19 štítů pro Arduino pro každou příležitost

Štít je doplňková deska. Navrhuji rozdělit štíty na plné a samostatné moduly. V plné velikosti se svými obrysy opakují tvar desky Arduino, ať už jde o UNO, Nano nebo MEGA. Samostatné moduly jsou karty ve volné formě určené k provádění určité sady funkcí. To i ostatní mohou být univerzální i pro plnění úzce zaměřených úkolů.

V obchodech najdete velké množství štítů a s určitou kvalifikací můžete sami pěstovat desku s plošnými spoji, která opakuje arduine ve tvaru a umístění terminálů a sestaví si svůj vlastní jedinečný. Obrázek ukazuje Rada Arduino UNO se sadou štítů.

Univerzální deska pro snadné prototypování

Začněme štítem, který nemá žádné speciální funkce, ale byl vytvořen pro pohodlí při instalaci vašich projektů. První v naší recenzi tedy usnadní instalaci projektů s deskou Arduino Nano, i když smysl malé velikosti „NANO“ je v tomto případě nulový.

Na desce je konektor pro připojení zástrčky z napájecího zdroje, stabilizátor napětí a svorkovnice. Jsou podepsány a jsou v souladu se zjištěními Nanki. Kromě toho existuje resetovací tlačítko a LED napájení.

Druhý štít je pro desku Uno. Obsahuje nepájecí prkénko pro sestavení projektu a závěry, které duplikují závěry na samotném arduinu - pohodlné řešení.

Jakýkoli analogový senzor potřebuje napájení a negativní kontakt, když je jich mnoho - existuje tolik propojek, že bude velmi obtížné porozumět obvodu. Proto návrháři přišli s štíty pro taková řešení. V nich jsou zobrazeny všechny vstupy a výstupy a napájecí kontakty jsou duplikovány a umístěny vedle sebe.

Zde je příklad takové desky pro verzi Arduino Mega.

Kabelové a bezdrátové

Pomocí těchto karet je možné organizovat řízení mikrokontroléru po síti například pomocí ethernetového kabelu, nebo bezdrátově přes GSM-připojení vložením SIM karty.

Tato deska se nazývá w5100 - obsahuje modul Ethernet a modul pro čtení karet SD. To znamená, že můžete ukládat data, například protokol měření senzorů, na paměťovou kartu a ovládat systém pomocí webového rozhraní. Chcete-li s ním spojit arduino, použijte knihovny:

• Ethernetová knihovna;

• Knihovna SD.

Věnujte pozornost externě, opakuje koncept Arduino UNO R3, navíc je vhodný pro Mega.

Pokud se vám W5100 zdá příliš velký, zabere ENC28J60 méně místa. Bohužel již nemá modul SD.

Nevýhodou je, že nemůže být namontován na desce, ale je navržen jako samostatný modul.

W5500 je další verze štítu Ethernet. Jádrem je revidovaná verze W5100, optimalizovaná z hlediska rychlosti a energetické účinnosti.

Vezměte prosím na vědomí, že na štítech plné velikosti jsou všechny svorky duplikovány terminálovým blokem. Štíty bohužel používají porty. Konkrétně to používá MOSI, MISO, SCK a pin 10 pro CS signál (vyberte cíl pro komunikaci).

Pokud potřebujete bezdrátové připojení, máte na výběr štíty Wi-Fi, pokud máte internet a router, a pokud tomu tak není, moduly GSM nebo GPRS Shields.

Na fotografii je oficiální štít. Je na něm nainstalován slot pro paměťovou kartu Micro SD, který komunikuje s mikrokontrolérem prostřednictvím protokolů SPI, pomocí rozhraní Mini-USB můžete aktualizovat jeho software. Podporuje 802.11b / g.

Štít GPRS od Amperky, který vidíte výše. Anténu můžete nahradit silnější. Blíže k prohlížeči můžete vidět slot pro SIM kartu, o něco dále na slotu pro baterii CR1225. Baterie na desce je potřebná pro horké hodiny v reálném čase, což je důležitý doplněk ke schopnostem štítu GPRS. Můžete mu posílat SMS zprávy.

S touto deskou můžete ovládat a dávat příkazy do vašeho chytrého domu (nebo jakýkoli jiný projekt vaší implementace) v jakékoli vzdálenosti. Je důležité, abyste se nacházeli v oblasti buněčného pokrytí.

Jak ukládat data na Arduino?

V projektech nejsou všechny informace ukládány do paměti mikrokontroléru. Někdy je třeba uložit určité množství informací. První věc, která přichází na mysl, již byla řečena, je zaznamenávání informací ze senzorů, aby bylo možné dále studovat, jak se mění prostředí v průběhu hodin, dnů, let. Skvělým příkladem je domácí meteorologická stanice. To je užitečné nejen pro vědecké pracovníky, ale také pro amatéry pro všeobecné vzdělávání a rozvoj.

Nejedná se spíše o štít, ale o modul. Je miniaturní a snadno opakovatelné, mimochodem, tady je jeho obrys.

K dispozici je také štít pro ukládání dat v plné velikosti. Pracuje s paměťovými kartami SD, na palubě je hodinový modul v reálném čase, který je napájen baterií 3 V CR1220, což je dobrý bonus.

Spravujeme silné zatížení z mikrokontroléru

První věc, která přijde na mysl, je relé. S jejich pomocí můžete přepínat oba stejnosměrné obvody as domácím napájením 220 V mohou zvládnout třesk.

Konkrétně modul, který je zobrazen níže, může přepínat 1 kW 220 V zátěže (nebo 5A) pro každý z kanálů, pro zvýšení výkonu můžete buď paralelizovat několik kanálů, nebo zapnout toto relé magnetický startér. V tomto případě budou relé ze stínění hrát roli přechodných zesilovačů.

Relé můžete samozřejmě přepnout, jak jsem popsal v článku „Připojení externích zařízení k Arduino“, přes tranzistor a musíte vybrat aktuální relé, ale použití hotové desky bude spolehlivější, pohodlnější a vypadá lépe.

Relé má jednu nevýhodu - omezený počet vypínání - je to důsledek vyhoření kontaktů. To se děje díky vzhledu oblouku, když je otevřeno silné zatížení (zejména induktivní charakter - jedná se o motor atd.). Takový štít můžete vytvořit podle následujícího schématu:

A jak to vypadá v sestavě:

K zapnutí střídavého proudu můžete použít tyristory a triaky. Jedním problémem je, že nemohou být připojeny přímo k arduinu, v případě poruchy pn křižovatky řídicí elektrody může být 220 V na desce mikrokontroléru a spálit ji. Cesta ven z této situace je použití optosimistoru.

Protože tato úloha často vzniká před vynálezci, bylo vyvinuto řešení na klíč - triak štít, jehož celé jméno je Arduino, ICSTation 8 Channel EL Escudo Dos Shield. Původně měl ovládat záři „pružného neonu“.

Má 8 kanálů, ke kterým je připojena síť AC a zátěž.

Štíty motorů

Řízení motoru není vždy snadný proces. V některých situacích možná nemáte dostatek pinů pro implementaci úlohy, nebo je řídicí algoritmus docela komplikovaný. S takovými deskami budete moci porazit design vašeho robota mnohem rychleji.

Motor-SHILD pro arduino může ovládat stejnosměrné motory (4 kusy) nebo dva krokové motory.

Je postaven na základě dvou L293. Tento mikroobvod je sestava dvou můstků H, což vám umožňuje ovládání s možností reverzace dvou DPT nebo 1 krokového bipolárního motoru. Schémata zapojení v tomto pořadí:

A v levém horním rohu desky jsou dvě podložky pro serva (plus, minus a kontrolní signál). Červený kruh kroužil kolem místa, kde je nainstalován propojka. Pokud ano, je tato deska napájena ze základní desky Arduino, a pokud ne, z externího zdroje 5 V.

Pomocí tohoto modulu od tuzemského výrobce můžete ovládat dva stejnosměrné motory, má také propojku, která kombinuje napájecí vedení mikrokontroléru nebo je odpojuje pro napájení ze samostatného zdroje.

Můžete ovládat motory navržené pro rozsah napětí od 5 do 24 voltů. Namísto 2 stejnosměrných motorů můžete použít 1 jednofázový krokový nebo paralelní kanál a připojit 1 výkonný stejnosměrný motor s proudem až 4A, což nestačí - 48 W s napájecím napětím 24 V.

Pro připojení serva potřebujete tři vodiče - plus, mínus a signál, ale co když máte hodně serv? Vaše deska se promění v nepořádek skokanů. Aby se tomu zabránilo, je zde Multiiservo štít.

I zde existuje možnost oddělení výkonových obvodů, jako tomu bylo v předchozí verzi. Celkem můžete připojit 18 serv (na desce číslování od 0 do 17).

Všude má svá specifika, štíty pro neobvyklé úkoly ...

Srdcem naší desky je Atmega 328, ADC. Hlavním problémem je, že na desce Arduino Uno vidíme pouze 6 analogových vstupů. Co když budeme mít více analogových senzorů?

Můžete sbírat dva arduino v jedné síti. Použijte jeden jako hlavní a druhý pomocný pro změny a posílejte měřicí signály na server od prvního nebo je zobrazujte na obrazovce ... Ale to je obtížné: k implementaci takového systému je třeba utratit paměť na dalších řádcích programového kódu.

Ale co když vynásobíte každý vstup 16? Celkem můžeme mít až 16 * 6 = 96 analogových vstupů. To je reálné u multiplexeru. Jednoduše přepne 16 analogových kanálů na jeden analogový výstup, který připojíte ke stejnému vstupu jakéhokoli mikrokontroléru.

Rozpoznávání hlasu

Pomocí mikrokontroléru Atmega je velmi obtížné uvolnit funkci rozpoznávání hlasu, ale arduinisté nemohou zoufalství, existuje speciální řešení - EasyVR Shield 3.0.

Jedná se o hotové, ale drahé řešení, v době psaní stojí v Rusku téměř 100 USD. Nejprve si štít zapíše váš příkaz, poté jej porovná s tím, co je zapsáno v paměti, a poté určilo číslo, provede jej.

Můžete uspořádat „dialog s počítačem“, dokáže reprodukovat to, co je v něm napsáno. Bez dalších zesilovačů se doporučuje „komunikovat“ s touto deskou ze vzdálenosti nejvýše 60 cm.

Zobrazit obrázek

Štít LCD klávesnice je skutečný ovládací panel. Na něm je LCD1602 displej (16 znaků ve dvou řádcích) a sada tlačítek. Z toho důvodu je zapojeno poměrně málo portů, například A0 a od D4 do D7 pod klávesnicí, a port D10 je řízení stmívače PWM. D8 a D9 - reset a zahrnutí.

Ve skutečnosti existuje mnoho displejů kompatibilních s arduino. Spíše ty, o nichž je napsáno nejvíce informací, můžete je snadno spustit ve vašem systému. Displej z NOKIA 5110 je docela oblíbený v kutilských kruzích, na I2C jsou také obrazovky OLED a TFT. Nejsou však ve verzi „štít“.

Autonomní jídlo

Docela neobvyklý štít v této sbírce, který plní společný úkol. Výkonový štít je lithium-iontová baterie se všemi potřebnými ochranami a konektorem pro nabíjení. Zdá se, že se nejedná o nic zvláštního, ale poskytne kompletní pohled na váš projekt a výkonové obvody nemusí být umístěny vedle hlavních desek.

Závěr

Použití štítů pro všechny úkoly projektu umožní vyhnout se nadměrnému počtu propojek a připojení, což sníží počet chyb a dalších propojek. Po montáži obdržíte vícepodlažní sendvič z výrobních desek plošných spojů. Tento přístup se někdy nazývá „modulární design“. Mimochodem to usnadní údržbu, opravy a seřízení zařízení.

Nadšenci cvičí navrhování, zapojení a sestavování jedinečných modulů. To je jeden z důvodů vysoké popularity Arduina, a to nejen jako platforma pro domácí produkty, modely pro prkénko a prototypy, ale také jako platforma pro řešení na klíč.