Nel mondo dei progetti open-source per la prototipazione rapida, Adafruit è sinonimo di innovazione accessibile. Uno degli esempi più affascinanti è l’orologio solare mondiale basato su CircuitPython, in grado di mostrare una mappa satellitare della Terra centrata sul punto di mezzogiorno solare. Questo articolo esplora nel dettaglio come assemblare, programmare e personalizzare questo progetto, rivolto sia agli hobbisti che agli educatori in ambito STEM.

Cos’è un orologio solare?

Un orologio solare non tiene conto dei fusi orari convenzionali o dell’ora legale. Al contrario, si basa sul mezzogiorno solare, ovvero il momento in cui il sole raggiunge il punto più alto nel cielo in un determinato luogo. Questo approccio rende il progetto ideale per rappresentazioni globali del tempo con una visione più “naturale” del passare delle ore.

Componenti principali del progetto

Scheda principale: Adafruit QT Py S3

Una scheda compatta ma potente con chip ESP32-S3, dual core a 240 MHz, supporto Wi-Fi e BLE.
Prezzo: $12.50
Acquista: QT Py S3 su Adafruit

Schermo: Adafruit 1.28″ Round TFT LCD 240×240

Display tondo perfetto per visualizzare la Terra in modo continuo. Include anche uno slot microSD.
Prezzo: $17.50
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Adattatore: Adafruit EYESPI BFF

Facilita la connessione del display alla QT Py con interfaccia FPC a 18 pin.
Prezzo: $3.95
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Cavo FPC 18-pin 50mm

Cavo flessibile per collegare fisicamente lo schermo all’adattatore.
Prezzo: $0.75
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Alimentazione e connessioni

• Alimentatore USB-A da 5V/2A – $7.95

• Cavo USB-A a USB-C – $4.95
  Disponibili entrambi su Adafruit

Assemblaggio Hardware

1. Saldatura e montaggio
   È fondamentale fare un “dry fit” dei componenti prima della saldatura. Le intestazioni pin devono essere allineate e saldate con cura per evitare cortocircuiti.

2. Connessione del display tramite FPC
   L’inserimento del cavo piatto richiede precisione: il connettore deve essere aperto con delicatezza, inserito il cavo, e poi richiuso in modo da fissare saldamente la connessione.

3. Montaggio finale
   Il supporto per il display può essere stampato in 3D. È disponibile un file STL pronto per la stampa:
   Scarica il file STL del supporto

Configurazione del software con CircuitPython

CircuitPython è una derivazione di MicroPython pensata per essere semplice e immediata. Per iniziare:

1. Installazione CircuitPython
   Scaricare il file UF2 adatto alla versione della propria scheda da circuitpython.org.

2. Configurazione Wi-Fi
   Creare un file settings.toml contenente:

   CIRCUITPY_WIFI_SSID = "NOME-RETE"
CIRCUITPY_WIFI_PASSWORD = "PASSWORD"


3. Librerie necessarie
   Inserire nella cartella lib del dispositivo i file:

   • adafruit_connection_manager.mpy

   • adafruit_gc9a01a.mpy

   • adafruit_ntp.mpy

4. Codice principale
   Il file code.py gestisce il download dell’orario tramite NTP e il posizionamento dinamico della mappa.
   Il codice completo è disponibile su GitHub

Dettagli tecnici: Come funziona l’orologio

L’immagine della Terra (world.bmp) è visualizzata due volte, in modo da permettere uno scorrimento fluido. L’algoritmo aggiorna la posizione orizzontale in base all’ora corrente, scaricata da un server NTP. Ogni ora corrisponde a 20 pixel di spostamento, e l’immagine completa compie un giro completo ogni 24 ore.

Personalizzazioni e limiti

Un difetto noto è legato alla proiezione cartografica. L’immagine della Terra è una rappresentazione planare di un oggetto sferico, con tutte le inevitabili distorsioni del caso. Tuttavia, per uno scopo puramente illustrativo e didattico, questo compromesso è del tutto accettabile.

È possibile modificare il codice per implementare mappe alternative, aggiungere fusi orari, o persino visualizzare dati meteorologici in tempo reale.

Conclusione

Questo progetto non solo è un eccellente esempio di come usare CircuitPython, ma funge anche da strumento educativo per comprendere concetti come il tempo solare, la geolocalizzazione, e le proiezioni cartografiche. È adatto sia a maker alle prime armi sia a chi desidera creare un oggetto decorativo, funzionale e tecnologico.

Tutti i componenti sono disponibili sul sito Adafruit e l’intera guida passo-passo può essere consultata qui.

Kit consigliati:

• Kit elegoo uno r3
• Arduino starter kit