I kit di sviluppo completi semplificano la formazione nelle discipline STEAM e la prototipazione per professionisti e maker

I kit di sviluppo per computer monoscheda (SBC) offrono opzioni hardware e software aggiuntive che ne incrementano le funzionalità per educatori, maker e progettisti professionisti. Sono spesso specifici per progetto, pertanto i componenti aggiuntivi sono pensati per progettare una specifica applicazione, ad esempio nel campo della robotica, della domotica, del monitoraggio di sensori e molto altro ancora. Sono diventati sempre più rinomati per la facilità d'uso, la disponibilità e il basso costo.

I kit di sviluppo permettono agli utenti di iniziare a integrare hardware e software in progetti nuovi o già esistenti con una necessità limitata o nulla di acquistare componenti aggiuntivi aftermarket. Questi componenti aggiuntivi offrono maggiori funzionalità e possono includere microcontroller, sensori, relè, motori, LED, altoparlanti, pulsanti/interruttori, basette sperimentali e cablaggi. Le aziende che forniscono kit li offrono spesso in bundle pensati per determinati progetti, con componenti aggiuntivi come servomotori, foto/videocamere e apparecchiature per la radionavigazione della robotica, o sensori di temperatura, umidità e precipitazioni per il monitoraggio ambientale a distanza. Le configurazioni hardware sono numerose quanto i kit, ciascuna contenente i componenti necessari per realizzare i progetti in modo rapido ed efficiente.

Questi kit possono inoltre includere software progettati per essere usati con l'SBC e i suoi System-on-Chip (SoC) o microcontroller su scheda, facilitando la programmazione anche in caso di esperienza limitata o inesistente. Questi software sono spesso ambienti di sviluppo integrato (IDE), kit di sviluppo software (SDK) e interfacce di programmazione drag-and-drop o basate sulla visualizzazione che consentono agli utenti di programmare spostando azioni e funzioni sotto forma di blocchi o icone. Alcuni fornitori includono persino materiali di apprendimento come guide, video e istruzioni passo passo per facilitare ulteriormente la fase di programmazione.

Tenendo a mente tutto questo, diamo uno sguardo ad alcuni rinomati kit di sviluppo (di Arduino, Seeed Studio e Taoglas) e vediamo come possono assistere rispettivamente la formazione, la progettazione di applicazioni per l'Internet delle cose (IoT) e applicazioni di rilevamento wireless a distanza.

Kit didattico completo per le discipline STEAM

AKX00002 CTC 101 Program Kit Arduino è stato progettato per la formazione nell'ambito delle discipline STEAM (scienze, tecnologia, ingegneria, discipline umanistiche e matematica) e include un set di strumenti con più di 25 progetti ed esperimenti con accesso online a materiali didattici (Figura 1). Il kit include fino a 700 componenti, tra i quali sei schede di sviluppo Arduino 101 dotate di Bluetooth, un'unità di misurazione inerziale (IMU), 14 pin di ingresso/uscita (I/O) digitali, un connettore USB per la comunicazione seriale e il caricamento di sketch, e altro ancora.

Figura 1: AKX00002 CTC 101 Program Kit Arduino è progettato per la formazione STEAM e include componenti hardware sufficienti per più di 25 progetti. (Immagine per gentile concessione di Arduino)

Include inoltre sei shield Arduino. Questi ultimi sono schede add-on che forniscono funzionalità migliorate, inclusi sensori, motori e altre tecnologie per migliorare i propri progetti. Il kit comprende poi più di dieci basette sperimentali, componenti elettronici (sensori, LED, condensatori, diodi, pulsanti), moduli plug-and-play, batterie, cavi, webcam, schede SD, altoparlanti e altro ancora.

IoT con Raspberry Pi e moduli Grove

Seeed Studio e Microsoft hanno collaborato per sviluppare il Microsoft IoT Grove Kit per facilitare il rapido sviluppo di progetti IoT utilizzando un Raspberry Pi (non incluso) e i moduli aggiuntivi Grove di Seeed. I moduli sono simili alle schede shield Arduino, ma sono particolarmente facili da usare con il Raspberry Pi grazie al nuovo sistema di connessione plug-and-play. Il kit comprende un cape GrovePi+ totalmente compatibile con le schede Raspberry Pi B/B+/A+/2 ed è dotato del sistema operativo Windows 10 IoT Core per la facilità di sviluppo delle applicazioni. Include inoltre un display touch screen da 5", un modulo relè, un sensore di temperatura/umidità e un sensore a ultrasuoni.

Figura 2: Il Microsoft IoT Grove Kit è progettato per progetti IoT che utilizzano un Raspberry Pi (non incluso) e moduli aggiuntivi Grove, consentendo una connettività e una prototipazione rapide. (Immagine per gentile concessione di Seeed Studio)

Componenti hardware aggiuntivi includono una barra LED, un sensore di angolo di rotazione, un cicalino, un sensore di suono, un sensore di luce, un pulsante, un LCD RGB retroilluminato, un cavo Micro-USB e 10 cavi Grove. Microsoft fornisce inoltre dei tutorial dettagliati sulla familiarizzazione con la piattaforma Grove e le funzionalità dei moduli per uno sviluppo dei progetti facilitato.

Rilevamento wireless e gestione del cloud

Per i progetti IoT che necessitano di rilevamento wireless, raccolta di dati e gestione basata sul cloud, ELC.10B EDGE IoT Starter Kit di Taoglas include funzioni pensate proprio per questo. Il kit è un pacchetto per le comunicazioni wireless completo e intuitivo, con una piattaforma di gestione basata sul cloud e sensori cellulari, Bluetooth e su scheda e due opzioni di posizionamento via satellite: il sistema di navigazione satellitare globale (GNSS) multibanda e il sistema cinematico in tempo reale (RTK). Inoltre, è preconfigurato con un piano cellulare attivo basato sui requisiti dell'utente, cosa che facilita lo sviluppo. L'accesso viene effettuato tramite una piattaforma di gestione basata sul cloud, in modo che sia possibile accedere ai progetti ovunque ci si trovi.

Figura 3: ELC.10B EDGE Starter Kit introduce opzioni di connettività wireless nei progetti IoT con gestione basata sul cloud. (Immagine per gentile concessione di Taoglas)

Il kit ELC-10B include la piattaforma software di analisi in tempo reale e basata sul cloud Edge Insights di Taoglas, con gestione delle reti, dei sensori, della sicurezza e dei dati.

Il GNSS con capacità RTK raccoglie dati di posizione di precisione in pochi minuti e include uno stack di sicurezza IoT completo, un sistema di gestione della potenza e dei dispositivi e data-as-a-service (DaaS). La piattaforma include una grande abbondanza di sensori, inclusi un sensore di temperatura/umidità, un accelerometro, un giroscopio, un magnetometro, un sensore di luce e un sensore d'aria. Offre inoltre supporto cellulare per LTE, 3G, 2G, Cat-M e NB-IoT, cosa che le consente di operare in qualsiasi condizione.

Conclusione

Questi sono solo alcuni esempi dei kit di sviluppo attualmente disponibili per aiutare educatori, maker e progettisti a imparare in poco tempo nuove nozioni e metterle in pratica su SBC. È importante notare che i kit possono variare moltissimo a seconda del progetto. Detto questo, per scegliere il migliore è necessario soppesare i requisiti e i set di funzioni che meglio facilitano l'apprendimento degli studenti e le necessità dei progettisti.