19 boucliers pour Arduino pour toutes les occasions

Shield est une carte supplémentaire. Je propose de diviser les boucliers en modules de taille normale et séparés. De taille normale avec leurs contours, ils reproduisent la forme de la carte Arduino, que ce soit UNO, Nano ou MEGA. Les modules séparés sont des cartes de forme libre conçues pour exécuter un ensemble spécifique de fonctions. Cela et d'autres peuvent être à la fois universels et pour l'exécution de tâches étroitement ciblées.

Dans les magasins, vous pouvez trouver un grand nombre de boucliers, et avec une certaine qualification, vous pouvez vous-même créer une carte de circuit imprimé qui répète l'arduine dans la forme et l'emplacement des bornes et assembler la vôtre. L'image montre Arduino UNO Board avec un ensemble de boucliers.

Carte universelle pour un prototypage facile

Commençons par le bouclier, qui ne comporte pas de fonctions spéciales, mais a été créé pour faciliter l'installation de vos projets. Ainsi, le premier de notre revue facilitera l'installation de projets avec la carte Arduino Nano, bien que le sens de la petite taille de "NANO" dans ce cas soit nul.

Sur la carte, il y a un connecteur pour connecter la fiche de l'unité d'alimentation, un stabilisateur de tension, ainsi que des borniers. Ils sont signés et sont conformes aux conclusions de Nanki. De plus, il y a un bouton de réinitialisation et un voyant d'alimentation.

Le deuxième bouclier est destiné à la carte Uno. Il contient une planche à pain sans soudure pour assembler le projet et des conclusions qui reproduisent celles de l'arduino lui-même - une solution pratique.

Tout capteur analogique a besoin de puissance et de contact négatif, quand il y en a beaucoup - il y a tellement de cavaliers qu'il sera très difficile de comprendre le circuit. Par conséquent, les concepteurs ont proposé des boucliers pour de telles solutions. Toutes les entrées et sorties y sont affichées et les contacts d'alimentation sont dupliqués et placés côte à côte.

Voici un exemple d'une telle carte pour la version Arduino Mega.

Filaire et sans fil

En utilisant ces cartes, il est possible d'organiser le contrôle du microcontrôleur sur le réseau via un câble Ethernet, par exemple, ou sans fil via une connexion GSM en insérant une carte SIM.

Cette carte est appelée w5100 - elle contient un module Ethernet et un module lecteur de carte SD. Cela signifie que vous pouvez stocker des données, par exemple, un journal des mesures des capteurs sur une carte mémoire et contrôler le système via une interface Web. Pour lui associer un arduino, utilisez les bibliothèques:

• Bibliothèque Ethernet;

• Bibliothèque SD.

Faites attention à l'extérieur, il reprend le concept de l'Arduino UNO R3, en plus, il convient au Mega.

Si le W5100 vous semble trop grand, l'ENC28J60 prendra moins de place. Malheureusement, il n'a plus de module SD.

L'inconvénient est qu'il ne peut pas être monté sur une carte, mais est conçu comme un module séparé.

Le W5500 est une autre version du blindage Ethernet. À la base, il s'agit d'une version révisée du W5100, optimisée en termes de vitesse et d'efficacité énergétique.

Veuillez noter que sur les blindages de taille normale, toutes les broches sont dupliquées par le bornier. Malheureusement, les boucliers utilisent des ports. Plus précisément, cela utilise MOSI, MISO, SCK et la broche 10 pour le signal CS (sélectionnez une destination pour la communication).

Si vous avez besoin d'une connexion sans fil, vous avez le choix entre des boucliers Wi-Fi, si vous avez Internet et un routeur, et si ce n'est pas le cas, des modules GSM ou des boucliers GPRS.

Sur la photo est le bouclier officiel. Un emplacement pour une carte mémoire Micro SD est installé dessus, et il communique avec le microcontrôleur via les protocoles SPI, via Mini-USB, vous pouvez mettre à jour son logiciel. Prend en charge 802.11b / g.

Le bouclier GPRS d'Amperka que vous voyez ci-dessus. Vous pouvez remplacer l'antenne par une antenne plus puissante. Plus près du spectateur, vous pouvez voir la fente pour carte SIM, un peu plus loin sur la fente pour batterie CR1225. La batterie de la carte est nécessaire pour les heures chaudes en temps réel, et c'est un ajout important aux capacités du bouclier GPRS. Vous pouvez lui envoyer des SMS.

Avec cette carte, vous pouvez contrôler et donner des commandes à votre maison intelligente (ou tout autre projet de votre implémentation) se trouvant à distance. Il est important que vous vous trouviez dans une zone de couverture cellulaire.

Comment stocker des données sur Arduino?

Dans les projets, toutes les informations ne sont pas placées dans la mémoire du microcontrôleur. Parfois, vous devez stocker certaines quantités d'informations. La première chose qui me vient à l'esprit a déjà été dite: l'enregistrement des informations des capteurs afin d'étudier plus en détail l'évolution de l'environnement au cours des heures, des jours, des années. Un bon exemple est une station météo domestique. Ceci est utile non seulement pour les chercheurs scientifiques, mais aussi pour les amateurs de formation générale et de développement.

Ce n'est pas un bouclier, mais un module. Il est miniature et facile à répéter, en passant, voici son contour.

Il existe également un bouclier de stockage de données en taille réelle. Il fonctionne avec des cartes mémoire SD, il y a un module d'horloge en temps réel à bord qui est alimenté par une batterie 3 V CR1220, ce qui est un bon bonus.

Nous gérons une charge puissante depuis le microcontrôleur

La première chose qui me vient à l'esprit est un relais. Avec leur aide, vous pouvez commuter les deux circuits CC et avec une alimentation domestique de 220 volts, ils peuvent faire face à un coup.

Plus précisément, le module illustré ci-dessous peut commuter 1 kW 220 V de la charge (ou 5A) pour chacun des canaux, pour augmenter la puissance, vous pouvez soit paralléliser plusieurs canaux, soit activer ce relais démarreur magnétique. Dans ce cas, les relais du blindage joueront le rôle d'amplificateurs intermédiaires.

Bien sûr, vous pouvez commuter le relais comme je l'ai décrit dans l'article "Connexion de périphériques externes à Arduino", à travers le transistor et vous devez sélectionner le relais de courant, mais l'utilisation de la carte finie sera plus fiable, plus pratique et aura meilleure apparence.

Le relais présente un inconvénient - un nombre limité de déclenchements - il s'agit d'une conséquence de l'épuisement des contacts. Cela se produit en raison de l'apparition d'un arc, lorsqu'une charge puissante est ouverte (en particulier un caractère inductif - c'est un moteur, etc.). Vous pouvez faire un tel bouclier selon le schéma suivant:

Et voici à quoi cela ressemble dans l'assemblage:

Vous pouvez utiliser des thyristors et des triacs pour activer une charge CA. Un problème est qu'ils ne peuvent pas être connectés directement à l'arduino, en cas de panne de la jonction pn de l'électrode de commande, 220 V peut être sur la carte microcontrôleur et la brûler. L'issue de cette situation est l'utilisation d'une optosimistor.

Comme cette tâche revient souvent aux inventeurs, une solution clé en main a été développée - un blindage triac, son nom complet est ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield pour Arduino. Il était à l'origine destiné à contrôler l'éclat du «néon flexible».

Il dispose de 8 canaux auxquels le réseau AC et la charge sont connectés.

Boucliers pour moteurs

La commande du moteur n'est pas toujours un processus facile. Dans certaines situations, vous pouvez ne pas avoir suffisamment de broches pour implémenter la tâche ou l'algorithme de contrôle est assez compliqué. Avec de telles planches, vous pourrez vaincre la conception de votre robot beaucoup plus rapidement.

Motor-SHILD pour arduino peut contrôler des moteurs à courant continu (4 pièces) ou deux moteurs pas à pas.

Il est construit sur la base de deux L293. Ce microcircuit est un assemblage de deux ponts en H, cela vous permet de contrôler avec la possibilité d'inverser deux DPT, ou un moteur bipolaire à 1 étape. Schémas de connexion respectivement:

Et dans le coin supérieur gauche de la carte, il y a deux pads pour les servos (plus, moins et signal de contrôle). Le cercle rouge entourait l'endroit où le cavalier est installé. Si c'est le cas, alors cette carte est alimentée par la carte de base Arduino, et sinon, par une source externe de 5 V.

En utilisant ce module d'un fabricant national, vous pouvez contrôler deux moteurs à courant continu, il dispose également d'un cavalier qui combine les lignes d'alimentation du microcontrôleur ou les déconnecte pour l'alimentation d'une source distincte.

Vous pouvez contrôler des moteurs conçus pour une plage de tension de 5 à 24 volts. Au lieu de 2 moteurs à courant continu, vous pouvez utiliser 1 moteur pas à pas monophasé ou paralléliser les canaux et connecter 1 puissant moteur à courant continu avec un courant allant jusqu'à 4 A, et cela ne suffit pas - 48 W avec une tension d'alimentation de 24 V.

Pour connecter un servo, vous avez besoin de trois fils - plus, moins et signal, mais que faire si vous avez beaucoup de serv? Votre planche se transformera en un gâchis de cavaliers. Pour éviter cela, il existe un bouclier multiservo.

Ici aussi, il y a la possibilité de séparation des circuits de puissance, comme c'était le cas dans la version précédente. Au total, vous pouvez connecter 18 servos (sur la carte numérotée de 0 à 17).

Partout a ses spécificités, des boucliers pour des tâches inhabituelles ...

L'Atmega 328, le cœur de notre conseil d'administration, est l'ADC. Le principal problème est que sur la carte Arduino Uno, nous ne voyons que 6 entrées analogiques. Et si nous avions plus de capteurs analogiques?

Vous pouvez collecter deux Arduino dans un seul réseau. L'un d'eux doit être utilisé comme principal, et le second pour les modifications et à partir du premier pour envoyer des signaux de mesure au serveur ou les afficher sur l'écran ... Mais cela est difficile: vous devez dépenser de la mémoire sur des lignes supplémentaires de code de programme pour implémenter un tel système.

Mais que se passe-t-il si vous multipliez chaque entrée par 16? Au total, nous pouvons avoir jusqu'à 16 * 6 = 96 entrées analogiques. C'est vrai avec un multiplexeur. Il commute simplement 16 canaux analogiques tour à tour vers une sortie analogique, que vous connectez à la même entrée de n'importe quel microcontrôleur.

Reconnaissance vocale

Au moyen du microcontrôleur Atmega, il est très difficile de libérer la fonction de reconnaissance vocale, mais les Arduinistes ne peuvent pas désespérer, il existe une solution spéciale - EasyVR Shield 3.0.

Il s'agit d'une solution prête à l'emploi, mais coûteuse, au moment de la rédaction, elle coûte près de 100 $ en Russie. Tout d'abord, le bouclier notera votre commande, puis la comparera avec ce qui est écrit en mémoire, après avoir déterminé le nombre, il l'exécutera.

Vous pouvez organiser un «dialogue avec l'ordinateur», il peut reproduire ce qui y est écrit. Sans amplificateurs supplémentaires, il est recommandé de "communiquer" avec cette carte à une distance ne dépassant pas 60 cm.

Afficher l'image

Le bouclier du clavier LCD est un véritable panneau de commande. On y voit l'écran LCD1602 (16 caractères sur deux lignes), et un ensemble de boutons. À cause d'eux, pas mal de ports sont impliqués, par exemple, A0 et de D4 à D7 sous le clavier, et le port D10 est une commande de gradateur PWM. D8 et D9 - réinitialisation et inclusion.

En fait, il existe de nombreux écrans compatibles avec Arduino. Au contraire, ceux sur lesquels le plus d'informations sont écrites et vous pouvez facilement les exécuter dans votre système. L'écran du NOKIA 5110 est très populaire dans les cercles de bricolage, il existe également des écrans OLED et TFT fonctionnant sur I2C. Mais ils ne sont pas dans la version "bouclier".

Nourriture autonome

Un bouclier assez inhabituel dans cette collection, qui accomplit une tâche commune. Le bouclier de puissance est batterie lithium-ion avec toutes les protections nécessaires et un connecteur pour la charge. Cela ne semble rien de spécial, mais cela donnera un aspect complet à votre projet, et le circuit d'alimentation n'a pas besoin d'être placé à côté des cartes principales.

Conclusion

L'utilisation de boucliers pour toutes les tâches du projet permettra d'éviter un nombre excessif de cavaliers et de connexions, ce qui réduira le nombre d'erreurs et de cavaliers supplémentaires. Après l'assemblage, vous recevrez un sandwich à plusieurs étages de circuits imprimés fabriqués en usine. Cette approche est parfois appelée «conception modulaire». Soit dit en passant, cela facilitera l'entretien, la réparation et le réglage de l'équipement.

Les amateurs pratiquent la conception, le câblage et l'assemblage de modules uniques. C'est l'une des raisons de la grande popularité d'Arduino, non seulement en tant que plate-forme pour les produits maison, les modèles de maquette et les prototypes, mais également en tant que plate-forme pour les solutions clés en main.