19 tarcz na Arduino na każdą okazję

Tarcza to tablica dodatków. Proponuję podzielić tarcze na pełnowymiarowe i osobne moduły. Pełnowymiarowe ze swoimi konturami powtarzają kształt płyty Arduino, czy to UNO, Nano, czy MEGA. Oddzielne moduły są dowolnymi kartami zaprojektowanymi do wykonywania określonego zestawu funkcji. Zarówno to, jak i inne mogą być zarówno uniwersalne, jak i do wykonywania ściśle ukierunkowanych zadań.

W sklepach można znaleźć bardzo wiele ekranów, a dzięki pewnym kwalifikacjom możesz sam wyhodować płytkę drukowaną, która powtarza arduine w kształcie i lokalizacji zacisków, i montować własną unikalną. Zdjęcie pokazuje Zarząd Arduino UNO z zestawem tarcz.

Uniwersalna płytka do łatwego prototypowania

Zacznijmy od tarczy, która nie ma żadnych specjalnych funkcji, ale została stworzona dla wygody instalacji twoich projektów. Tak więc pierwszy w naszej recenzji ułatwi instalację projektów z płytą Arduino Nano, chociaż poczucie niewielkiego rozmiaru „NANO” w tym przypadku wynosi zero.

Na płytce znajduje się złącze do podłączenia wtyczki z zasilaczem, stabilizator napięcia, a także listwy zaciskowe. Są podpisane i są zgodne z ustaleniami Nanki. Ponadto jest przycisk resetowania i dioda LED zasilania.

Druga tarcza dotyczy planszy Uno. Zawiera bezlutową płytkę do montażu projektu i wnioski, które powielają te z samego arduino - wygodne rozwiązanie.

Każdy czujnik analogowy potrzebuje zasilania i styku ujemnego, gdy jest ich dużo - jest tak wielu zworek, że bardzo trudno będzie zrozumieć obwód. Dlatego projektanci wymyślili tarcze do takich rozwiązań. Wyświetlane są na nich wszystkie wejścia i wyjścia, a styki zasilania są zduplikowane i umieszczone obok siebie.

Oto przykład takiej płyty dla wersji Arduino Mega.

Przewodowy i bezprzewodowy

Za pomocą tych kart można zorganizować kontrolę mikrokontrolera w sieci, na przykład za pomocą kabla Ethernet, lub bezprzewodowo przez połączenie GSM, wkładając kartę SIM.

Ta płyta nazywa się w5100 - zawiera moduł Ethernet i moduł czytnika kart SD. Oznacza to, że możesz przechowywać dane, na przykład dziennik pomiarów czujnika na karcie pamięci i sterować systemem za pośrednictwem interfejsu internetowego. Aby skojarzyć z nim arduino, użyj bibliotek:

• Biblioteka Ethernet;

• Biblioteka SD.

Zwróć uwagę zewnętrznie, on powtarza koncepcję Arduino UNO R3, a ponadto jest odpowiedni dla Mega.

Jeśli W5100 wydaje Ci się zbyt duży, ENC28J60 zajmie mniej miejsca. Niestety nie ma już modułu SD.

Minusem jest to, że nie można go zamontować na płycie, ale jest zaprojektowany jako oddzielny moduł.

W5500 to kolejna wersja osłony Ethernet. U jej podstaw leży poprawiona wersja W5100, zoptymalizowana pod względem prędkości i wydajności energetycznej.

Należy pamiętać, że w pełnowymiarowych osłonach wszystkie piny są duplikowane przez blok zacisków. Niestety tarcze używają portów. W szczególności wykorzystuje to MOSI, MISO, SCK i styk 10 dla sygnału CS (wybierz miejsce docelowe komunikacji).

Jeśli potrzebujesz połączenia bezprzewodowego, wybierz tarcze Wi-Fi, jeśli masz Internet i router, a jeśli nie, moduły GSM lub osłony GPRS.

Na zdjęciu jest oficjalna tarcza. Gniazdo karty pamięci Micro SD jest na nim zainstalowane i komunikuje się z mikrokontrolerem poprzez protokoły SPI, poprzez Mini-USB można aktualizować jego oprogramowanie. Obsługuje 802.11b / g.

Tarcza GPRS od Amperki, którą widzisz powyżej. Możesz wymienić antenę na mocniejszą. Bliżej przeglądarki widać gniazdo karty SIM, nieco dalej w gnieździe baterii CR1225. Bateria na płycie jest potrzebna w czasie gorących godzin w czasie rzeczywistym, co stanowi ważny dodatek do możliwości tarczy GPRS. Możesz wysyłać SMS-y do niego i od niego.

Za pomocą tej tablicy możesz kontrolować i wydawać polecenia do twojego inteligentnego domu (lub jakikolwiek inny projekt wdrożenia) znajdujący się w dowolnej odległości. Ważne jest, aby przebywać w zasięgu sieci komórkowej.

Jak przechowywać dane w Arduino?

W projektach nie wszystkie informacje są umieszczane w pamięci mikrokontrolera. Czasami musisz przechowywać pewne ilości informacji. Pierwszą rzeczą, jaka przychodzi mi do głowy, jest zapis informacji z czujników w celu dalszego zbadania, jak zmienia się środowisko w ciągu godzin, dni, lat. Świetnym przykładem jest domowa stacja pogodowa. Jest to przydatne nie tylko dla naukowców, ale także dla amatorów edukacji ogólnej i rozwoju.

To raczej nie tarcza, ale moduł. Nawiasem mówiąc, jest miniaturowy i łatwy do powtórzenia, oto jego zarys.

Istnieje również pełnowymiarowa tarcza do przechowywania danych. Działa z kartami pamięci SD, na pokładzie znajduje się moduł zegara czasu rzeczywistego, który jest zasilany baterią 3 V CR1220, co jest dobrym bonusem.

Zarządzamy potężnym obciążeniem z mikrokontrolera

Pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest sztafeta. Za ich pomocą można przełączać oba obwody prądu stałego, a dzięki domowemu zasilaczowi o napięciu 220 woltów potrafią poradzić sobie z hukiem.

W szczególności moduł pokazany poniżej może przełączać 1 kW 220 V obciążenia (lub 5 A) dla każdego kanału, aby zwiększyć moc, można albo równolegle kilka kanałów, albo włączyć ten przekaźnik rozrusznik magnetyczny. W takim przypadku przekaźniki z ekranu będą odgrywać rolę wzmacniaczy pośrednich.

Oczywiście możesz przełączyć przekaźnik w sposób opisany w artykule „Podłączanie urządzeń zewnętrznych do Arduino”, przez tranzystor i musisz wybrać przekaźnik prądowy, ale użycie gotowej płytki będzie bardziej niezawodne, wygodniejsze i lepiej wygląda.

Przekaźnik ma jedną wadę - ograniczoną liczbę wyłączeń - jest to konsekwencja przepalenia styków. Dzieje się tak z powodu pojawienia się łuku, gdy otwiera się potężny ładunek (szczególnie charakter indukcyjny - jest to silnik itp.). Możesz wykonać taką tarczę zgodnie z następującym schematem:

A oto jak to wygląda w zestawie:

Możesz użyć tyrystorów i triaków, aby włączyć obciążenie prądu przemiennego. Jednym z problemów jest to, że nie można ich podłączyć bezpośrednio do arduino, w przypadku uszkodzenia złącza pn elektrody kontrolnej 220 V może znajdować się na płycie mikrokontrolera i spalić ją. Wyjściem z tej sytuacji jest zastosowanie optosymistora.

Ponieważ to zadanie często pojawia się przed wynalazcami, opracowano rozwiązanie „pod klucz” - tarcza triakowa, jej pełna nazwa to IC Esc 8 Channel EL Escudo Dos Shield dla Arduino. Pierwotnie miał on kontrolować blask „elastycznego neonu”.

Ma 8 kanałów, do których podłączona jest sieć AC i obciążenie.

Osłony silników

Sterowanie silnikiem nie zawsze jest łatwym procesem. W niektórych sytuacjach możesz nie mieć wystarczającej liczby pinów do wykonania zadania lub algorytm sterowania jest dość skomplikowany. Dzięki takim tablicom będziesz mógł znacznie szybciej pokonać konstrukcję swojego robota.

Motor-SHILD dla arduino może sterować silnikami prądu stałego (4 sztuki) lub dwoma silnikami krokowymi.

Jest zbudowany na podstawie dwóch L293. Ten mikroukład składa się z dwóch mostków H, co pozwala kontrolować z możliwością odwrócenia dwóch DPT lub 1-stopniowego silnika bipolarnego. Schematy połączeń odpowiednio:

A w lewym górnym rogu płyty znajdują się dwa pady dla serwomechanizmów (plus, minus i sygnał sterujący). Czerwone kółko zakreśliło miejsce, w którym zainstalowano zworkę. Jeśli tak, to ta płyta jest zasilana z płyty podstawowej Arduino, a jeśli nie, z zewnętrznego źródła 5 V.

Korzystając z tego modułu od krajowego producenta, możesz kontrolować dwa silniki prądu stałego, ma również zworkę, która łączy linie zasilające mikrokontrolera lub odłącza je w celu zasilania z osobnego źródła.

Możesz kontrolować silniki zaprojektowane dla zakresu napięcia od 5 do 24 woltów. Zamiast 2 silników prądu stałego można użyć 1 jednofazowego silnika krokowego lub równolegle kanałów i podłączyć 1 mocny silnik prądu stałego o prądzie do 4A, a to nie wystarczy - 48 W przy napięciu zasilania 24 V.

Aby podłączyć serwo, potrzebujesz trzech przewodów - plus, minus i sygnał, ale co, jeśli masz dużo serw? Twoja deska zamieni się w bałagan zworek. Aby tego uniknąć, istnieje tarcza Multiservo.

Tutaj także istnieje możliwość separacji obwodów mocy, jak miało to miejsce w poprzedniej wersji. W sumie możesz podłączyć 18 serwomechanizmów (na numeracji planszy od 0 do 17).

Wszędzie ma swoją specyfikę, tarcze do nietypowych zadań ...

Sercem naszej płyty jest Atmega 328, czyli ADC. Głównym problemem jest to, że na płycie Arduino Uno widzimy tylko 6 wejść analogowych. Co jeśli mamy więcej czujników analogowych?

Możesz zebrać dwa arduino w jednej sieci. Użyj jednego jako głównego, a drugiego pomocniczego do zmian i wysyłaj sygnały pomiarowe do serwera od pierwszego lub wyświetlaj je na ekranie ... Ale to trudne: musisz poświęcić pamięć na dodatkowe wiersze kodu programu, aby wdrożyć taki system.

Ale co, jeśli pomnożysz każde wejście przez 16? Łącznie możemy mieć do 16 * 6 = 96 wejść analogowych. Jest to prawdziwe w przypadku multipleksera. Po prostu przełącza 16 kanałów analogowych z kolei na jedno wyjście analogowe, które podłączasz do tego samego wejścia dowolnego mikrokontrolera.

Rozpoznawanie głosu

Za pomocą mikrokontrolera Atmega bardzo trudno jest zwolnić funkcję rozpoznawania głosu, ale arduiniści nie mogą rozpaczać, istnieje specjalne rozwiązanie - EasyVR Shield 3.0.

To gotowe, ale drogie rozwiązanie, w momencie pisania kosztuje w Rosji prawie 100 USD. Najpierw tarcza zapisze twoje polecenie, a następnie porówna je z tym, co jest zapisane w pamięci, po ustaleniu liczby, wykona je.

Możesz zorganizować „dialog z komputerem”, który może odtworzyć to, co jest w nim napisane. Bez dodatkowych wzmacniaczy zalecane jest „komunikowanie się” z tą płytką z odległości nie większej niż 60 cm.

Wyświetl obraz

Tarcza klawiatury LCD to prawdziwy panel sterowania. Na nim jest wyświetlacz LCD1602 (16 znaków w dwóch liniach) i zestaw przycisków. Z tego powodu zaangażowanych jest sporo portów, na przykład A0 i od D4 do D7 pod klawiaturą, a port D10 jest kontrolerem ściemniacza PWM. D8 i D9 - reset i włączenie.

W rzeczywistości istnieje wiele wyświetlaczy kompatybilnych z arduino. Raczej te, o których jest najwięcej informacji i można je łatwo uruchomić w systemie. Wyświetlacz z NOKIA 5110 jest dość popularny w kręgach DIY, są też ekrany OLED i TFT działające na I2C do wyboru. Ale nie ma ich w wersji „tarczowej”.

Autonomiczne jedzenie

Dość niezwykła tarcza w tej kolekcji, która wykonuje wspólne zadanie. Tarcza mocy jest bateria litowo-jonowa ze wszystkimi niezbędnymi zabezpieczeniami i złączem do ładowania. Wydaje się, że nie jest niczym specjalnym, ale zapewni pełny wygląd twojego projektu, a obwody zasilania nie muszą być umieszczone obok głównych płyt.

Wniosek

Używanie osłon do wszystkich zadań projektu pozwoli uniknąć nadmiernej liczby zworek i połączeń, a to zmniejszy liczbę błędów i dodatkowych zworek. Po montażu otrzymasz wielopiętrową kanapkę z fabrycznych płytek drukowanych. Takie podejście jest czasem nazywane „konstrukcją modułową”. Nawiasem mówiąc, ułatwi to konserwację, naprawę i regulację sprzętu.

Entuzjaści ćwiczą projektowanie, okablowanie i składanie unikalnych modułów. Jest to jeden z powodów dużej popularności Arduino, nie tylko jako platformy dla produktów domowych, modeli makiet i prototypów, ale także jako platformy dla rozwiązań „pod klucz”.