La programmazione elettronica embedded con MicroPython è oggi tra i pilastri fondamentali della trasformazione digitale del manifatturiero, sempre più interconnesso e automatizzato. Sviluppare soluzioni elettroniche integrate è una competenza strategica per futuri ingegneri e tecnici specializzati. Diversi sono gli ambiti di interesse: ingegneria elettronica, automazione industriale, informatica applicata e meccatronica.
MicroPython è un linguaggio di programmazione particolarmente adatto per l'introduzione ai sistemi embedded. Esso combina la semplicità sintattica di Python con le prestazioni richieste dalle applicazioni in tempo reale. L'ampia libreria di moduli a disposizione lo rende ideale per lo sviluppo di applicazioni di monitoraggio, controllo e automazione per l'ambiente industriale, contribuendo a ridurre i tempi di programmazione rispetto a linguaggi tradizionali come C/C++.
Di seguito proponiamo, in collaborazione con Greta Galli e NXP, un percorso didattico introduttivo alla programmazione embedded strutturato in 5 VIDEO LEZIONI.
Video lezione 1. Introduzione: setup IDE e primo esempio
Nella prima video lezione trovi il fondamento di questo percorso didattico introduttivo alla programmazione embedded. Partiamo dall'installazione dell'ambiente di sviluppo Visual Studio Code, configurato per la programmazione in MicroPython delle schede NXP Freedom (FRDM). Il serial monitor, strumento diagnostico essenziale per ogni sviluppatore embedded, è il primo punto di contatto con l'hardware. Attraverso questo canale di comunicazione bidirezionale, puoi apprendere i principi base del debugging real-time e della comunicazione seriale asincrona.
Video lezione 2. GPIO - Gestione digitale e analogica (PWM) di I/O
I GPIO (General Purpose Input/Output) sono l'interfaccia primaria tra il microcontrollore e il mondo esterno. In questa seconda video lezione trovi due moduli complementari che coprono l'intero spettro delle operazioni GPIO.
Nel primo modulo Greta Galli analizza uscite digitali e PWM (Pulse Width Modulation). Partendo dai fondamenti della commutazione binaria, esplora come il PWM consenta di simulare segnali analogici attraverso la modulazione del duty cycle. Il secondo modulo si concentra sugli ingressi: dalla lettura di stati logici discreti fino al campionamento di grandezze analogiche tramite convertitori ADC.
Video lezione 3. Sensore di temperatura integrato e controllo RGB adattivo
L'integrazione di sensori on-chip è una tendenza consolidata nei campo dei microcontrollori. Il sensore di temperatura interno delle schede FRDM offre un esempio pratico di come acquisire grandezze fisiche senza circuiteria esterna aggiuntiva. Nella terza lezione vedrai come sviluppare un sistema di feedback visivo basato su soglie termiche, combinando le competenze acquisite nei moduli precedenti.
Video lezione 4. Generazione audio con PWM: come riprodurre delle melodie
Nel quarto video, partendo dai principi acustici fondamentali di frequenza, ampiezza, timbro, Greta Galli analizza come un semplice buzzer possa essere controllato per riprodurre sequenze musicali. Il processo di conversione da file MIDI a codice MicroPython introduce alla portabilità del software embedded: partendo da codice Arduino, vedrai come implementare le funzioni delay, tone e noTone native.
Video lezione 5. Sistema di allarme con sensore PIR
Il rilevamento di movimento tramite sensori PIR (Passive Infrared) conclude il nostro percorso con un progetto integrato che combina tutte le competenze sviluppate. Nel quinto video trovi un caso di studio completo di sistema embedded: acquisizione sensoriale, elaborazione dati, e feedback multimodale. L'implementazione di un sistema di allarme introduce concetti di automazione domestica e sicurezza perimetrale, settori in forte espansione nel mercato tecnologico contemporaneo.