19 escudos para Arduino para todas as ocasiões

Shield é uma placa suplementar. Proponho dividir os escudos em módulos separados e em tamanho real. Em tamanho real com seus contornos, eles repetem a forma da placa Arduino, seja UNO, Nano ou MEGA. Módulos separados são cartões de formato livre projetados para executar um conjunto específico de funções. Tanto esse como outros podem ser universais e para o desempenho de tarefas com objetivos restritos.

Nas lojas, você pode encontrar muitos escudos e, com uma certa qualificação, pode criar uma placa de circuito impresso que repete o arduino na forma e localização dos terminais e montar seu próprio e exclusivo. A imagem mostra Arduino UNO Board com um conjunto de escudos.

Placa universal para facilitar a criação de protótipos

Vamos começar com o escudo, que não possui funções especiais, mas foi criado para facilitar a instalação de seus projetos. Portanto, o primeiro de nossa revisão facilitará a instalação de projetos com a placa Arduino Nano, embora o sentido do tamanho pequeno de "NANO" nesse caso seja zero.

Na placa, há um conector para conectar o plugue da fonte de alimentação, um estabilizador de tensão e blocos de terminais. Eles são assinados e são consistentes com as descobertas de Nanki. Além disso, há um botão de reset e um LED de energia.

O segundo escudo é para a placa Uno. Ele contém uma placa de ensaio sem solda para a montagem do projeto e conclusões que duplicam as do próprio arduino - uma solução conveniente.

Qualquer sensor analógico precisa de energia e contato negativo, quando existem muitos deles - existem tantos jumpers que será muito difícil entender o circuito. Portanto, os designers criaram escudos para essas soluções. Todas as entradas e saídas são exibidas nelas e os contatos de suprimento são duplicados e colocados lado a lado.

Aqui está um exemplo dessa placa para a versão Arduino Mega.

Com fio e sem fio

Usando esses cartões, é possível organizar o controle do microcontrolador na rede via cabo Ethernet, por exemplo, ou sem fio via conexão GSM, inserindo um cartão SIM.

Essa placa é chamada w5100 - contém um módulo Ethernet e um módulo leitor de cartão SD. Isso significa que você pode armazenar dados, por exemplo, um registro das medições do sensor em um cartão de memória e controlar o sistema por meio de uma interface da web. Para associar um arduino a ele, use as bibliotecas:

• Biblioteca Ethernet;

• Biblioteca SD.

Preste atenção externamente, ele repete o conceito do Arduino UNO R3, além disso, é adequado para o Mega.

Se o W5100 parecer muito grande para você, o ENC28J60 ocupará menos espaço. Infelizmente, ele não tem mais um módulo SD.

A desvantagem é que ela não pode ser montada em uma placa, mas foi projetada como um módulo separado.

O W5500 é outra versão do escudo Ethernet. Na sua essência, esta é uma versão revisada do W5100, otimizada em termos de velocidade e eficiência energética.

Observe que nas blindagens de tamanho normal, todos os pinos são duplicados pelo bloco de terminais. Infelizmente, os escudos usam portas. Especificamente, isso usa MOSI, MISO, SCK e pino 10, para o sinal CS (selecione um destino para comunicação).

Se você precisar de conexão sem fio, sua escolha é blindagens Wi-fi, se você possui Internet e um roteador e, se não, módulos GSM ou GPRS Shields.

Na foto está o escudo oficial. Um slot para um cartão de memória Micro SD está instalado e ele se comunica com o microcontrolador por meio de protocolos SPI; através do Mini-USB, você pode atualizar seu software. Suporta 802.11b / g.

O escudo GPRS de Amperka você vê acima. Você pode substituir a antena por uma mais poderosa. Mais perto do visualizador, você pode ver o slot do cartão SIM, um pouco mais no slot da bateria CR1225. A bateria na placa é necessária para as horas quentes em tempo real, e isso é uma adição importante aos recursos do escudo GPRS. Você pode enviar SMS para e dele.

Com este quadro, você pode controlar e dar comandos para sua casa inteligente (ou qualquer outro projeto de sua implementação) a qualquer distância. É importante que você esteja em uma área de cobertura celular.

Como armazenar dados no Arduino?

Nos projetos, nem todas as informações são colocadas na memória do microcontrolador. Às vezes, você precisa armazenar algumas quantidades de informações. A primeira coisa que vem à mente já foi dita é o registro de informações dos sensores, a fim de estudar melhor como o ambiente muda ao longo de horas, dias, anos. Um ótimo exemplo é uma estação meteorológica doméstica. Isso é útil não apenas para pesquisadores científicos, mas também para amadores do ensino e desenvolvimento em geral.

Não é um escudo, mas um módulo. É miniatura e fácil de repetir, a propósito, aqui está seu esboço.

Há também um escudo de armazenamento de dados em tamanho real. Funciona com cartões de memória SD, existe um módulo de relógio em tempo real a bordo, alimentado por uma bateria CR1220 de 3 V, o que é um bom bônus.

Gerenciamos uma carga poderosa do microcontrolador

A primeira coisa que vem à mente é um revezamento. Com a ajuda deles, você pode alternar os dois circuitos CC e, com uma fonte de alimentação doméstica de 220 Volts, eles podem lidar com um estrondo.

Especificamente, o módulo mostrado abaixo pode alternar 1 kW 220 V da carga (ou 5A) para cada um dos canais. Para aumentar a potência, você pode paralelizar vários canais ou ativar este relé acionador de partida magnético. Nesse caso, os relés da blindagem desempenharão o papel de amplificadores intermediários.

Obviamente, você pode alternar o relé como descrevi no artigo “Conectando dispositivos externos ao Arduino”, através do transistor e você precisa selecionar o relé atual, mas o uso da placa pronta será mais confiável, mais conveniente e com melhor aparência.

O relé tem uma desvantagem - um número limitado de disparos - isso é uma consequência do desgaste do contato. Isso acontece devido à aparência de um arco, quando uma carga poderosa é aberta (especialmente um caráter indutivo - este é um motor, etc.). Você pode fazer esse escudo de acordo com o seguinte esquema:

E aqui está como fica na montagem:

Você pode usar tiristores e triacs para ativar uma carga CA. Um problema é que eles não podem ser conectados diretamente ao arduino; em caso de quebra da junção pn do eletrodo de controle, 220 V podem estar na placa do microcontrolador e queimar. A saída dessa situação é o uso de um optosimistor.

Como essa tarefa geralmente surge antes dos inventores, uma solução pronta para uso foi desenvolvida - um escudo triac, seu nome completo é Escudo EL dos 8 canais do ICStation para o Arduino. Originalmente, ele pretendia controlar o brilho do "néon flexível".

Possui 8 canais aos quais a rede e a carga CA estão conectadas.

Escudos para motores

O controle do motor nem sempre é um processo fácil. Em algumas situações, você pode não ter pinos suficientes para implementar a tarefa ou o algoritmo de controle é bastante complicado. Com essas placas, você poderá derrotar o design do seu robô muito mais rapidamente.

O Motor-SHILD para arduino pode controlar motores DC (4 peças) ou dois motores de passo.

É construído com base em dois L293. Este microcircuito é um conjunto de duas pontes H, que permite controlar com a possibilidade de reverter dois DPT ou motor bipolar de 1 passo. Diagramas de conexão, respectivamente:

E no canto superior esquerdo da placa há dois pads para servos (sinal de mais, menos e controle). O círculo vermelho circulou o local onde o jumper está instalado. Se for, essa placa é alimentada a partir do rodapé do Arduino e, se não, de uma fonte externa de 5 V.

Usando este módulo de um fabricante nacional, você pode controlar dois motores DC, ele também possui um jumper que combina as linhas de fonte de alimentação do microcontrolador ou as desconecta para alimentação de uma fonte separada.

Você pode controlar os motores projetados para uma faixa de tensão de 5 a 24 volts. Em vez de 2 motores DC, você pode usar 1 stepper monofásico ou paralelizar os canais e conectar 1 poderoso motor DC com uma corrente de até 4A, e isso não é suficiente - 48 W com uma tensão de alimentação de 24 V.

Para conectar um servo, você precisa de três fios - mais, menos e sinal, mas e se você tiver muito serv? Sua prancha se transformará em uma confusão de jumpers. Para evitar isso, existe um escudo Multiservo.

Aqui também existe a possibilidade de separação dos circuitos de potência, como foi o caso na versão anterior. No total, você pode conectar 18 servos (na numeração da placa de 0 a 17).

Em todos os lugares tem suas próprias especificidades, escudos para tarefas incomuns ...

O Atmega 328, o coração do nosso conselho, é o ADC. O principal problema é que, na placa Arduino Uno, vemos apenas 6 entradas analógicas. E se tivermos mais sensores analógicos?

Você pode coletar dois arduino em uma única rede. Um deles deve ser usado como principal e o segundo para alterações e, desde o primeiro, para enviar sinais de medição ao servidor ou exibi-los na tela ... Mas isso é difícil: você precisa gastar memória em linhas adicionais de código de programa para implementar esse sistema.

Mas e se você multiplicar cada entrada por 16? No total, podemos ter até 16 * 6 = 96 entradas analógicas. Isso é real com um multiplexador. Simplesmente alterna 16 canais analógicos, por sua vez, para uma saída analógica, conectada à mesma entrada de qualquer microcontrolador.

Reconhecimento de voz

Por meio do microcontrolador Atmega, é muito difícil liberar a função de reconhecimento de voz, mas os arduinistas não podem se desesperar, existe uma solução especial - EasyVR Shield 3.0.

Esta é uma solução pronta, mas cara, no momento em que escrevo, custa quase US $ 100 na Rússia. Primeiro, o escudo anotará seu comando e depois o comparará com o que está escrito na memória, tendo determinado o número, ele será executado.

Você pode organizar um "diálogo com o computador", ele pode reproduzir o que está escrito nele. Sem amplificadores adicionais, é recomendável "comunicar" com esta placa a uma distância não superior a 60 cm.

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A blindagem do teclado LCD é um painel de controle real. Nele está o visor LCD1602 (16 caracteres em duas linhas) e um conjunto de botões. Por causa deles, algumas portas estão envolvidas, por exemplo, A0 e de D4 a D7 sob o teclado, e a porta D10 é um controle de dimmer PWM. D8 e D9 - redefinição e inclusão.

De fato, existem muitos monitores compatíveis com o arduino. Em vez disso, aqueles sobre os quais mais informações são gravadas e você pode executá-las facilmente em seu sistema. A tela do NOKIA 5110 é bastante popular nos círculos de bricolage, também existem telas OLED e TFT trabalhando no I2C para você escolher. Mas eles não estão na versão "shield".

Alimentos autônomos

Um escudo bastante incomum nesta coleção, que executa uma tarefa comum. Escudo de energia é bateria de iões de lítio com todas as proteções necessárias e um conector para carregar. Parece não ser nada de especial, mas fornecerá uma aparência completa ao seu projeto, e os circuitos de energia não precisam ser colocados ao lado das placas principais.

Conclusão

O uso de blindagens para todas as tarefas do projeto permitirá evitar um número excessivo de jumpers e conexões, o que reduzirá o número de erros e jumpers extras. Após a montagem, você receberá um sanduíche de vários andares das placas de circuito fabricadas na fábrica. Essa abordagem às vezes é chamada de "design modular". A propósito, isso facilitará a manutenção, reparo e ajuste de equipamentos.

Os entusiastas praticam o design, a fiação e a montagem de módulos exclusivos. Essa é uma das razões da alta popularidade do Arduino, não apenas como uma plataforma para produtos caseiros, modelos de protetores de pão e protótipos, mas também como uma plataforma para soluções chave na mão.