Costruisci un Simulatore di Semaforo con Arduino su Velxio

Introduzione

Hai mai voluto costruire un semaforo ma non avevi i componenti a portata di mano? Con Velxio puoi simulare un intero semaforo basato su Arduino direttamente nel tuo browser. Questo progetto utilizza tre LED (rosso, giallo, verde) collegati a un Arduino Uno per riprodurre la classica sequenza del semaforo: rosso → giallo → verde → giallo → rosso. È un progetto perfetto per principianti per imparare le uscite digitali, la temporizzazione e la logica sequenziale.

Spiegazione del Circuito

Diamo un’occhiata al circuito. Lo schema seguente mostra il cablaggio completo:

Componenti

• Arduino Uno – il cervello dell’operazione.
• LED Rosso – collegato al pin digitale 13.
• LED Giallo – collegato al pin digitale 12.
• LED Verde – collegato al pin digitale 11.
• Resistenze – ogni LED necessita di una resistenza limitatrice di corrente (tipicamente 220Ω) in serie con il suo anodo. In Velxio, i LED integrati hanno già resistenze interne, quindi non è necessario aggiungerle manualmente.

Dettagli del Cablaggio

Ogni LED ha due terminali: anodo (gambo più lungo, contrassegnato come pin “A”) e catodo (gambo più corto, contrassegnato come pin “C”). Il cablaggio è semplice:

• LED Rosso: Anodo al pin 13 di Arduino tramite un filo rosso (#ff0000). Catodo al GND di Arduino tramite un filo nero.
• LED Giallo: Anodo al pin 12 di Arduino tramite un filo giallo (#ffaa00). Catodo al GND.
• LED Verde: Anodo al pin 11 di Arduino tramite un filo verde (#00ff00). Catodo al GND.

Tutti e tre i LED condividono la stessa connessione GND su Arduino. Questa è una configurazione a massa comune.

Spiegazione del Codice

Ora esaminiamo il codice che fa cambiare le luci. Apri l’editor di codice in Velxio:

// Traffic Light Simulator
// Red -> Yellow -> Green -> Yellow -> Red

const int RED_PIN = 13;
const int YELLOW_PIN = 12;
const int GREEN_PIN = 11;

void setup() {
  pinMode(RED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(YELLOW_PIN, OUTPUT);
  pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Red light
  digitalWrite(RED_PIN, HIGH);
  delay(3000);
  digitalWrite(RED_PIN, LOW);

  // Yellow light
  digitalWrite(YELLOW_PIN, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW);

  // Green light
  digitalWrite(GREEN_PIN, HIGH);
  delay(3000);
  digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);

  // Yellow light again
  digitalWrite(YELLOW_PIN, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(YELLOW_PIN, LOW);
}

Come Funziona

1. Definizioni dei Pin: Definiamo costanti per i tre pin: RED_PIN = 13, YELLOW_PIN = 12, GREEN_PIN = 11. Questi corrispondono al cablaggio.
2. Setup: In setup(), impostiamo tutti e tre i pin come OUTPUT usando pinMode(). Questo dice ad Arduino di inviare tensione attraverso questi pin.
3. Loop: La funzione loop() viene eseguita all’infinito. Segue questa sequenza:
   • Accendi il LED rosso (HIGH), attendi 3 secondi, spegnilo (LOW).
   • Accendi il LED giallo, attendi 1 secondo, spegnilo.
   • Accendi il LED verde, attendi 3 secondi, spegnilo.
   • Accendi di nuovo il LED giallo, attendi 1 secondo, spegnilo.
   • Poi il ciclo si ripete partendo dalla luce rossa.

Questo crea il familiare schema del semaforo.

Concetti Chiave per gli Studenti

• Uscite Digitali: digitalWrite(pin, HIGH) imposta un pin a 5V (acceso), LOW lo imposta a 0V (spento).
• Temporizzazione con delay(): delay(millisecondi) mette in pausa il programma. Attenzione: mentre delay() è in esecuzione, Arduino non può fare nient’altro.
• Logica Sequenziale: L’ordine delle operazioni è importante. Il codice viene eseguito riga per riga, quindi le luci cambiano in una sequenza prevedibile.
• Massa Comune: Tutti i LED condividono la stessa connessione a massa. Questo è tipico nei circuiti digitali.

Errori Comuni e Suggerimenti per il Debug

• Numeri di Pin Errati: Ricontrolla che i numeri dei pin nel codice corrispondano al cablaggio. Se il LED rosso è sul pin 13 ma hai scritto 12, non si accenderà.
• Orientamento del LED: I LED sono polarizzati. L’anodo (gambo lungo) deve essere collegato al pin di Arduino, e il catodo (gambo corto) al GND. In Velxio, il componente LED è orientato correttamente per impostazione predefinita.
• Resistenze Mancanti: Nella vita reale, usa sempre una resistenza limitatrice di corrente (220Ω–1kΩ) in serie con ogni LED per evitare danni. I LED integrati di Velxio includono resistenze, ma se usi componenti personalizzati, aggiungile.
• Blocco con delay(): Se vuoi aggiungere pulsanti o sensori in seguito, delay() bloccherà il programma. Considera l’uso di millis() per una temporizzazione non bloccante.

Estensioni Suggerite

Una volta che il semaforo di base funziona, prova questi miglioramenti:

• Aggiungi un Pulsante Pedonale: Usa un pulsante per richiedere il segnale di attraversamento. Quando premuto, il semaforo diventa rosso, poi si accende un LED bianco (attraversamento pedonale).
• Usa millis() Invece di delay(): Riscrivi il codice usando millis() per la temporizzazione. Questo permette ad Arduino di controllare la pressione dei pulsanti mentre aspetta.
• Aggiungi un Cicalino: Collega un cicalino piezoelettrico a un pin e fallo suonare quando la luce verde sta per diventare gialla.
• Simula un Attraversamento Pedonale: Aggiungi altri due LED (rosso e verde) per un attraversamento pedonale e coordinali con i semafori.

Prova Tu Stesso

Pronto a costruire il tuo semaforo? Apri l’esempio in Velxio e inizia a sperimentare:

Apri l’Esempio del Semaforo su Velxio

Puoi modificare il codice, cambiare i tempi o aggiungere altri LED. Il simulatore funziona interamente nel tuo browser – nessun download, nessun hardware. Usa la barra degli strumenti per compilare ed eseguire il tuo codice:

Se hai bisogno di aggiungere nuovi componenti, apri il selettore dei componenti:

E se vuoi usare librerie, il Gestore Librerie è a un clic di distanza:

Buona simulazione!