Schede Arduino e sensori di luce. Risultato dei test e realizzazione di uno strumento di misura

The electronic boards known as "Arduino" represent a simple, low cost and extremely versatile solu- tion, which allows to realize laboratory instrumentation useful both for the measurement of many phy- sical quantities and for the automation of some processes. In this Technical Report, an overview of the potentiality of these boards will first be presented, together with a series of experiments in which some tools have been successfully used, to move on to the description of the interfacing of Arduino with light multi-sensors. These sensors can be in linear (array) or matrix (CCD or CMOS type cameras) configuration and are equipped with tens, hundreds or even thousands of microelements whose size ranges from a few microns to a few tens of microns. The ma- nagement and manipulation of these sensors requires electronics that have high time accuracy, since they work thanks to regular pulses sent by an external source, and a capacity to digitize and store vol- tage signals that must be carried out accurately and quickly. Finally, a complete measuring instrument will be shown, made with one of these cards, capable of suc- cessfully replicating the solar compass recently patented by ENEA.

Le schede elettroniche denominate “Arduino” rappresentano una soluzione semplice, a basso costo ed estremamente versatile, che consente di realizzare strumentazione da laboratorio utile sia per la misura di diverse grandezze fisiche sia per l’automazione di alcuni processi. In questo Rapporto Tecnico verrà dapprima esposta una panoramica delle potenzialità di tali schede, insieme ad una serie di esperimenti in cui sono stati usati con successo degli strumenti fatti ad hoc, per poi passare alla descrizione dell’interfacciamento di Arduino con misuratori di luce a molti sensori. Tali sensori possono essere in configurazione lineare (array) o a matrice (fotocamere di tipo CCD o CMOS) e sono dotati di decine, centinaia o anche migliaia di microelementi di dimensioni che vanno da pochi micron a qualche decina di micron. La gestione e la manipolazione di questi sensori richiede un’elettronica particolarmente accurata nei tempi, poiché funzionano grazie ad impulsi regolari inviati loro dall’esterno, ed una capacità di digitalizzazione ed archiviazione dei segnali di tensione che deve avvenire in modo accurato e veloce. Infine, sarà illustrato uno strumento di misura completo, realizzato con una di tali schede, in grado di replicare con successo la bussola solare recentemente brevettata dall’ENEA.