Esistono piattaforme online per microcontrollori?

[angel99]

Io sono fortunato, perché per dieci anni ho avuto al mio fianco, in laboratorio, una persona straordinaria (il mio "capo") che mi ha insegnato a lavorare. Alcune delle cose che mi ha detto, al momento mi sembravano banalità, ma poi, quando mi sono servite mi sono reso conto della loro importanza. Legate al titolo di questo 3D ce ne sono alcune che la dicono lunga. Alcune sono qui sotto.

Ho imparato a conoscere le cose toccandole. Nel senso letterale del termine. Saper riconoscere un metallo da come scivola sulle dita, dall'odore che ha, da come pesa o resiste quando lo fai muovere tra le mani, è importante non solo per i meccanici, ma anche per noi elettronici. Ad esempio, riconoscere la lega del filo per saldare da come si piega tra le dita quando la srotoli dal rocchetto ti assicura di non sbagliarti mai tra una 60/40 e una leadless, anche se l'etichetta non c'è più.

E poi c'è l'olfatto, l'altro senso fondamentale. Quando testi un circuito che non sia esclusivamente di segnale, devi tener d'occhio le temperature. Ma non puoi attaccare una sonda a ogni componente e allora impari. Impari a distinguere l'odore di un mosfet che si scalda da quello della sua resistenza di source. Impari a riconoscere l'odore di un elettrolitico troppo caldo, in tempo perché non ti scoppi in faccia. Il flussante che brucia ha un odore diverso dallo stesso che vaporizza in modo corretto, e così via.

Le dita sono poi uno strumento non solo per la meccanica, ma anche per l'elettronica. Con l'esperienza impari ad usare il manofarad, capacità verso terra che ottieni avvicinando la mano al circuito. Capacità che vale 5 ditofarad, utili nel caso i circuiti siano più sensibili. Se l'impedenza del nodo lo consente, puoi usare il tuo corpo come un generatore di segnali. A frequenza fissa, 50 Hz, ma spesso è più che sufficiente per vedere ad esempio, come reagisce un anello di retroazione. Le stesse dita di permettono di vedere immediatamente se un bus è in alta impedenza, oppure tirato a un livello logico fisso.

Come potresti fare queste cose con gli strumenti virtuali? Non puoi. E l'approccio meglio questo piuttosto di niente, è un approccio a mio avviso sbagliato. Allora è meglio simulare. Simulare bene è un'arte. Molto più difficile di quanto possa apparire, molto più importante di quanto venga insegnato. Passare dai circuiti ideali a quelli reali, per passi, creandosi i modelli per ogni singolo componente, specie passivo, insegna molta più elettronica che fingere di di stare in un laboratorio, accedendo a uno virtuale.

Sul tempo necessario... il tempo ci vuole per tutto. Come distribuirlo fa parte della libertà di ogni individuo. Alcuni hanno rinunciato a molto per poter imparare l'elettronica, anche a un titolo di studio.

[Sjuanez]

Quello che hai raccontato è quasi romantico!

E avvicina di molto l'elettronica ad un lavoro artigianale. Vicinanza che mi era sempre sfuggita.

[speedyant]

L'odorato. Il mio si è sviluppato per quello dei componenti "bruciati".

[deltax]

Avete detto tutti cose giustissime, l'ultimo post di angel99 poi è pura poesia da cui traspare tantissimo la sua passione; ma non mi pare che nessuno abbia messo in dubbio l'utilità della pratica reale su circuiti fisici, né tantomeno nessuno ha insiunato che un laboratorio remoto possa sostituire in toto apparecchiature e circuiti reali.
Io lo ipotizzavo semplicemente come strumento aggiuntivo associato alla didattica; come ogni strumento, l'implicazione negativa o positiva può essere dedotta dall'utilizzo che se ne fa.
In particolare io non ho mai detto (né pensato) che qualcuno, studente o meno, debba considerare l'eventuale presenza di una piattaforma online come una scorciatoia per evitare la costruzione (e comprensione) di circuiti reali; io intendevo semplicemente un mezzo per permettere agli studenti di testare più velocemente e facilmente il codice da loro scritto, non per bypassare la costruzione dell'hardware, anche in relazione alle tempistiche ristrezze di alcuni corsi.
Per spiegare meglio, porto l'esempio del mio corso di "laboratorio di elettronica", 6 cfu quindi 60 ore; in questo corso dovevamo imparare a programmare i microcontrollori, a costruire piccoli circuiti di contorno e ad usare gli strumenti di misura (oscilloscopi generatori di segnale ecc). Inutile dire che in 60 ore non si fa bene nulla di tutto questo. Mentre la costruzione di circuiti e l'uso degli strumenti può essere, come da voi evidenziato, fatto esclusivamente in sede fisica, magari con un sistema remoto gli studenti potevano programmare il codice da casa e poi testarlo su sistema remoto. In questo corso io ero costretto a scrivermi il codice a casa e poi andare a testarlo ogni mattina all'università. Quello che cerco di dire è che il circuito una volta che lo hai fatto bene non devi più farci modifiche o aggiustamenti mentre il codice richiede continue revisioni, anche col debug, che ti costringono a caricarlo sul uC e a vedere le uscite.
Poi sicuramente come qualcuno ha detto esistono simulazioni ma che, come ha detto giustamente angel99, bisogna prestare attenzione alla simulazione quanto al circuito fisico, non è una cosa banale e me ne sono accorto sulla mia pelle

[TardoFreak]

... con un sistema remoto gli studenti potevano programmare il codice da casa e poi testarlo su sistema remoto. ...

Allora deltax, non ho ancora capito cosa intendi.
La cosa migliore è che tu faccia un esempio pratico dove elenchi punto per punto quello che potrebbe essere un "utilizzo remoto" di un micro.
Ma non scrivendo: scrivo il programma e poi lo testo. No, questo non vuol dire assolutamente niente, zero, inutilità totale.
Per ferti capire dovresti scrivere un qualcosa del genere:
1) A casa scrivo un sorgente (dove, come, file di testo, oppure in un editor online ...)
2) Lo faccio compilare (in locale, in remoto etc.)
3) Seleziono la macchina su cui provarlo (è ovvio, non può esistere una sola macchina), per esempio quella che ha una flash I2C collegata alla I2C-1, un display LCD collegato alla porta B, dei pulsanti sparsi qua e la, alcuni LED, dei driver per stepper ... oppure che fai, definisci un hardware specifico, magari descrivendolo. E se si come, tramite un programma in locale, una pagina web di configurazione ... ?
4) Gli scarico il programma.
5) Poi? ... e non rispondere "vedo quello che succede", mi aspetto una risposta dettagliata e particolareggiata tipo "accedendo ad una pagina di gestione dei collegamenti virtuali abilito un oscilloscopio, poi mediante comandi faccio in modo di collegare il canale 1 al segnale xxx ... e via discorrendo".

Edit: piace ricordare che fare le cose "in remoto" non è un cosa bella, è un ripiego che (forse) si potrebbe usare quando non si possono fare le cose in locale.

[speedyant]

Esiste, seppure non online, un simulatore di arduino uno.
Per "visualizzare" il risultato delle "fatiche" si potrebbe sfruttare lo straming on-line...

[Sjuanez]

Io ne so davvero molto poco di queste cose, sono ancora al primo mezzo chilo di stagno, ma il thread mi incuriosisce così come la richiesta di deltax. Per la scarsa esperienza che ho avuto bisogna spostare sempre i puntali da una parte all'altra del circuito, magari anche cambiare qualche componente o agire fisicamente su di esso, tipo un potenziometro oppure un commutatore.

Come si potrebbe collegare multimetro, oscilloscopio, analizzatore logico e magari anche generatore di funzioni in ogni posto?

Quello che deltax cerca sicuramente piacerebbe anche a me, ma mi domando, anche se dovesse esistere, come potrebbe funzionare, non è come un telescopio che uno può controllare a distanza e prendere le immagini (penso ad Hubble).

Per esempio mi piacerebbe poter programmare e giocare con un braccio robotico "serio" anche a distanza, ma suppongo che le università e i laboratori che ne hanno uno, lo fanno lavorare con gli studenti in loco. Non saprei. E poi avrei bisogno che qualcuno predisponesse l'esperimento per me, ad esempio mettendo la pallina da raccogliere sempre in un punto.

E pensare che mi ero convinto che esistessero software di simulazione per ogni cosa.

Deltax se trovi qualcosa, facci sapere.

[deltax]

Allora deltax, non ho ancora capito cosa intendi.[..]

ok ci provo a spiegare nel dettaglio ma sicuramente sarà meno dettagliata della spiegazione che vorresti
Inoltre non considerare in questo caso qualsiasi considerazione di natura economica, perché appunto l'ho detto dall'inizio che poteva essere una cosa antieconomica.

Allora tu da locale (dal tuo PC) crei con gli strumenti standard (compilatore ecc) il tuo codice, lo compili quindi ottieni l'HEX di questo programma. Quindi fin qui nulla di diverso da quello che faresti normalmente. Ora, attraverso un sistema remoto tramite internet, come descritto nel paper postato sopra, carichi questo HEX nel microcontrollore che si trova in un altro luogo, ovviamente connesso a internet. E ovviamente ci devono essere una serie di protocolli che ti permettono di fare questo.
Il passo successivo è quello di testare. Magari pensavate che per testare io intendessi qualsiasi tipo di funzione, ma io intendevo, ovviamente, un set limitato di funzioni, che possono crescere con la complessità del sistema. Ad esempio, poiché nei uC ci sono dei pin specifici che possono essere usati per determinate funzioni (I2C, UART, PWM, ethernet, pin analogici ecc) il sistema remoto sarà collegato a ciascuno di questi elementi. Per esempio metto un i2c, un uart, un PWM, un ethernet, poi ai pin analogici collego qualche sensore e/o qualche potenziometro per far variare la tensione analogica, poi collego i pin general purpouse tipo a LED, una schedina SD, un motorino elettrico ecc ecc. Insomma, la scheda fisica avrà una configurazione circuitale più o meno complessa in base alle funzioni che può permettere di testare. La configurazione circuitale ovviamente dovrà essere resa disponibile all'utente che controllerà da remoto. Per esempio se uno studente vuole fare accendere un LED, se compra la versione fisica poco gli importa se LED lo mette sul pin b0 o b1...lui vuole solo vedere se scrive il codice corretto per accenderlo...e cosi via per tutte le altre funzioni. Quindi andrà a vedere dove il circuito collega il LED e usa quell'uscita scrivendo il codice. E' logico che non è flessibile ma non è questo lo scopo in questo tipo di applicazione.
Per quanto riguarda quello che dicevo sugli strumenti, è molto semplice. Faccio un esempio semplificativo e poco esaustivo, supponi di avere 2 strumenti, un oscilloscopio e un generatore di segnali. Ognuno di essi è collegato in remoto con un interfaccia grafica all'utente, interfaccia che si presenta esattamente come lo strumento fisico. Questa è un applicazione piuttosto semplice da realizzare in LabView. Il generatore di segnali è collegato attraverso un demultiplexer ad una serie di ingressi analogici e/o digitali del uC; tu da remoto controlli questo multiplexer scegliendo in quale ingresso del uC deve andare l'uscita del generatore di segnale. Dopo con l'interfaccia grafica in labview controlli da remoto i parametri del generatore.
Stessa identica cosa per l'oscilloscopio: hai una serie di uscite analogiche e/o digitali, demuxate e ognuna di essere può entrare in uno o più canali dell'oscilloscopio. Sempre da remoto controlli quali di queste uscite devono essere collegate, e poi controlli i vari parametri dell'oscilloscopio con l'interfaccia labview.
Ovviamente qualcuno deve aver precedentemente scritto i programmi in labview che fanno tutto ciò.
Tutto il layer del protocollo internet potrebbe essere saltato se si usa ad esempio un software di controllo remoto, tipo teamviewer, cosichè tutti i programmi necessari (debugger e programmatore) sono installati sul PC remoto di cui l'utente prende il controllo.

Spero di aver risposto alle tue domande e di non aver sparato troppe cazzate

[speedyant]

Questo si porta dietro un "casino" economico non indifferente. Ma se invece non si pensasse ad una qualche forma di emulazione?

[deltax]

si infatti una cosa del genere non verrà mai realizzata (per lo scopo che ho descritto) perché è troppo costosa.

Comunque io come software di simulazione conosco solo Proteus, che simula solo i PIC8 e PIC16.