Obiettivo: Visualizzare la carica e scarica dell'energia elettrica usando i LED della Micro:bit come indicatore di livello.
INTRODUZIONE TEORICA
L'analogia dell'acqua
"Immaginate che l'elettricità sia acqua che scorre in un tubo."
- La Batteria: È la pompa che spinge l'acqua.
- La Resistenza: È un tubo stretto che rallenta il flusso.
- Il Condensatore: È un Serbatoio o un palloncino elastico collegato al tubo.
Cosa succede?
- Quando apriamo l'acqua (ACCESO), l'acqua non esce subito forte alla fine del tubo. Prima deve riempire il serbatoio.
- Quando chiudiamo l'acqua (SPENTO), l'acqua continua a uscire per un po', perché il serbatoio si sta svuotando.
In elettronica, il condensatore accumula energia.
MONTAGGIO DEL CIRCUITO (Tinkercad)
Tinkercad
1. Prepara i Componenti (Attenzione ai valori!)
Trascina questi componenti sul tavolo di lavoro e modifica subito i loro valori cliccandoci sopra:
- 1x Micro:bit
- 1x Breadboard (Mini)
- 1x Condensatore Polarizzato (Il cilindro nero/grigio). Cliccaci e imposta Capacità a $1000\mu f $ . (Se lo lasci a 1 non vedrai nulla!).
- 1x Resistenza (per la carica). Imposta a .
- 1x LED (Rosso).
- 1x Resistenza (per il LED). Imposta a .
2. Il Cablaggio
Seguiamo il percorso della corrente:
- GND (Terra): Collega il pin GND della Micro:bit alla linea negativa (quella col meno -) della breadboard.
- Il Condensatore: Inseriscilo sulla breadboard.
- La gamba con la striscia bianca (Negativo) va collegata alla linea del meno (-).
- La gamba senza striscia (Positivo) va su una riga libera (es. riga 10).
- La Carica:
- Metti la Resistenza da 1 k collegata alla gamba Positiva del condensatore.
- Collega l'altra parte della resistenza al Pin P0 della Micro:bit. (Filo Verde).
- La Misura:
- Collega un filo diretto dal Pin P1 alla gamba Positiva del condensatore. (Filo Verde).
- Il Consumo (LED):
- Collega la gamba lunga del LED alla gamba Positiva del condensatore.
- Collega la gamba corta del LED alla **Resistenza da **.
- Collega l'altra parte della resistenza da alla linea del meno (-).
IL CODICE
Andiamo su "Codice" -> "Blocchi".
Il Trucco della Calibrazione: Invece di usare 1023 (il massimo teorico), useremo 700 come valore massimo per il grafico, così i LED si accenderanno tutti anche se il LED rosso ruba un po' di energia.
Crea questo codice esatto:
- Tieni solo il blocco "Per sempre".
- Crea una Variabile chiamata Tensione.
BLOCCO A: FASE DI CARICA (Rubinetto Aperto)
- Pin di scrittura digitale P0 in ALTO (Dà corrente).
- Ripeti 50 volte:
- Imposta Tensione su leggi pin analogico P1.
- Traccia grafico a barre di Tensione fino a 700` (Blocco viola nel menu Uscita o Led).
- Attendi 50 millisecondi (Blocco arancione nel menu Controllo).
BLOCCO B: FASE DI SCARICA (Rubinetto Chiuso)
- Pin di scrittura digitale P0 in BASSO (Toglie corrente).
- Ripeti 50 volte:
- Imposta Tensione su leggi pin analogico P1.
- Traccia grafico a barre di Tensione fino a 700`.
- Attendi 50 millisecondi.
SIMULAZIONE E SFIDA
1. Avvia la Simulazione
Clicca "Avvia".
- Osserva i LED della Micro:bit: Dovresti vederli accendersi riga per riga dal basso verso l'alto (come un bicchiere che si riempie).
- La Scarica: Quando sono pieni, inizieranno a spegnersi lentamente, riga per riga, dall'alto verso il basso.
- Osserva il LED Rosso sulla breadboard: Si accende e si spegne in dissolvenza (fade in / fade out), sincronizzato con i LED della Micro:bit.
2. Risoluzione Problemi (Se non va)
- Si riempie troppo veloce (non vedo l'animazione): Hai messo il condensatore a 1000 ? Se è a 1 è istantaneo. Hai messo la resistenza P0 a 1 ?
- I LED non arrivano in cima: Nel blocco "grafico a barre", abbassa il numero da 700 a 600.
- I LED sono sempre tutti accesi: Aumenta il numero da 700 a 800.
3. La Sfida Finale (Per chi finisce prima)
"Ora cambiate il condensatore da 1000 a 100 e riavviate."
- Domanda: Cosa succede?
- Risposta: Il serbatoio è diventato piccolo! Si riempie e si svuota velocissimamente. L'effetto dissolvenza sparisce quasi del tutto.