversamente l’una dall’altra e la Fastled è stata adattata in modo da gestire 5 linee di I/O della scheda Arduino, che sono le digital I/O D8, D9, D10, D11 e D12.

Fin qui la gestione dei Neopixel; il firmware, però, si occupa anche di espletare altri compiti e nello specifico della lettura di due dei pulsanti presen­ti sulla scheda, che nel progetto originale della Business Card servivano ad attivare via USB le funzioni di apertura browser web per il puntamen­to alla pagina web del titolare, l’apertura del client di posta elettronica, nonché dei Social Network associati. Nello specifico utilizziamo il pulsante della posta elettronica (lo chiameremo pulsante 1) e quello per accedere al profilo Twitter (si chiame­rà pulsante 2).

Per quanto riguarda le funzioni assegnate ad essi dal firmware, sono le seguenti:

• P2 diventa il Pulsante 1 e serve sia per accen­dere il sistema, sia a circuito in funzione, per il cambio di effetto; il tasto è quello che nella scheda Bi-Card attiva l’apertura del cliente per l’e-mail
• P4 diventa il Pulsante 2, che se premuto spegne il gioco di luci, portando il microcontrollore in standby; il tasto è quello per aprire il Social Twitter.

L’insieme si può alimentare tranquillamente dal connettore microUSB (che in questo circuito è in grado di veicolare ben oltre 1 ampere) sfruttando il fatto chela Arduino Business Card ha le piazzole per gli header standard Arduino, tra le quali troviamo quelle corrispondenti al +5V e a massa.

L’articolo completo è pubblicato sul numero 239 (Ottobre 2019), acquistabile in tutte le edicole.