19 щита за Ардуино за всички поводи

Shield е допълнителна дъска. Предлагам да разделите щитовете на пълноразмерни и отделни модули. Пълноразмерни с техните очертания повтарят формата на дъската Arduino, независимо дали е UNO, Nano или MEGA. Отделни модули са карти в свободна форма, предназначени да изпълняват определен набор от функции. И това, и другите могат да бъдат както универсални, така и за изпълнение на тясно насочени задачи.

В магазините можете да намерите много много щитове и с определена квалификация можете сами да развъдите печатна платка, която повтаря ардуина във формата и разположението на клемите и да сглобите свой собствен уникален. Снимката показва Съвет на Ардуино UNO с набор от щитове.

Универсална дъска за лесно прототипиране

Нека започнем с щита, който не носи никакви специални функции, но е създаден за удобство при инсталирането на вашите проекти. И така, първият в нашия преглед ще улесни инсталирането на проекти с борда на Arduino Nano, въпреки че усещането за малкия размер на "NANO" в този случай е нула.

На платката има конектор за свързване на щепсела от захранващия блок, стабилизатор на напрежението, както и клемни блокове. Те са подписани и съответстват на констатациите на Нанки. В допълнение има бутон за нулиране и светодиод за захранване.

Вторият щит е за дъската Uno. Той съдържа табло без спойка за сглобяване на проекта и заключения, които дублират тези на самия ардуино - удобно решение.

Всеки аналогов сензор се нуждае от захранване и отрицателен контакт, когато има много от тях - има толкова много джъмпери, че ще бъде много трудно да се разбере схемата. Затова дизайнерите измислиха щитове за такива решения. Всички входове и изходи се показват в тях, а контактите за захранване се дублират и се поставят един до друг.

Ето пример за такава дъска за версията на Arduino Mega.

Кабелна и безжична връзка

Използвайки тези карти, можете да организирате контрола на микроконтролера над мрежата чрез Ethernet кабел, например, или безжично чрез GSM-връзка, като поставите SIM карта.

Тази платка се нарича w5100 - тя съдържа Ethernet модул и модул за четене на SD карти. Това означава, че можете да съхранявате данни, например, дневник на измервания на сензори на карта с памет и да управлявате системата чрез уеб интерфейс. За да свържете arduino с него, използвайте библиотеките:

• Ethernet библиотека;

• SD библиотека.

Обърнете внимание външно, той повтаря концепцията на Arduino UNO R3, в допълнение, той е подходящ за Mega.

Ако W5100 ви се струва твърде голям, тогава ENC28J60 ще заеме по-малко място. За съжаление, той вече няма SD модул.

Недостатъкът е, че той не може да бъде монтиран на дъска, а е проектиран като отделен модул.

W5500 е друга версия на Ethernet екрана. В основата си това е преработена версия на W5100, оптимизирана по отношение на скоростта и енергийната ефективност.

Моля, обърнете внимание, че на щитовете в пълен размер всички щифтове се дублират от клемния блок. За съжаление, щитовете използват пристанища. По-конкретно, това използва MOSI, MISO, SCK и пин 10, за CS сигнала (изберете дестинация за комуникация).

Ако имате нужда от безжична връзка, вашият избор е Wi-Fi екрани, ако имате интернет и рутер и ако не е, GSM-модули или GPRS Shields.

На снимката е официалният щит. Върху него е инсталиран слот за Micro SD карта с памет и тя комуникира с микроконтролера чрез SPI протоколи, чрез Mini-USB можете да актуализирате софтуера му. Поддържа 802.11b / g.

GPRS щитът от Amperka, който виждате по-горе. Можете да замените антената с по-мощна. По-близо до зрителя можете да видите слота за SIM карта, малко по-нататък върху слота за батерията CR1225. Батерията на платката е необходима за горещи часове в реално време и това е важно допълнение към възможностите на GPRS екрана. Можете да изпращате SMS до и от него.

С тази дъска можете да контролирате и давате команди до вашия умен дом (или всеки друг проект от вашата реализация), който е на всяко разстояние. Важно е да сте в зона на клетъчно покритие.

Как да съхранявате данни за Arduino?

В проектите не цялата информация се поставя в паметта на микроконтролера. Понякога е необходимо да съхранявате някои количества информация. Първото нещо, което ни идва на ум, е записването на информация от сензори, за да се проучи по-нататък как се променя средата в течение на часове, дни, години. Чудесен пример е метеорологичната станция за дома. Това е полезно не само за научните изследователи, но и за любителите на общото образование и развитие.

По-скоро не е щит, а модул. Той е миниатюрен и лесен за повтаряне, между другото, ето го и неговите очертания.

Има и щит за съхранение на данни в пълен размер. Работи с SD-карти с памет, на борда има часовник модул в реално време, който се захранва от 3 V CR1220 батерия, което е добър бонус.

Ние управляваме мощен товар от микроконтролера

Първото нещо, което идва на ум е релето. С тяхна помощ можете да превключвате както постояннотокови вериги, така и с 220 волтово захранване на домакинството, те могат да се справят с гръм.

По-конкретно, модулът, който е показан по-долу, може да превключи 1 kW 220 V от товара (или 5A) за всеки канал, за да увеличите мощността, можете или да паралелизирате няколко канала, или да включите това реле магнитен стартер, В този случай релетата от щита ще играят ролята на междинни усилватели.

Разбира се, можете да превключите релето, както описах в статията „Свързване на външни устройства към Arduino“, през транзистора и трябва да изберете текущото реле, но използването на готовата платка ще бъде по-надеждно, по-удобно и изглежда по-добре.

Релето има един недостатък - ограничен брой пътувания - това е следствие от изгаряне на контакт. Това се случва поради появата на дъга, когато се отваря мощен товар (особено индуктивен характер - това е двигател и т.н.). Можете да направите такъв щит според следната схема:

И ето как изглежда в монтажа:

Можете да използвате тиристори и триаци за включване на променлив ток. Един от проблемите е, че те не могат да бъдат свързани директно към arduino, в случай на повреда на pn съединението на управляващия електрод, 220 V могат да бъдат на платката на микроконтролера и да го изгорят. Изходът от тази ситуация е използването на оптосимистор.

Тъй като тази задача често възниква пред изобретателите, е разработено решение „до ключ“ - триачен щит, пълното му име е ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield за Arduino. Първоначално е било предназначено да контролира сиянието на „гъвкав неон“.

Той има 8 канала, към които са свързани мрежата и променливотока.

Щитове за двигатели

Управлението на двигателя не винаги е лесен процес. В някои ситуации може да нямате достатъчно пинове за изпълнение на задачата или алгоритъмът за управление е доста сложен. С такива дъски ще можете да победите дизайна на робота си много по-бързо.

Motor-SHILD за arduino може да управлява постояннотокови двигатели (4 броя) или два стъпкови двигателя.

Той е изграден на базата на два L293. Тази микросхема е сбор от два H моста, това ви позволява да контролирате с възможност за реверс на два DPT или 1-стъпален двуполюсен двигател. Диаграми за връзка съответно:

И в горния ляв ъгъл на таблото има две подложки за сервоми (плюс, минус и контролен сигнал). Червеният кръг обикаляше мястото, където е монтиран джъмпера. Ако е, тогава тази платка се захранва от дънната платка на Arduino, а ако не, от външен източник от 5 V.

Използвайки този модул от домашен производител, можете да управлявате два двигателя с постоянен ток, той също има джъмпер, който комбинира електропроводи на микроконтролера или ги изключва за захранване от отделен източник.

Можете да управлявате двигатели, които са проектирани за обхват на напрежение от 5 до 24 волта. Вместо 2 DC двигатели можете да използвате 1 еднофазен стъпър или да паралелизирате каналите и да свържете 1 мощен постоянен мотор с ток до 4А, а това не е достатъчно - 48 W с захранващо напрежение 24 V.

За да свържете серво, се нуждаете от три проводника - плюс, минус и сигнал, но какво ще стане, ако имате много serv? Вашата дъска ще се превърне в каша от джъмпери. За да избегнете това, има мултисерво щит.

И тук има възможност за разделяне на силовите вериги, както беше в предишната версия. Общо можете да свържете 18 сервомера (на дъската с номера от 0 до 17).

Навсякъде има своите специфики, щитове за необичайни задачи ...

Atmega 328, сърцето на нашия съвет, е ADC. Основният проблем е, че на платката Arduino Uno виждаме само 6 аналогови входа. Ами ако имаме повече аналогови сензори?

Можете да съберете два ардуино в една мрежа. Единият от тях трябва да се използва като основен, а вторият - за промени и от първия да изпраща сигнали за измерване до сървъра или да ги показва на екрана ... Но това е трудно: трябва да похарчите памет за допълнителни редове от програмен код, за да внедрите такава система.

Но какво ще стане, ако умножите всеки вход по 16? Общо можем да имаме до 16 * 6 = 96 аналогови входа. Това е реално с мултиплексор. Той просто превключва 16 аналогови канала на свой ред към един аналогов изход, който свързвате към същия вход на всеки микроконтролер.

Разпознаване на глас

Чрез микроконтролера Atmega е много трудно да се освободи функцията за разпознаване на глас, но ардуинистите не могат да се отчайват, има специално решение - EasyVR Shield 3.0.

Това е готово, но скъпо решение, в момента на писането струва почти 100 долара в Русия. Първо, щитът ще запише вашата команда, след това ще я сравни с това, което е записано в паметта, като определи числото, ще го изпълни.

Можете да организирате „диалог с компютъра“, той може да възпроизведе написаното в него. Без допълнителни усилватели се препоръчва да "общувате" с тази платка от разстояние не повече от 60 cm.

Показване на изображение

LCD клавиатурният щит е истински контролен панел. На него е LCD1602 дисплеят (16 знака в два реда) и набор от бутони. Поради тях участват доста портове, например, A0 и от D4 до D7 под клавиатурата, а порт D10 е PWM димер управление. D8 и D9 - нулиране и включване.

Всъщност има много дисплеи, съвместими с ардуино. По-скоро тези, за които е написано най-много информация и можете лесно да ги стартирате във вашата система. Дисплеят от NOKIA 5110 е доста популярен в DIY кръгове, има и OLED и TFT екрани, които работят на I2C, за да избирате. Но те не са във версията "щит".

Автономна храна

Доста необичаен щит в тази колекция, който изпълнява обща задача. Защитният щит е литиево-йонна батерия с всички необходими защити и конектор за зареждане. Изглежда, че не е нищо особено, но ще осигури завършен вид на вашия проект, а силовите вериги не трябва да се поставят до основните платки.

заключение

Използването на екрани за всички задачи на проекта ще позволи да се избегне прекомерен брой джъмпери и връзки, а това ще намали броя на грешките и допълнителните джъмпери. След монтажа ще получите многоетажен сандвич от фабрично изработени платки. Този подход понякога се нарича „модулен дизайн“. Между другото, това ще улесни поддръжката, ремонта и настройката на оборудването.

Ентусиастите практикуват проектиране, окабеляване и сглобяване на уникални модули. Това е една от причините за високата популярност на Arduino, не само като платформа за домашно изработени продукти, модели и прототипи за дъски, но и като платформа за решения "до ключ".