19 scudi per Arduino per tutte le occasioni

Shield è una scheda integrativa. Propongo di dividere gli scudi in moduli separati e full-size. A grandezza naturale con i loro contorni, ripetono la forma della tavola Arduino, che si tratti di UNO, Nano o MEGA. I moduli separati sono schede in formato libero progettate per eseguire un set specifico di funzioni. Sia quello che gli altri possono essere sia universali, sia per l'esecuzione di compiti strettamente mirati.

Nei negozi puoi trovare moltissimi scudi e con una certa qualifica puoi creare tu stesso un circuito stampato che ripete le arduine nella forma e nella posizione dei terminali e assemblare il tuo unico. L'immagine mostra Scheda Arduino UNO con una serie di scudi.

Scheda universale per una facile prototipazione

Cominciamo con lo scudo, che non ha alcuna funzione speciale, ma è stato creato per la comodità di installare i tuoi progetti. Quindi, il primo della nostra recensione faciliterà l'installazione di progetti con la scheda Arduino Nano, sebbene in questo caso il senso delle dimensioni ridotte di "NANO" sia zero.

Sulla scheda è presente un connettore per il collegamento della spina dall'alimentatore, uno stabilizzatore di tensione e morsettiere. Sono firmati e sono coerenti con i risultati di Nanki. Inoltre, c'è un pulsante di reset e un LED di accensione.

Il secondo scudo è per la scheda Uno. Contiene una breadboard senza saldature per assemblare il progetto e conclusioni che duplicano quelle sull'Arduino stesso: una soluzione conveniente.

Qualsiasi sensore analogico necessita di alimentazione e contatto negativo, quando ce ne sono molti - ci sono così tanti jumper che sarà molto difficile capire il circuito. Pertanto, i progettisti hanno inventato scudi per tali soluzioni. Tutti gli ingressi e le uscite sono visualizzati in essi e i contatti di alimentazione sono duplicati e posizionati fianco a fianco.

Ecco un esempio di tale scheda per la versione Arduino Mega.

Cablato e wireless

Usando queste schede, è possibile organizzare il controllo del microcontrollore sulla rete tramite un cavo Ethernet, ad esempio, o in modalità wireless tramite connessione GSM inserendo una scheda SIM.

Questa scheda si chiama w5100 - contiene un modulo Ethernet e un modulo lettore di schede SD. Ciò significa che è possibile memorizzare i dati, ad esempio un registro delle misurazioni del sensore su una scheda di memoria e controllare il sistema tramite un'interfaccia Web. Per associare un arduino ad esso, utilizzare le librerie:

• Libreria Ethernet;

• Libreria SD.

Prestare attenzione esternamente, ripete il concetto di Arduino UNO R3, inoltre, è adatto per Mega.

Se il W5100 ti sembra troppo grande, allora ENC28J60 occuperà meno spazio. Sfortunatamente, non ha più un modulo SD.

Il rovescio della medaglia è che non può essere montato su una scheda, ma è progettato come un modulo separato.

Il W5500 è un'altra versione dello schermo Ethernet. Alla base, questa è una versione rivista del W5100, ottimizzata in termini di velocità ed efficienza energetica.

Si noti che su schermi di dimensioni standard, tutti i pin sono duplicati dalla morsettiera. Sfortunatamente, gli scudi usano le porte. In particolare, questo utilizza MOSI, MISO, SCK e pin 10, per il segnale CS (selezionare una destinazione per la comunicazione).

Se hai bisogno di una connessione wireless, la tua scelta sono gli schermi Wi-Fi, se hai Internet e un router e, in caso contrario, i moduli GSM o gli schermi GPRS.

Sulla foto è lo scudo ufficiale. Uno slot per una scheda di memoria Micro SD è installato su di esso e comunica con il microcontrollore tramite protocolli SPI, tramite Mini-USB è possibile aggiornare il suo software. Supporta 802.11b / g.

Lo scudo GPRS di Amperka che vedi sopra. È possibile sostituire l'antenna con una più potente. Più vicino allo spettatore è possibile vedere lo slot della scheda SIM, un po 'più avanti nello slot della batteria CR1225. La batteria sulla scheda è necessaria per le ore calde in tempo reale e questa è un'aggiunta importante alle funzionalità dello schermo GPRS. Puoi inviare SMS da e verso lui.

Con questa scheda puoi controllare e dare comandi nella tua casa intelligente (o qualsiasi altro progetto dell'implementazione) a qualsiasi distanza. È importante essere in un'area di copertura cellulare.

Come archiviare i dati su Arduino?

Nei progetti, non tutte le informazioni vengono inserite nella memoria del microcontrollore. A volte è necessario memorizzare alcune quantità di informazioni. La prima cosa che viene in mente è già stata detta è la registrazione di informazioni dai sensori al fine di studiare ulteriormente come cambia l'ambiente nel corso di ore, giorni, anni. Un grande esempio è una stazione meteorologica domestica. Ciò è utile non solo per i ricercatori scientifici, ma anche per i dilettanti per l'educazione e lo sviluppo generale.

Non è piuttosto uno scudo, ma un modulo. È in miniatura e facile da ripetere, a proposito, ecco il suo contorno.

C'è anche uno scudo di archiviazione dati a grandezza naturale. Funziona con schede di memoria SD, a bordo è presente un modulo orologio in tempo reale alimentato da una batteria CR1220 da 3 V, che è un buon bonus.

Gestiamo un carico potente dal microcontrollore

La prima cosa che viene in mente è un relè. Con il loro aiuto, puoi commutare entrambi i circuiti CC e con un alimentatore domestico da 220 Volt, possono far fronte a un botto.

In particolare, il modulo mostrato di seguito può commutare 1 kW 220 V del carico (o 5A) per ciascun canale, per aumentare la potenza, è possibile parallelizzare più canali o attivare questo relè starter magnetico. In questo caso, i relè dello scudo avranno il ruolo di amplificatori intermedi.

Certo, puoi cambiare il relè come ho descritto nell'articolo "Collegamento di dispositivi esterni ad Arduino", attraverso il transistor ed è necessario selezionare il relè di corrente, ma l'utilizzo della scheda finita sarà più affidabile, più conveniente e avrà un aspetto migliore.

Il relè presenta uno svantaggio - un numero limitato di viaggi - questa è una conseguenza dell'esaurimento dei contatti. Ciò accade a causa della comparsa di un arco, quando viene aperto un carico potente (specialmente un carattere induttivo - questo è un motore, ecc.). Puoi realizzare un tale scudo secondo il seguente schema:

Ed ecco come appare nell'assemblea:

È possibile utilizzare tiristori e triac per attivare un carico CA. Un problema è che non possono essere collegati direttamente all'arduino, in caso di guasto della giunzione pn dell'elettrodo di controllo, 220 V possono essere sulla scheda del microcontrollore e bruciarlo. La via d'uscita da questa situazione è l'uso di un optosimistor.

Poiché questo compito spesso si pone davanti agli inventori, è stata sviluppata una soluzione chiavi in ​​mano - triac shield, il suo nome completo è IC Escudo Dos Escudo 8 canali ICStation per Arduino. Inizialmente era destinato a controllare il bagliore del "neon flessibile".

Dispone di 8 canali a cui sono collegati la rete CA e il carico.

Scudi per motori

Il controllo del motore non è sempre un processo facile. In alcune situazioni, potresti non avere abbastanza pin per implementare l'attività, oppure l'algoritmo di controllo è piuttosto complicato. Con tali schede, sarai in grado di sconfiggere il design del tuo robot molto più velocemente.

Motor-SHILD per arduino può controllare motori DC (4 pezzi) o due motori stepper.

È costruito sulla base di due L293. Questo microcircuito è un insieme di due ponti H, questo consente di controllare con la possibilità di invertire due DPT, o motore bipolare a 1 passo. Schemi di collegamento rispettivamente:

E nell'angolo in alto a sinistra della scheda ci sono due pad per i servi (più, meno e segnale di controllo). Il cerchio rosso ha cerchiato il punto in cui è installato il jumper jumper. In tal caso, questa scheda è alimentata dalla base Arduino e, in caso contrario, da una fonte esterna di 5 V.

Utilizzando questo modulo di un produttore nazionale, è possibile controllare due motori CC, ha anche un ponticello che combina le linee di alimentazione del microcontrollore o le disconnette per l'alimentazione da una fonte separata.

È possibile controllare i motori progettati per un intervallo di tensione compreso tra 5 e 24 volt. Invece di 2 motori DC, puoi utilizzare 1 stepper monofase o parallelizzare i canali e collegare 1 potente motore DC con una corrente fino a 4A, e questo non è sufficiente - 48 W con una tensione di alimentazione di 24 V.

Per collegare un servo, hai bisogno di tre fili: più, meno e segnale, ma cosa succede se hai un sacco di serv? La tua tavola si trasformerà in un casino di ponticelli. Per evitare ciò, esiste uno scudo Multiservo.

Anche qui esiste la possibilità di separazione dei circuiti di potenza, come nella versione precedente. In totale, puoi collegare 18 servi (sulla numerazione della scheda da 0 a 17).

Ovunque ha i suoi dettagli, scudi per compiti insoliti ...

Atmega 328, il cuore del nostro consiglio di amministrazione, è l'ADC. Il problema principale è che sulla scheda Arduino Uno vediamo solo 6 ingressi analogici. E se avessimo più sensori analogici?

Puoi raccogliere due arduino in una singola rete. Uno di questi dovrebbe essere usato come il principale, e il secondo per le modifiche e dal primo per inviare segnali di misurazione al server o visualizzarli sullo schermo ... Ma questo è difficile: è necessario spendere memoria su ulteriori righe di codice del programma per implementare un tale sistema.

Ma cosa succede se moltiplichi ogni input per 16? In totale possiamo avere fino a 16 * 6 = 96 ingressi analogici. Questo è reale con un multiplexer. Commuta semplicemente 16 canali analogici a turno su un'uscita analogica, che si collega allo stesso ingresso di qualsiasi microcontrollore.

Riconoscimento vocale

Per mezzo del microcontrollore Atmega, è molto difficile rilasciare la funzione di riconoscimento vocale, ma gli arduisti non possono disperare, c'è una soluzione speciale: EasyVR Shield 3.0.

Questa è una soluzione pronta, ma costosa, al momento della stesura, costa quasi $ 100 in Russia. Innanzitutto, lo scudo annota il tuo comando, quindi lo confronta con ciò che è scritto in memoria, dopo aver determinato il numero, lo eseguirà.

Puoi organizzare un "dialogo con il computer", può riprodurre ciò che è scritto in esso. Senza amplificatori aggiuntivi, si consiglia di "comunicare" con questa scheda da una distanza non superiore a 60 cm.

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Lo schermo della tastiera LCD è un vero pannello di controllo. Su di esso c'è il display LCD1602 (16 caratteri in due righe) e una serie di pulsanti. A causa loro, sono coinvolte alcune porte, ad esempio, A0 e da D4 a D7 sotto la tastiera, e la porta D10 è un controllo dimmer PWM. D8 e D9 - ripristino e inclusione.

In effetti, ci sono molti display compatibili con Arduino. Piuttosto, quelli su cui è scritta la maggior parte delle informazioni e puoi eseguirli facilmente nel tuo sistema. Il display di NOKIA 5110 è abbastanza popolare nei circoli fai-da-te, ci sono anche schermi OLED e TFT che lavorano su I2C tra cui scegliere. Ma non sono nella versione "scudo".

Cibo autonomo

Uno scudo piuttosto insolito in questa collezione, che svolge un compito comune. Lo scudo di potere è batteria agli ioni di litio con tutte le protezioni necessarie e un connettore per la ricarica. Non sembra niente di speciale, ma fornirà un aspetto completo al tuo progetto e i circuiti di alimentazione non devono essere posizionati vicino alle schede principali.

conclusione

L'uso degli schermi per tutte le attività del progetto consentirà di evitare un numero eccessivo di ponticelli e connessioni e questo ridurrà il numero di errori e ponticelli aggiuntivi. Dopo il montaggio, riceverai un sandwich a più piani dai circuiti stampati di fabbrica. Questo approccio viene talvolta chiamato "design modulare". A proposito, ciò faciliterà la manutenzione, la riparazione e la regolazione delle attrezzature.

Gli appassionati praticano la progettazione, il cablaggio e l'assemblaggio di moduli unici. Questo è uno dei motivi della grande popolarità di Arduino, non solo come piattaforma per prodotti fatti in casa, modelli di breadboard e prototipi, ma anche come piattaforma per soluzioni chiavi in ​​mano.