HeroCore ONE è un microcontrollore, MCU (Micro Controller Unit), basato su ATMega2560. è dotato di 40 ingressi e uscite digitali, 16 ingressi e uscite analogiche, 4 UART (porte seriali hardware), una porta SPI, una porta I2C, un risuonatore a 16Mhz, un bottone di reset, 3 led di diverso colore, 16 led di colore uguale e un bottone per scopi generici. HeroCore ONE si avvale di una gamma di moduli, in continuo aumento, che vengono montati su di esso, e che lo possono dotare di tecnologie aggiuntive come WiFi, sistema di Navigazione, Ethernet etc..

Si programma con il linguaggio di  Arduino e opera a 5V

Atmel ATMEGA2560-16AU è un microcontrollore a bassa potenza CMOS 8 bit basato su architettura RISC avanzata AVR. Eseguendo delle istruzioni potenti in un singolo ciclo clock, ATMEGA2560-16AU raggiunge capacità effettive di trasmissione a 1MIPS per MHz permettendo al programmatore di ottimizzare i consumi contro la velocità di elaborazione.

DEFINIZIONE: Il General Purpose Input/Output (anche noto come GPIO) è un’interfaccia disponibile su HeroCore. Un dispositivo microprocessore, microcontroller o interfaccia può avere una o più connessioni GPIO su un’interfaccia con dispositivi e periferiche esterne. Queste possono agire come input, per leggere i segnali digitali dalle altre parti del circuito, o output, per controllare o segnalare agli altri dispositivi. GPIO sono spesso collocati in gruppi, tipicamente di 8 pin – una porta GPIO – che usualmente hanno GPIO individuali configurabili o come input o come output. Nel caso del HeroCore i GPIO possono essere configurati per produrre degli CPU interrupt ed essere in grado di utilizzare il Direct Memory Access per spostare efficientemente grandi quantità di dati per e dal dispositivo.

SPIEGAZIONE. Un input digitale per definizione può assumere uno di due valori digitali uguale a ZERO/UNO, che equivale a dire LOW/HIGH o BASSO/ALTO o 0/5V o FALSE/TRUE. Il microcontrollore può compiere due uniche azioni su un GPIO: accenderlo, ovvero creare un’uscita da 5V per accendere un LED, per esempio, e quindi utilizzarlo come uscita (OUTPUT), oppure il GPIO può essere usato come ingresso (INPUT) ovvero il microcontrollore verifica se su un ingresso è applicato un voltaggio di 5v. Il comando per creare un’uscita di 5V è digitalWrite(HIGH, 22), e per leggerlo è digitalRead(22) per la porta 22 in questo esempio.

DEFINIZIONE: In elettronica un convertitore digitale-analogico (abbreviato in DAC, dall’inglese Digital (to) Analog Converter) è un componente elettronico che converte un segnale digitale in un segnale analogico. Un convertitore analogico-digitale (ADC, dall’inglese Analog (to) Digital Converter), è il convertitore che esegue la funzione inversa

SPIEGAZIONE: Quando usati come ingressi, A0, A2, A4, A6 sono in grado di leggere un voltaggio da 0V a 5V, attraverso il comando analogRead(A0), per leggere l’ingresso A0, per esempio. Questo comando restituirà un valore compreso tra 0 e 1023, che sono 10 bit di risoluzione (2^10), laddove 1023 equivale a 5V. Quando usati come uscite la risoluzione è di 8 bit, e potremo ricreare qualsiasi voltaggio compreso tra 0V e 5V usando il comando analogWrite(255,A0) per ottenere 5V sull’uscita A0, per esempio. Da ricordare che la corrente massima consigliata è di 10mA.

DEFINIZIONE: In elettronica un convertitore digitale-analogico (abbreviato in DAC, dall’inglese Digital (to) Analog Converter) è un componente elettronico che converte un segnale digitale in un segnale analogico. Un convertitore analogico-digitale (ADC, dall’inglese Analog (to) Digital Converter), è il convertitore che esegue la funzione inversa

SPIEGAZIONE: Quando usati come ingressi, A1, A3, A5, A7 sono in grado di leggere un voltaggio da 0V a 24V, attraverso il comando analogRead(A1), per leggere l’ingresso A1, per esempio. Questo comando restituirà un valore compreso tra 0 e 1023, che sono 10 bit di risoluzione (2^10), laddove 1023 equivale a 24V. Quando usati come uscite la risoluzione è di 8 bit, e potremo ricreare qualsiasi voltaggio compreso tra 0V e 5V usando il comando analogWrite(255,A1) per ottenere 5V sull’uscita A1, per esempio. Da ricordare che la corrente massima consigliata è di 10mA.

DEFINIZIONE: In elettronica un convertitore digitale-analogico (abbreviato in DAC, dall’inglese Digital (to) Analog Converter) è un componente elettronico che converte un segnale digitale in un segnale analogico. Un convertitore analogico-digitale (ADC, dall’inglese Analog (to) Digital Converter), è il convertitore che esegue la funzione inversa

SPIEGAZIONE: Questi 4 ingressi/uscite si differenziano dagli altri in quanto è presente un condensatore da 15uF che migliora di dieci volte la precisione del segnale.

Quando usati come ingressi, A8, A10, A12, A14 sono in grado di leggere un voltaggio da 0V a 5V, attraverso il comando analogRead(A8), per leggere l’ingresso A8, per esempio. Questo comando restituirà un valore compreso tra 0 e 1023, che sono 10 bit di risoluzione (2^10), laddove 1023 equivale a 5V. Quando usati come uscite la risoluzione è di 8 bit, e potremo ricreare qualsiasi voltaggio compreso tra 0V e 5V usando il comando analogWrite(255,A8) per ottenere 5V sull’uscita A8, per esempio. Da ricordare che la corrente massima consigliata è di 10mA.

DEFINIZIONE: In elettronica un convertitore digitale-analogico (abbreviato in DAC, dall’inglese Digital (to) Analog Converter) è un componente elettronico che converte un segnale digitale in un segnale analogico. Un convertitore analogico-digitale (ADC, dall’inglese Analog (to) Digital Converter), è il convertitore che esegue la funzione inversa

SPIEGAZIONE: Questi 4 ingressi/uscite si differenziano dagli altri in quanto è presente un condensatore da 15uF che migliora di dieci volte la precisione del segnale.

Quando usati come ingressi, A9, A11, A13, A15 sono in grado di leggere una corrente da 4mA a 20mA, attraverso il comando analogRead(A9), per leggere l’ingresso A9, per esempio. Questo comando restituirà un valore compreso tra 0 e 1023, che sono 10 bit di risoluzione (2^10), laddove 1023 equivale a 20mA. Quando usati come uscite la risoluzione è di 8 bit, e potremo ricreare qualsiasi voltaggio compreso tra 0V e 5V usando il comando analogWrite(255,A9) per ottenere 5V sull’uscita A9, per esempio. Da ricordare che la corrente massima consigliata è di 20mA in uscita.

DEFINIZIONE: In elettronica e telecomunicazioni la modulazione di larghezza di impulso (o PWM, acronimo del corrispettivo inglese pulse-width modulation), è un tipo di modulazione digitale che permette di ottenere una tensione media variabile dipendente dal rapporto tra la durata dell’impulso positivo e di quello negativo (duty cycle). Allo stesso modo, è fondamentalmente utilizzato per protocolli di comunicazione in cui l’informazione è codificata sotto forma di durata nel tempo di ciascun impulso. Grazie ai moderni microcontrollori, è possibile attivare o inattivare un interruttore ad alta frequenza e allo stesso modo rilevare lo stato e il periodo di un impulso.

SPIEGAZIONE: Il PWM di HeroCore ha 8 bit di risoluzione, ovvero 256 combinazioni dalla minima che è 0, alla massima che è 255. Quando nel vostro prgramma scrivete analogWrite(255,12), per esempio, state scrivendo 5v sull’uscita 12, ovvero full duty cycle. Se invece scriviamo analogWrite(127,12) stiamo scrivendo 0V e 5V alternatamente, per una durata di tempo uguale per ciascuno, ad alta frequenza. La media che verrà percepita all’uscita del PWM sarà di 2,5V. Alternando rapidamente 0V e 5V e dosando i loro tempi, duty cycle, è possibile ricreare qualsiasi voltaggio compreso tra 0V e 5V

DEFINIZIONE: Lo UART o Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (ricevitore-trasmettitore asincrono universale) è un dispositivo hardware, di uso generale o dedicato, che converte flussi di bit di dati da un formato parallelo a un formato seriale asincrono o viceversa.

SPIEGAZIONE: Un’uscita può avere un solo valore, se preso un singolo istante. Tuttavia se aggiungiamo la componente del tempo, una uscita potrà assumere più valori, creando una serie. Questo è il concetto di seriale, ovvero il suo stato viene investigato per un periodo prolungato di tempo, che viene inteso come comunicazione. Il flusso, stream, di dati può essere in ricezione RX o trasmissione TX. Una uscita TX di un dispositivo A va collegata ad un ingresso RX di un dispositivo B. TX>RX e RX<TX. HeroCore dispone di 2 porte per la comunicazione UART a 5V con altri moduli, Serial1 e Serial2

DEFINIZIONE: Lo UART o Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (ricevitore-trasmettitore asincrono universale) è un dispositivo hardware, di uso generale o dedicato, che converte flussi di bit di dati da un formato parallelo a un formato seriale asincrono o viceversa.

SPIEGAZIONE: Questa UART speciale a 3.3V serve al plug in diretto della ESP01, la wifi più diffusa al mondo per i makers. Un’uscita può avere un solo valore, se preso un singolo istante. Tuttavia se aggiungiamo la componente del tempo, una uscita potrà assumere più valori, creando una serie. Questo è il concetto di seriale, ovvero il suo stato viene investigato per un periodo prolungato di tempo, che viene inteso come comunicazione. Il flusso, stream, di dati può essere in ricezione RX o trasmissione TX. Una uscita TX di un dispositivo A va collegata ad un ingresso RX di un dispositivo B. TX>RX e RX<TX. HeroCore dispone di 1 porta per la comunicazione UART a 3.3V con altri moduli, Serial3.

DEFINIZIONE: Il Serial Peripheral Interface o SPI (pronuncia: esse pi i o spi) è un sistema di comunicazione tra un microcontrollore e altri circuiti integrati o tra più microcontrollori.
È un bus standard di comunicazione ideato dalla Motorola e sviluppato, in una sua variante, anche dalla National Semiconductor con il nome di bus MicrowireTM.
La trasmissione avviene tra un dispositivo detto master e uno o più slave (letteralmente dall’inglese padrone e schiavo). Il master controlla il bus, emette il segnale di clock, decide quando iniziare e terminare la comunicazione.

SPIEGAZIONE: SPI si differenza dalla seriale in quanto la comunicazione non è tra due dispositivi, bensì tra un master e una moltitudine di dispositivi slave, che possono ciascuno parlare, uno alla volta. Molti moduli del HeroCore usano queto tipo di comunicazione.

DEFINIZIONE: I²C (abbreviazione di Inter Integrated Circuit), (pronuncia i-quadro-ci o i-due-ci), è un sistema di comunicazione seriale bifilare utilizzato tra circuiti integrati.
Il classico bus I²C è composto da almeno un master ed uno slave (letteralmente “capo, padrone” e “sottoposto, schiavo”).
La situazione più frequente vede un singolo master e più slave; possono tuttavia essere usate architetture multimaster e multislave in sistemi più complessi.
Il bus è stato sviluppato dalla Philips nel 1982 e dopo la realizzazione di centinaia di componenti e sistemi negli anni ’80, nel 1992 è stata prodotta la prima versione del protocollo che ha subìto diversi aggiornamenti ed ha generato bus simili, uno dei quali (SMBUS) per motivi squisitamente commerciali, di brevetto Intel, nel 1995.

SPIEGAZIONE: Nel HeroCore è presente una porta I²C, ma altre sono virtualizzabili con le librerie apposite. Sono sufficienti le uscite SDA (Serial DAta) e SCL (Serial CLock). La selezione dello slave al quale si vuole inviare un dato avviene via software, evocandolo utilizzando il suo indirizzo, per un massimo di 32 indirizzi sulla stessa linea. La nostra porta I²C è posizionata in modo da accogliere lo schermo OLED più diffuso al mondo.

16 LED di colore Blu sono connessi ad altrettanti ingressi/uscite digitali per cui quando un LED si accende significa che una uscita si è accesa, oppure che un ingresso ha ricevuto un segnale di acceso.

• Test del software e della sequenza dei suoi segmenti di programma

• Feedback visivo di quali ingressi/uscite sono attivi o meno

• Grafico a barre per rappresentare una percentuale di un valore, da 1 a 8

• Qualsiasi funzione richieda feedback visivi complessi

3 LEDs, uno Blu, uno Bianco e uno Verde, definiti dall’utente, collegati alle uscite digitali D39, D40 e D41, per esprimere stati e funzioni, per esempio: “in funzione”, “pronto”, “in connessione”, “occupato” etc..:

• Stato del Software come “in funzione”, “pronto”, “in connessione”, “occupato” etc..

• Fasi del Software che sono state raggiunte durante la esecuzione

• Segnalare quale di tre differenti programmi sia in esecuzione

• Qualsiasi altra funzione che richieda feedback visivo

LED che indica lo stato di accensione del HeroCore, utile per individuare cali di corrente.

Grazie a questi 8 micro interruttori possiamo inviare un segnale di pulldown (GND ovvero 0V) ad uno degli 8 ingressi/uscite ad essi collegati. In caso contrario sarà il pullup (OUTPUT_PULLUP) a riportarlo a valore 1 ovvero 5V. Cosi facendo il valore di quell’ingresso verrà deciso esternamente senza bisogno di software o PC, sul campo.

Possiamo utilizzare i micro interruttori per le seguenti funzioni:

• Settare l’indirizzo IP del HeroCore senza PC

• Identificare un HeroCore in mezzo a 255 altri, numerandolo

• Replicare il comportamento di un pin verso altri 7 a scelta

• Scegliere quale programma o funzione eseguire su 256