19 skjolde til Arduino til alle lejligheder

Shield er et supplementstavle. Jeg foreslår at opdele skjoldene i fuld størrelse og separate moduler. I fuld størrelse med deres konturer gentager de formen på Arduino-tavlen, hvad enten det er UNO, Nano eller MEGA. Separate moduler er kort i fri form designet til at udføre et specifikt sæt funktioner. Både det og andre kan være både universelle og til udførelse af snævert målrettede opgaver.

I butikkerne kan du finde mange skjolde, og med en bestemt kvalifikation kan du selv avle et trykt printkort, der gentager arduinen i form og placering af terminalerne og samler din egen unikke. Billedet viser Arduino UNO-bestyrelse med et sæt af skjolde.

Universal bord til nem prototype

Lad os starte med skjoldet, som ikke bærer nogen specielle funktioner, men blev oprettet for at lette installationen af ​​dine projekter. Så den første i vores gennemgang vil lette installationen af ​​projekter med Arduino Nano-tavlen, selvom fornemmelsen af ​​den lille størrelse "NANO" i dette tilfælde er nul.

På tavlen er der et stik til tilslutning af stikket fra strømforsyningsenheden, en spændingsstabilisator samt terminalblokke. De er underskrevet og er i overensstemmelse med Nankis fund. Derudover er der en nulstillingsknap og en strøm-LED.

Det andet skjold er til Uno-brættet. Det indeholder en loddetær brødbræt til samling af projektet og konklusioner, der duplikerer dem på selve arduino - en praktisk løsning.

Enhver analog sensor har brug for strøm og negativ kontakt, når der er mange af dem - der er så mange springere, at det vil være meget vanskeligt at forstå kredsløbet. Derfor kom designere med skjolde til sådanne løsninger. Alle indgange og udgange vises i dem, og forsyningskontakterne duplikeres og placeres side om side.

Her er et eksempel på et sådant bræt til Arduino Mega-versionen.

Kabelforbundet og trådløs

Ved hjælp af disse tavler kan du organisere mikrokontrollerstyring over netværket via et Ethernet-kabel, for eksempel eller trådløst via GSM-forbindelse ved at indsætte et SIM-kort.

Dette kort kaldes w5100 - det indeholder et Ethernet-modul og et SD-kortlæsermodul. Dette betyder, at du f.eks. Kan gemme data, en log over sensormålinger på et hukommelseskort og styre systemet via en webgrænseflade. Hvis du vil knytte en arduino til det, skal du bruge bibliotekerne:

• Ethernet-bibliotek;

• SD-bibliotek.

Vær opmærksom eksternt, han gentager konceptet med Arduino UNO R3, derudover er det velegnet til Mega.

Hvis W5100 ser for stor ud for dig, vil ENC28J60 tage mindre plads. Desværre har den ikke længere et SD-modul.

Ulempen er, at det ikke kan monteres på et bord, men er designet som et separat modul.

W5500 er en anden version af Ethernet-skjoldet. Kernen i dette er en revideret version af W5100, optimeret med hensyn til hastighed og energieffektivitet.

Bemærk, at på skjold i fuld størrelse duplikeres alle stifter ved terminalblokken. Desværre bruger skjolde porte. Specifikt bruger dette MOSI, MISO, SCK og pin 10 til CS-signalet (vælg en destination for kommunikation).

Hvis du har brug for trådløs forbindelse, er dit valg Wi-fi-skjolde, hvis du har internet og en router, og hvis ikke, GSM-moduler eller GPRS-skjolde.

På billedet er det officielle skjold. Der er installeret en slot til et Micro SD-hukommelseskort, og det kommunikerer med mikrokontrolleren via SPI-protokoller, gennem Mini-USB kan du opdatere dens software. Understøtter 802.11b / g.

GPRS-skjoldet fra Amperka kan du se ovenfor. Du kan udskifte antennen med en mere kraftfuld. Tættere på seeren kan du se SIM-kortspalten, lidt længere på CR1225-batterispalten. Batteriet på brættet er nødvendigt i varme timer i realtid, og dette er en vigtig tilføjelse til GPRS-skjoldets funktioner. Du kan sende SMS til og fra ham.

Med dette bræt kan du styre og give kommandoer til dit smarte hjem (eller ethvert andet projekt til din implementering) befinder sig i enhver afstand. Det er vigtigt, at du befinder dig i et cellulært dækningsområde.

Hvordan gemmer jeg data om Arduino?

I projekter placeres ikke alle oplysninger i hukommelsen på mikrokontrolleren. Nogle gange skal du gemme nogle mængder information. Den første ting, der kommer til at tænke på, er allerede blevet sagt, er optagelse af information fra sensorer for yderligere at studere, hvordan miljøet ændrer sig i løbet af timer, dage, år. Et godt eksempel er en hjemme vejrstation. Dette er nyttigt ikke kun for videnskabelige forskere, men også amatører til almen uddannelse og udvikling.

Det er snarere ikke et skjold, men et modul. Det er miniature og let at gentage, her er dets kontur.

Der er også en datalagringsskærm i fuld størrelse. Det fungerer med SD-hukommelseskort, der er et realtidsurmodul ombord, der drives af et 3 V CR1220-batteri, hvilket er en god bonus.

Vi administrerer en kraftig belastning fra mikrokontrolleren

Den første ting, der kommer til at tænke på, er et relæ. Med deres hjælp kan du skifte både jævnstrømskredsløb og med en 220 Volt husholdningsstrømforsyning kan de klare et smell.

Specifikt kan modulet, der er vist nedenfor, skifte 1 kW 220 V af belastningen (eller 5A) for hver kanal, for at øge effekten, kan du enten parallelisere flere kanaler eller tænde for dette relæ magnetisk starter. I dette tilfælde spiller relæerne fra skjoldet rollen som mellemforstærkere.

Selvfølgelig kan du skifte relæet, som jeg har beskrevet i artiklen “Tilslutning af eksterne enheder til Arduino”, gennem transistoren, og du skal vælge det aktuelle relæ, men at bruge det færdige kort bliver mere pålideligt, mere praktisk og ser bedre ud.

Relæet har en ulempe - et begrænset antal ture - dette er en konsekvens af kontaktudbrændthed. Dette sker på grund af udseendet på en bue, når der åbnes en kraftig belastning (især en induktiv karakter - dette er en motor osv.). Du kan fremstille et sådant skjold i henhold til følgende skema:

Og sådan ser det ud i forsamlingen:

Du kan bruge tyristorer og triacer til at tænde for en AC-belastning. Et problem er, at de ikke kan forbindes direkte til arduino, i tilfælde af nedbrydning af pn-krydset på kontrolelektroden, kan 220 V være på mikrokontrolkortet og brænde det. Vejen ud af denne situation er brugen af ​​en optosimistor.

Da denne opgave ofte opstår foran opfindere, blev der udviklet en nøglefærdig løsning - triac-skjold, dens fulde navn er ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield for Arduino. Det var oprindeligt beregnet til at kontrollere glødet fra "fleksibel neon."

Det har 8 kanaler, som AC-netværket og belastningen er forbundet til.

Skærme til motorer

Motorstyring er ikke altid en let proces. I nogle situationer har du måske ikke nok stifter til at implementere opgaven, eller kontrolalgoritmen er ret kompliceret. Med sådanne tavler vil du være i stand til at besejre designet til din robot meget hurtigere.

Motor-SHILD til arduino kan styre jævnstrømsmotorer (4 stk.) Eller to trinmotorer.

Det er bygget på grundlag af to L293. Denne mikrokredsløb er en samling af to H-broer, dette giver dig mulighed for at styre med muligheden for at vende to DPT- eller 1-trins bipolær motor. Forbindelsesdiagrammer:

Og i øverste venstre hjørne af brættet er der to puder til servoer (plus, minus og styresignal). Den røde cirkel cirkelede det sted, hvor jumperen er installeret. Hvis det er tilfældet, er dette bord drevet fra Arduino-baseboard, og hvis ikke, fra en ekstern kilde på 5 V.

Ved hjælp af dette modul fra en indenlandsk producent kan du styre to jævnstrømsmotorer, det har også en jumper, der kombinerer strømforsyningslinjerne på mikrokontrolleren eller frakobler dem for strøm fra en separat kilde.

Du kan styre motorer, der er designet til et spændingsområde fra 5 til 24 volt. I stedet for 2 jævnstrømsmotorer kan du bruge 1 enfaset trin eller parallelisere kanalerne og tilslutte 1 kraftig jævnstrømsmotor med en strøm på op til 4A, og dette er ikke nok - 48 W med en forsyningsspænding på 24 V.

For at tilslutte en servo har du brug for tre ledninger - plus, minus og signal, men hvad nu hvis du har en masse serv? Dit bord bliver til et rod af springere. For at undgå dette er der et Multiservo-skjold.

Også her er der muligheden for adskillelse af strømkredsløb, som det var tilfældet i den forrige version. I alt kan du tilslutte 18 servoer (på tavlen nummerering fra 0 til 17).

Overalt har sine egne detaljer, skjolde til usædvanlige opgaver ...

Atmega 328, hjertet af vores bord, er ADC. Hovedproblemet er, at vi på Arduino Uno-kortet kun ser 6 analoge indgange. Hvad hvis vi har flere analoge sensorer?

Du kan samle to arduino i et enkelt netværk. En af dem skal bruges som den vigtigste, og den anden til ændringer og fra den første til at sende målesignaler til serveren eller vise dem på skærmen ... Men dette er vanskeligt: ​​du skal bruge hukommelse på yderligere linjer med programkode for at implementere et sådant system.

Men hvad nu hvis du multiplicerer hvert input med 16? I alt kan vi have op til 16 * 6 = 96 analoge indgange. Dette er reelt med en multiplexer. Det skifter simpelthen 16 analoge kanaler til sin ene analoge udgang, som du opretter forbindelse til den samme indgang på en hvilken som helst mikrokontroller.

Stemmegenkendelse

Ved hjælp af Atmega-mikrokontrolleren er det meget vanskeligt at frigive stemmegenkendelsesfunktionen, men arduinister kan ikke fortvivle, der er en speciel løsning - EasyVR Shield 3.0.

Dette er en færdig, men dyr løsning, når det skrives, koster det næsten $ 100 i Rusland. Først vil skjoldet skrive din kommando ned, og derefter sammenligne det med det, der er skrevet i hukommelsen, efter at have fastlagt antallet, vil det udføre det.

Du kan arrangere en "dialog med computeren", den kan gengive, hvad der er skrevet i den. Uden yderligere forstærkere anbefales det at "kommunikere" med dette bræt i en afstand på højst 60 cm.

Vis billede

LCD-tastaturskærm er et ægte kontrolpanel. På det er LCD1602-displayet (16 tegn i to linjer) og et sæt knapper. På grund af dem er der ganske mange porte involveret, for eksempel A0 og fra D4 til D7 under tastaturet, og port D10 er en PWM-dimmerstyring. D8 og D9 - nulstilling og inklusion.

Der er faktisk mange skærme, der er kompatible med arduino. Tværtimod dem, hvor mest information er skrevet, og du kan nemt køre dem i dit system. Displayet fra NOKIA 5110 er meget populært i DIY-cirkler, der er også OLED- og TFT-skærme, der arbejder på I2C at vælge imellem. Men de er ikke i "skjold" -versionen.

Autonom mad

Et temmelig usædvanligt skjold i denne samling, der udfører en fælles opgave. Power skjold er litiumionbatteri med alle de nødvendige beskyttelser og et stik til opladning. Det ser ud til ikke at være noget specielt, men det giver et komplet blik på dit projekt, og strømkredsløbene behøver ikke at være placeret ved siden af ​​hovedkortene.

konklusion

Brug af skjolde til alle opgaver i projektet gør det muligt at undgå et for stort antal springere og forbindelser, og dette vil reducere antallet af fejl og ekstra springere. Efter samlingen modtager du en sandwich med flere etager fra fabriksfremstillede kredsløb. Denne tilgang kaldes undertiden det "modulære design." For øvrig letter dette vedligeholdelse, reparation og justering af udstyr.

Entusiaster praktiserer design, ledninger og samling af unikke moduler. Dette er en af ​​grundene til den høje popularitet af Arduino, ikke kun som en platform for hjemmelavede produkter, brødbrætmodeller og prototyper, men også som en platform for nøglefærdige løsninger.