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DETTAGLI RIVISTA N. 218 - Settembre 2017
   
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ArduTrain
... fedele le situazioni e gli scenari più disparati: dal castello medievale all’avamposto spaziale, dalla scena di un film a enormi città. Spesso, questi plastici presentano anche dei tracciati ferroviari molto complessi, popolati da numerosi convogli in movimento; nella loro ultima versione, i treni LEGO® si muovono grazie al sistema Power Functions, composto da un pacco batterie da 9 volt che alimenta il ricevitore IR e il carrello con il motore. Il segnale di movimento ai treni viene dato da un telecomando a infrarossi (Fig. 1) in grado di controllare fino a 8 convogli (4 canali, 2 potenziometri per ogni canale: rosso e blu), mentre ogni scambio viene mosso a mano tramite una levetta gialla collegata meccanicamente allo stesso. Per questioni di sicurezza e per consentire la circolazione di diversi treni sullo stesso circuito, i binari sono in plastica; non è stato perciò adottato il sistema del fermodellismo classico, dove i binari sono in metallo e portano sia elettricità che informazioni per il controllo digitale di ogni singola locomotiva. È facile immaginare quanto sia complicato gestire manualmente un grande plastico (treni e scambi), magari esposto a una manifestazione per diversi giorni, senza nessun sistema che automatizzi la fermata e la partenza dei treni e che muova in autonomia gli scambi. Per semplificare il lavoro, alcuni automatismi potrebbero essere realizzati grazie a LEGO® Mindstorms, che è un sistema componibile con un mattoncino programmabile più una serie di componenti a corredo (motori, sensori, eccetera…) prodotto dall’azienda danese principalmente per costruire piccoli robot didattici..
Ringate: l'apricancello sul WEB
Una delle applicazioni rese possibili dalla moderna rete telefonica cellulare è il telecontrollo, vale a dire il comando, la gestione e l’acquisizione di informazioni a distanza mediante l’audio, i bitoni dello standard DTMF, i messaggi di testo o semplicemente chiamate senza risposta. Con la nostra serie TDG vi abbiamo fornito una serie di progetti del genere (pubblicati a partire dal fascicolo n° 146 di Elettronica In), basati su un’unica piattaforma adattabile ora a questa, ora a quell’applicazione; le singole applicazioni riguardavano, appunto, il controllo a distanza tramite SMS, chiamate telefoniche eventualmente con invio di bitoni in multifrequenza e l’acquisizione di informazioni come quelle sulla temperatura. Uno degli ambiti in cui il classico telecomando, o meglio, radiocomando, è stato soppiantato dal cellulare (con evidente praticità, dato che ormai quasi tutti hanno in tasca un telefonino) è l’apricancello; il nostro TDG134, per esempio, installato in prossimità della tradizionale centralina radiocomandata e collegato con il relé di bordo al contatto di comando presente nella centralina del cancello motorizzato, permette con una semplice chiamata senza bisogno di risposta (quindi senza addebito di denaro) di aprire o chiudere il cancello motorizzato da qualsiasi distanza, purché sotto copertura GSM. Accanto al mondo del controllo dei varchi tramite cellulare sono cresciuti servizi complementari, che consentono di appoggiarsi a numeri telefonici speciali per rendere il comando più articolato e che offrono la gestione da web. Servizi appoggiati al mondo del web e non alla telefonia mobile in senso stretto.
Tracking del viso da webcam
Più o meno tutti abbiamo una webcam collegata al nostro PC o integrata nel notebook o tablet che utilizziamo; per quanto finalizzata alle comunicazioni video e quindi dotata di risoluzione non particolarmente elevata, è pur sempre una telecamera digitale, quindi adattabile a vari compiti e in particolare a quelli di una comune telecamera. Se la vostra webcam è del tipo esterno, ossia la classica USB da tavolo, vi proponiamo di hackerarla, ossia trasformarla applicandole un brandeggio. Infatti motorizzarla può risultare suggestivo e utilissimo, tanto che in queste pagine vi mostriamo come inquadrare e seguire un particolare oggetto come un volto umano che si muove. Per motorizzare la vostra webcam bastano due servomotori (più brevemente, servo...) inseriti in un meccanismo di “pan & tilt” che costituiranno il meccanismo per la rotazione e l’elevazione della telecamera; ma per comandarla occorre un controllore, come una scheda Arduino, e soprattutto un software di riconoscimento delle forme. Per quest’ultimo ci potremmo basare sulla potente libreria “OpenCV”, già introdotta in progetti passati pubblicati su questa rivista.
Sensore RF per porte e finestre
L’esigenza di tutelare la propria abitazione e prevenire furti e intrusioni è, purtroppo, sempre più pressante e dilagante, non a caso i sistemi di videosorveglianza ad uso privato (di piccole e medie dimensioni) sono, negli ultimi anni, spuntati come funghi; specialmente quelli che offrono la possibilità di vedere le riprese a distanza da smartphone e dal web. Per questo ci sembra doveroso periodicamente rinverdire il nostro bagaglio di progetti dedicati alla sicurezza, proponendo nuove idee e dispositivi; in questo articolo è la volta di un trasmettitore per contatti magnetici da applicare a porte e finestre, che basandosi su un Reed rileva lo spostamento dell’anta e trasmette un segnale d’allarme codificato via radio. La codifica si rende indispensabile a evitare l’interferenza con eventuali dispositivi riceventi estranei ed è adatta sia all’abbinamento a ricevitori da radiocomando da noi pubblicati, sia a centraline antifurto come la nostra FT1015 a 24 zone, pubblicata nel fascicolo n° 172. Utilizzando un integrato HT-12E (nato per sostituire encoder/decoder che sono ormai diventati introvabili come l’UM3750 e l’UM86409, entrambi proposti dall’allora UMC una ventina d’anni fa, per rimpiazzare il National MM53200) il circuito permette di scegliere tra 4.096 combinazioni, che non sono tantissime ma in ambiti ristretti garantiscono la quasi esclusività del comando. Il sensore, sebbene nasca principalmente per essere abbinato ad impianti antifurto o antintrusione, può benissimo trovare impiego in tante altre situazioni, come ad esempio il rilevamento dell’apertura di paratie e della rimozione di divisori, dell’eccessivo spostamento di un oggetto o di una parete ecc.
Photofish Digital Frame WiFi
Nella prima puntata abbiamo avuto modo di introdurvi il progetto, che utilizzando una board Fishino (tipicamente, non necessariamente, una 32 bit) riceve tramite link wireless file d’immagine che gli inviamo tramite il servizio di instant messaging Telegram e li visualizza su un display LCD TFT montato sull’apposito shield TFT pubblicato nel fascicolo di giugno scorso. Vi abbiamo descritto l’hardware occorrente e il modo in cui è stato programmato per svolgere il compito affidatogli, dettagliando le librerie create allo scopo e facendo cenno alla decodifica JPEG, implementata nello sketch e fondamentale per la visualizzazione delle immagini. Abbiamo anche spiegato che, per ragioni di occupazione di memoria, le immagini ricevute vengono decodificate al volo, spezzettate e inviate al display grafico una porzione alla volta, così da avere un buffer di dimensioni ridotte. Spiegata la decodifica JPEG e come avviene nel sistema, approfondiamo la materia con un’utile disamina sui formati d’immagine e sulla compressione, in particolare quella JPEG.
Accoppiatore di segnali isolato
Esistono applicazioni in cui serve trasferire dei segnali logici o comunque dei livelli di tensione, mantenendo l’isolamento galvanico ma potendo trasportare un minimo di potenza elettrica; è il caso, ad esempio, di segnali che vanno trasmessi su un bus che necessita, per ragioni di rumore (scariche elettriche o di giri di massa) dell’isolamento galvanico. In questi casi è possibile ricorrere a interfacce optoisolate, dove però avviene il trasferimento ottico di una modesta quantità di corrente, poi applicata da fototransistor o utilizzata per comandare altri dispositivi o circuiti elettronici. Per ottenere il massimo isolamento si potrebbero utilizzare dei trasformatori, ma a parte le dimensioni e il peso, tale soluzione imporrebbe l’adattamento di impedenza e accorgimenti per estendere la banda passante. Per ottenere un trasferimento di segnale digitale efficace evitando l’ingombro dei condensatori, oggi Texas Instruments propone un nuovissimo componente che abbiamo voluto sperimentare in pratica realizzando, con esso, una demoboard. Si tratta di un integrato siglato ISOW7841 che coniuga la minima perdita di potenza e la massima immunità nell’isolamento per facilitare la realizzazione di sistemi industriali affidabili e resistenti ai disturbi. atore single-ended che eroghi la stessa potenza.
LED FidGet spinner
Tutti pazzi per lo spinner! Potremmo dirlo parafrasando il titolo di un celebre lungometraggio, per spiegare la moda dilagante di giocherellare con quei rotori che si appoggiano su un piano e si “lanciano in corsa” con le dita o da tenere fra le mani facendoli girare veloci il più possibile. Di questi oggetti abbiamo visto in giro e sul web ogni genere di variante: da quella passiva e puramente meccanica a quelle più o meno elettroniche, dotate di LED montati alle estremità che formano cerchi luminosi quando il rotore gira rapidamente, giocando sulla persistenza visiva del nostro occhio. Stuzzicati da un dispositivo visto sul web, dotato di LED alimentati ognuno da una pila a bottone che si illuminano quando un contatto reed passa sopra ad un magnetino, da osservatori dei fenomeni di costume e di mode tecnologiche non potevamo esimerci dallo studiare e proporre una nostra versione dello spinner. Ma da buoni elettronici abbiamo voluto farlo proponendo una soluzione originale, che si distinguesse da quelle già viste. Da questo è nato il progetto qui descritto, che è uno spinner elettronico che trae l’alimentazione da una soluzione di energy harvesting: è infatto dotato di un rotore con applicati dei LED, alimentati grazie al motore di un’elettroventola da PC o per elettronica, che funzionerà da generatore sfruttando l’energia meccanica che le trasmettiamo quando azioniamo il rotore.
Fish&Go
Grazie all’avvento di schede di sviluppo come Arduino, oggi chi ha un minimo di dimestichezza con l’elettronica e la programmazione può trasformare in realtà idee una volta complesse da attuare. Anche la realizzazione di applicazioni (più familiarmente chiamate app) per smartphone è ormai facilitata dalla disponibilità di programmi specifici che guidano nella loro creazione. Il progetto proposto in queste pagine avvalora queste affermazioni, perché consiste nella realizzazione di un robot su ruote comandato da uno smartphone tramite WiFi ed un’app la cui implementazione è resa facile dalla disponibilità di alcune applicazioni gratuite, grazie alle quali riusciremo a creare un’interfaccia grafica accattivante senza dover scrivere neanche una riga di codice per Android o iOS! Non ci siamo, tuttavia, fermati al comando wireless di un robottino, ma abbiamo voluto realizzare dei giochi elettronici, che lo vedono protagonista, da eseguire sullo smartphone. Grazie all’utilizzo della scheda Fishino UNO (dotata di modulo WiFi integrato) come cervello del robot su ruote, lo sviluppo e il test delle applicazioni sono stati notevolmente semplificati.
Photo Frame su cloud
A settembre e come ogni anno si torna dalle vacanze carichi di foto ricordo, che una volta avremmo fatto stampare e messo in un album per poi mostrarle agli amici, ma che oggi, grazie alle fotocamere digitali e a tablet e smartphone (che ce le scattano e salvano in formato digitale) ed ai computer, a Internet e ai social, ci viene più facile (ed economico) condividere in Rete e nei servizi di messaggistica istantanea. Partendo da questa considerazione abbiamo pensato di realizzare uno speciale photo-frame (ossia una cornice elettronica) connessa a Internet e capace di sincronizzare automaticamente le foto in memoria con il cloud; questo ci permette di attingere ciclicamente a uno dei tanti raccoglitori personali di immagini che il web mette a disposizione, aggiornando continuamente l’album delle foto mostrate dallo schermo per includere le new entry. Pensiamo ad esempio a quando nasce un bambino: quante foto vengono fatte? E quante si vorrebbero mostrare ad amici e parenti vicini e lontani? Ebbene, con il nostro photo-frame, parenti e amici potrebbero vedere da qualsiasi parte del mondo le foto che i genitori vogliono condividere. Idem per il ritorno dalle vacanze. Il tutto senza spedire e-mail, ma semplicemente salvando gli “scatti” in un server sul web. Il progetto che vi proponiamo è quindi una cornice digitale in grado di aggiornare automaticamente le immagini da mostrare sincronizzandosi a servizi come Google Photo, Dropbox, Flickr, Instagram ecc. Può visualizzare anche altre informazioni come data e ora, meteo, appuntamenti ed RSS dei siti cui ci si è abbonati. Il sistema è basato sul servizio https://dakboard.com/site, che consente di personalizzare il proprio dashboard.
L'ambiente MikroE
Nelle precedenti puntate abbiamo imparato a utilizzare le prime semplici periferiche di base dei microcontrollori PIC di Microchip, come i GPIO, i Timer e gli interrupt, nell’ambito di MikroC. La nostra trattazione è stata basata sulla scheda di sviluppo EasyPIC V7 della MikroElektronica, che utilizziamo come piattaforma di sviluppo. In questa quarta puntata continuiamo lo studio delle periferiche e del loro utilizzo in MikroC, soffermandoci sulle periferiche analogiche. In particolare analizzeremo il modulo CCP (Capture/Compare/PWM) del PIC18 e l’utilizzo delle varie funzioni ad esso associate in MikroC, oltre al modulo ADC (Analogo to Digital Converter), che ci permetterà di interfacciare un primo sensore analogico (di temperatura) al nostro micro.
 
 
   
 
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