Sistema Theremino
Theremino è un sistema modulare e componibile, completamente “free” e “open”, progettato per interfacciare Windows, Linux, OSX e Android con il mondo esterno. I moduli del sistema possono comunicare tra loro, anche via Web, misurare grandezze fisiche come temperatura, umidità, illuminazione, posizione, prossimità, accelerazione, tensione, corrente, resistenza, radiazioni, campo magnetico, pressione, presenza di liquidi, PH e ORP… e pilotare servocomandi, motori, led e lampade, forni, elettrovalvole, relè, controlli di processo, robot etc. Le applicazioni sono quindi limitate solo dalla fantasia del progettista.
A differenza dei sistemi similari (ad esempio Arduino), il sistema funziona appena acceso e non richiede programmazione del firmware.
- I moduli software (applicazioni) sono scaricabili dalle pagine di download in open-source.
- I moduli hardware sono acquistabili da produttori esterni o auto-costruibili con i progetti open-hardware.
- Tra queste pagine si possono trovare informazioni sui moduli hardware del sistema e i loro schemi elettrici.
- I trasduttori (Sensori e Attuatori) riportano link e consigli per comprarli al miglior prezzo.
- Nella introduzione si trovano maggior dettagli sul sistema e in applications le possibili applicazioni.
- Sono anche disponibili informazioni tecniche approfondite, informazioni varie e video esplicativi.
- Nella prima pagina dei Blog si trova la lista degli ultimi commenti e una mappa del sito.
- I Blog più attivi sono: master-and-slaves /multimedia /robotics-and-cnc / gamma-spectrometry / geigers-and-ionchambers.
- I dettagli sulla Licenza Creative Commons e sulle certificazioni CE e ROHS si trovano in questa pagina.
Secondo la filosofia del sistema Theremino tutto è gratuito e “open”, con dettagliate istruzioni per l’autocostruzione. I collaboratori si occupano solo di ricerca e contribuiscono collettivamente al miglioramento del sistema. I risultati sono condivisi e si vuole che restino liberi, come specificato in questa pagina
Cosa rende possibile il funzionamento “NO CODE”
Funzionamento tipo PLC (programmable logic controller)
Dato che la “testa” è il PC il termine tecnico più adeguato è “Soft PLC”.
La applicazione HAL (Hardware Abstraction Layer) rinfresca tutti gli ingressi e le uscite a intervalli regolari (normalmente 500 volte al secondo) e normalizza i dati, semplificando la comunicazione con l’hardware.
Raggruppamento dei trasduttori in macro-categorie
Out Digitale
Out PWM
Out Servo
In Digitale
In ADC – tensione
In Cap – capacità elettrica
In Res – resistenza elettrica
In Contatori e frequenzimetri
In Periodimetri
In Ultrasuoni
In CapSensorsHQ – rilevazione capacitiva a grande distanza
Organizzazione gerarchica e modulare
Software modules ….. High level applications. The head of the system.
Master modules …….. Hardware modules connected to the USB
Slave modules ……….. Hardware modules connected via DPM, single wire, serial line
Slots …………………….. Communications between all the theremino modules
Pins ……………………… In/Out physical connections
Adapters ………………. Bridges from special sensor to the Theremino standard pins
Output transducers .. Servomotors, sounds, video, light dimming, on/off controls etc..
Input transducers ….. Sensors for light, position, temperature, voltage, current, capacitance etc..
Comunicazione tra i moduli, attraverso gli Slot
Gli Slot (interprocess communication) sono la base del sistema Theremino e lo differenziano da tutti i sistemi similari. Con gli Slot non solo i moduli hardware ma anche le applicazioni possono comunicare tra loro.
Software e firmare configurabili e espandibili in Open Source
Le applicazioni, disponibili in open source, coprono tutte le più comuni operazioni, dal multimedia, alle misurazioni da laboratorio. Nuove applicazioni possono essere sviluppate a partire dal codice Open Source di quelle esistenti, come nuovi mattoni, per ampliare le possibilità del sistema.
Modularità hardware e software
Anche le applicazioni possono essere aggiunte come moduli, più applicazioni possono essere configurate per comunicare tra loro, e collaborare, senza riprogrammarle.
Theremino è simile (o compatibile) con Arduino?
No, sono due sistemi profondamente diversi.
Arduino è un “Single board micro-controller” che deve essere programmato, di volta in volta, con un firmware ad hoc. Se, ad esempio, si vuole leggere una temperatura, allora si programma il firmware per farlo, se le temperature sono due, si modifica e riprogramma il firmware, per leggerne due.
Invece Theremino è un “Dispositivo di ingresso-uscita”, come un mouse o una stampante. Collegando i moduli componibili, funziona immediatamente, senza riprogrammare ogni volta il firmware.
Arduino comunica via USB, ma la trasforma in seriale virtuale a 9600 baud, aumentabili fino a 38 Kilo baud, oltre i quali si rischiano errori di comunicazione (e fino a 115 Kbaud con tecniche di programmazione più difficili), Theremino invece comunica via USB nativa, a velocità fissa di 12 Mega baud.
È quindi consigliabile usare Arduino quando si vuole una piastra che fa tutto da sola, senza PC.
Si consiglia invece Theremino quando si vuole usare il PC, come “testa” pensante e si deve comunicare velocemente con l’hardware.
Caratteristiche principali
Theremino è studiato per facilitare la creazione di complessi sistemi di controllo, per la didattica, le applicazioni scientifiche e gli strumenti musicali innovativi.
I “Pin” del sistema sono configurabili singolarmente, con un gran numero di funzioni pre-programmate che coprono ogni esigenza di Input-Output.
Si possono collegare sensori e assegnare nuove funzioni ai pin di In-Out anche durante il funzionamento. Si possono aggiungere moduli e rifare la configurazione in pochi secondi. I moduli vengono riconosciuti automaticamente e comunicano tra loro attraverso una veloce linea seriale single-wire. Ogni linea supporta fino a 200 moduli e ogni modulo una decina di Pin. Il numero totale di InOut è praticamente illimitato, ed essi possono comunicare tra loro o con altri applicativi via HAL (Hardware Abstraction Layer) e Slots (Interprocess Communication), fino a chilometri di distanza su linea seriale, a grandi distanze su cavi di rete e su WEB, e con ogni sistema operativo Windows, Unix, Linux, Mac OSX e Android.
La semplicità, le piccole dimensioni e il basso costo dei moduli non riducono le prestazioni, anzi è vero il contrario. La semplicità rende il sistema molto robusto e le prestazioni sono tali da poter rinfrescare tutti gli InOut contemporaneamente fino a 500 volte al secondo.
Ottenere i moduli del sistema
Il team del sistema Theremino si occupa solo di ricerca e non vende hardware. Il sistema è completamente “Freeware”, “Open Source”, “No Profit” e “DIY”, ma esistono produttori che possono fornire i moduli assemblati e collaudati a un ottimo prezzo. Difficilmente si potrebbe auto-costruirli spendendo meno. Per un elenco dei produttori leggere questa pagina: www.theremino.com/contacts/producers
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