19 schilden voor Arduino voor alle gelegenheden

Shield is een supplementbord. Ik stel voor om de schilden op te delen in full-size en afzonderlijke modules. Op hun volledige grootte herhalen ze de vorm van het Arduino-bord, of het nu UNO, Nano of MEGA is. Afzonderlijke modules zijn vrije kaarten die zijn ontworpen om een ​​specifieke set functies uit te voeren. Zowel dat als anderen kunnen zowel universeel zijn als voor het uitvoeren van nauwkeurig gerichte taken.

In winkels kun je heel veel schilden vinden, en met een bepaalde kwalificatie kun je zelf een printplaat fokken die de arduine herhaalt in de vorm en locatie van de terminals en je eigen unieke samenstellen. De afbeelding toont Arduino UNO Board met een set schilden.

Universeel bord voor eenvoudige prototyping

Laten we beginnen met het schild, dat geen speciale functies heeft, maar is gemaakt voor het gemak van het installeren van uw projecten. Dus de eerste in onze review zal de installatie van projecten met het Arduino Nano-bord vergemakkelijken, hoewel het gevoel van de kleine omvang van "NANO" in dit geval nul is.

Op het bord bevindt zich een connector voor het aansluiten van de stekker van de voedingseenheid, een spanningsstabilisator en klemmenblokken. Ze zijn ondertekend en komen overeen met de bevindingen van Nanki. Bovendien is er een resetknop en een voedings-LED.

Het tweede schild is voor het Uno-bord. Het bevat een soldeerloze broodplank voor het samenstellen van het project en conclusies die dezelfde zijn als die van de Arduino zelf - een handige oplossing.

Elke analoge sensor heeft stroom en negatief contact nodig, als er veel zijn - er zijn zoveel jumpers dat het heel moeilijk zal zijn om het circuit te begrijpen. Daarom bedachten ontwerpers schilden voor dergelijke oplossingen. Alle ingangen en uitgangen worden erin weergegeven en de voedingscontacten worden gedupliceerd en naast elkaar geplaatst.

Hier is een voorbeeld van een dergelijk bord voor de Arduino Mega-versie.

Bedraad en draadloos

Met behulp van deze kaarten kunt u de besturing van de microcontroller over het netwerk organiseren, bijvoorbeeld via een Ethernet-kabel of draadloos via een GSM-verbinding door een simkaart te plaatsen.

Dit bord wordt w5100 genoemd - het bevat een Ethernet-module en een SD-kaartlezermodule. Dit betekent dat u gegevens, bijvoorbeeld een log met sensormetingen, op een geheugenkaart kunt opslaan en het systeem via een webinterface kunt besturen. Gebruik de bibliotheken om een ​​Arduino eraan te koppelen:

• Ethernet-bibliotheek;

• SD-bibliotheek.

Let extern op, hij herhaalt het concept van Arduino UNO R3, bovendien is het geschikt voor Mega.

Als de W5100 je te groot lijkt, neemt de ENC28J60 minder ruimte in beslag. Helaas heeft het niet langer een SD-module.

Het nadeel is dat het niet op een bord kan worden gemonteerd, maar is ontworpen als een afzonderlijke module.

De W5500 is een andere versie van het Ethernet-schild. In de kern is dit een herziene versie van de W5100, geoptimaliseerd in termen van snelheid en energie-efficiëntie.

Merk op dat op full-size schilden alle pinnen worden gedupliceerd door het klemmenblok. Helaas gebruiken schilden poorten. In het bijzonder gebruikt dit MOSI, MISO, SCK en pin 10 voor het CS-signaal (selecteer de bestemming voor communicatie).

Als u een draadloze verbinding nodig hebt, kunt u kiezen voor wifi-schilden, als u internet en een router hebt, en zo niet, GSM-modules of GPRS-schilden.

Op de foto staat het officiële schild. Er is een slot voor een Micro SD-geheugenkaart geïnstalleerd en deze communiceert met de microcontroller via SPI-protocollen, via Mini-USB kunt u de software bijwerken. Ondersteunt 802.11b / g.

Het GPRS-schild van Amperka zie je hierboven. U kunt de antenne vervangen door een krachtigere. Dichter bij de kijker zie je de SIM-kaartsleuf, een beetje verder op de CR1225-batterijsleuf. De batterij op het bord is nodig voor realtime hete uren en dit is een belangrijke aanvulling op de mogelijkheden van het GPRS-schild. U kunt sms'en van en naar hem.

Met dit bord kun je commando's bedienen en geven naar je slimme huis (of een ander project van uw implementatie) op enige afstand staan. Het is belangrijk dat u zich in een mobiel dekkingsgebied bevindt.

Hoe gegevens op Arduino opslaan?

In projecten wordt niet alle informatie in het geheugen van de microcontroller geplaatst. Soms moet u bepaalde hoeveelheden informatie opslaan. Het eerste dat in me opkomt is al het opnemen van informatie van sensoren om verder te bestuderen hoe de omgeving in de loop van uren, dagen, jaren verandert. Een goed voorbeeld is een weerstation voor thuis. Dit is niet alleen nuttig voor wetenschappelijke onderzoekers, maar ook voor amateurs voor algemeen onderwijs en ontwikkeling.

Het is liever geen schild, maar een module. Het is miniatuur en gemakkelijk te herhalen, trouwens, hier is de omtrek.

Er is ook een volledig schild voor gegevensopslag. Het werkt met SD-geheugenkaarten, er is een realtime klokmodule aan boord die wordt gevoed door een 3 V CR1220-batterij, wat een goede bonus is.

We beheren een krachtige belasting van de microcontroller

Het eerste dat me te binnen schiet is een estafette. Met hun hulp kunt u beide DC-circuits schakelen en met een 220 volt huishoudelijke voeding kunnen ze tegen een stootje.

In het bijzonder kan de hieronder getoonde module 1 kW 220 V van de belasting (of 5A) voor elk kanaal schakelen, om het vermogen te verhogen, kunt u meerdere kanalen parallel schakelen of dit relais inschakelen magnetische starter. In dit geval zullen de relais van het schild de rol spelen van tussenliggende versterkers.

Natuurlijk kun je het relais schakelen zoals ik in het artikel heb beschreven “Externe apparaten verbinden met Arduino”, via de transistor en u moet het huidige relais selecteren, maar het gebruik van het voltooide bord is betrouwbaarder, handiger en ziet er beter uit.

Het relais heeft één nadeel - een beperkt aantal uitschakelingen - dit is een gevolg van doorbranden van het contact. Dit gebeurt vanwege het verschijnen van een boog, wanneer een krachtige belasting wordt geopend (vooral een inductief karakter - dit is een motor, enz.). Je kunt zo'n schild maken volgens het volgende schema:

En hier is hoe het eruit ziet in de vergadering:

U kunt thyristors en triacs gebruiken om een ​​AC-belasting in te schakelen. Een probleem is dat ze niet rechtstreeks op de Arduino kunnen worden aangesloten. In geval van storing van de pn-junctie van de stuurelektrode, kan 220 V op de microcontroller-kaart zitten en deze verbranden. De uitweg uit deze situatie is het gebruik van een optosimistor.

Omdat deze taak vaak voor uitvinders ligt, werd een turnkey-oplossing ontwikkeld - triac shield, de volledige naam is ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield voor Arduino. Het was oorspronkelijk bedoeld om de gloed van 'flexibel neon' te beheersen.

Het heeft 8 kanalen waarop het AC-netwerk en de belasting zijn aangesloten.

Schilden voor motoren

Motorbesturing is niet altijd een gemakkelijk proces. In sommige situaties hebt u misschien niet genoeg pinnen om de taak te implementeren of is het besturingsalgoritme behoorlijk ingewikkeld. Met dergelijke boards kun je het ontwerp van je robot veel sneller verslaan.

Motor-SHILD voor Arduino kan DC-motoren (4 stuks) of twee stappenmotoren aansturen.

Het is gebouwd op basis van twee L293. Deze microschakeling is een samenstel van twee H-bruggen, hiermee kunt u de besturing regelen met de mogelijkheid om twee DPT, of 1-staps bipolaire motor om te keren. Aansluitschema's respectievelijk:

En in de linkerbovenhoek van het bord zijn er twee pads voor servo's (plus, min en stuursignaal). De rode cirkel omcirkelde de plaats waar de jumper is geïnstalleerd. Als dit het geval is, wordt dit bord aangedreven door een arduino-plint, en zo niet, van een externe bron van 5 V.

Met behulp van deze module van een binnenlandse fabrikant, kunt u twee DC-motoren aansturen, het heeft ook een jumper die de voedingslijnen van de microcontroller combineert of deze verbreekt voor voeding van een afzonderlijke bron.

U kunt motoren aansturen die zijn ontworpen voor een spanningsbereik van 5 tot 24 volt. In plaats van 2 DC-motoren, kunt u 1 eenfase-stappenmotor gebruiken of de kanalen parallel schakelen en 1 krachtige DC-motor aansluiten met een stroom tot 4A, en dit is niet genoeg - 48 W met een voedingsspanning van 24 V.

Om een ​​servo aan te sluiten, hebt u drie draden nodig - plus, min en signaal, maar wat als u veel serv hebt? Je board verandert in een puinhoop van jumpers. Om dit te voorkomen, is er een Multiservo-schild.

Ook hier bestaat de mogelijkheid om stroomkringen te scheiden, zoals in de vorige versie. In totaal kunt u 18 servo's aansluiten (op het bord nummering van 0 tot 17).

Overal heeft zijn eigen details, schilden voor ongebruikelijke taken ...

Atmega 328, het hart van ons bestuur, is de ADC. Het grootste probleem is dat we op het Arduino Uno-bord slechts 6 analoge ingangen zien. Wat als we meer analoge sensoren hebben?

U kunt twee Arduino in één netwerk verzamelen. Een ervan moet worden gebruikt als de belangrijkste, en de tweede voor wijzigingen en van de eerste om meetsignalen naar de server te sturen of op het scherm weer te geven ... Maar dit is moeilijk: u moet geheugen besteden aan extra regels programmacode om een ​​dergelijk systeem te implementeren.

Maar wat als je elke invoer met 16 vermenigvuldigt? Totaal kunnen we tot 16 * 6 = 96 analoge ingangen hebben. Dit is echt met een multiplexer. Het schakelt eenvoudigweg 16 analoge kanalen op zijn beurt naar één analoge uitgang, die u aansluit op dezelfde ingang van elke microcontroller.

Spraakherkenning

Met behulp van de Atmega-microcontroller is het erg moeilijk om de spraakherkenningsfunctie vrij te geven, maar arduinisten kunnen niet wanhopen, er is een speciale oplossing - EasyVR Shield 3.0.

Dit is een kant-en-klare, maar dure oplossing, op het moment van schrijven kost het bijna $ 100 in Rusland. Eerst zal het schild je commando opschrijven en het vervolgens vergelijken met wat er in het geheugen staat, na het aantal te hebben bepaald, zal het het uitvoeren.

U kunt een "dialoog met de computer" regelen, deze kan reproduceren wat erin staat. Zonder extra versterkers wordt aanbevolen om met dit bord te "communiceren" op een afstand van maximaal 60 cm.

Beeld weergeven

LCD-toetsenbordafscherming is een echt bedieningspaneel. Daarop staat het LCD1602-display (16 tekens op twee regels) en een aantal knoppen. Vanwege hen zijn er nogal wat poorten bij betrokken, bijvoorbeeld A0 en van D4 tot D7 onder het toetsenbord, en poort D10 is een PWM-dimmerbesturing. D8 en D9 - reset en opname.

In feite zijn er veel schermen compatibel met Arduino. Het zijn eerder die waarover de meeste informatie is geschreven en die u eenvoudig in uw systeem kunt uitvoeren. Het display van NOKIA 5110 is behoorlijk populair in doe-het-zelf-kringen, er zijn ook OLED- en TFT-schermen die op I2C werken om uit te kiezen. Maar ze zijn niet in de "schild" -versie.

Autonoom eten

Een nogal ongewoon schild in deze collectie, die een veel voorkomende taak uitvoert. Machtsschild is lithium-ionbatterij met alle nodige beveiligingen en een oplaadaansluiting. Het lijkt niets bijzonders, maar het geeft je project een complete look en de stroomkringen hoeven niet naast de hoofdborden te worden geplaatst.

conclusie

Het gebruik van schilden voor alle taken van het project maakt het mogelijk om een ​​buitensporig aantal jumpers en verbindingen te vermijden, en dit zal het aantal fouten en extra jumpers verminderen. Na de montage ontvangt u een sandwich met meerdere verdiepingen van in de fabriek gemaakte printplaten. Deze aanpak wordt soms het 'modulaire ontwerp' genoemd. Dit vergemakkelijkt trouwens het onderhoud, de reparatie en de afstelling van apparatuur.

Enthousiastelingen oefenen het ontwerp, de bedrading en de assemblage van unieke modules. Dit is een van de redenen voor de grote populariteit van Arduino, niet alleen als een platform voor zelfgemaakte producten, broodplankmodellen en prototypes, maar ook als een platform voor turnkey-oplossingen.