19 Schilde für Arduino für alle Gelegenheiten

Schild ist eine Ergänzungsplatine. Ich schlage vor, die Schilde in große und separate Module zu unterteilen. In voller Größe mit ihren Umrissen wiederholen sie die Form des Arduino-Boards, egal ob UNO, Nano oder MEGA. Separate Module sind Freiformkarten, mit denen bestimmte Funktionen ausgeführt werden können. Sowohl das als auch andere können sowohl universell als auch zur Ausführung eng zielgerichteter Aufgaben sein.

In Geschäften finden Sie sehr viele Schilde, und mit einer bestimmten Qualifikation können Sie selbst eine Leiterplatte züchten, die das Arduin in Form und Position der Terminals wiederholt und Ihre eigene einzigartige zusammenstellt. Das Bild zeigt Arduino UNO Board mit einem Satz Schilde.

Universal Board für einfaches Prototyping

Beginnen wir mit dem Schild, das keine speziellen Funktionen enthält, aber für die bequeme Installation Ihrer Projekte erstellt wurde. Der erste Teil unserer Überprüfung wird also die Installation von Projekten mit dem Arduino Nano-Board erleichtern, obwohl der Sinn für die geringe Größe von "NANO" in diesem Fall Null ist.

Auf der Platine befindet sich ein Anschluss zum Anschließen des Steckers vom Netzteil, ein Spannungsstabilisator sowie Klemmenblöcke. Sie sind unterzeichnet und stimmen mit den Ergebnissen von Nanki überein. Zusätzlich gibt es eine Reset-Taste und eine Power-LED.

Das zweite Schild ist für das Uno-Board. Es enthält ein lötfreies Steckbrett zum Zusammenstellen des Projekts und Schlussfolgerungen, die die auf dem Arduino selbst duplizieren - eine bequeme Lösung.

Jeder analoge Sensor benötigt Strom und negativen Kontakt, wenn es viele gibt - es gibt so viele Jumper, dass es sehr schwierig ist, die Schaltung zu verstehen. Daher haben Designer Schilde für solche Lösungen entwickelt. Alle Ein- und Ausgänge werden darin angezeigt, und die Versorgungskontakte werden dupliziert und nebeneinander platziert.

Hier ist ein Beispiel für ein solches Board für die Arduino Mega-Version.

Kabelgebunden und drahtlos

Mit diesen Karten ist es möglich, die Steuerung von Mikrocontrollern über das Netzwerk beispielsweise über ein Ethernet-Kabel oder drahtlos über eine GSM-Verbindung durch Einlegen einer SIM-Karte zu organisieren.

Diese Karte heißt w5100 - sie enthält ein Ethernet-Modul und ein SD-Kartenleser-Modul. Dies bedeutet, dass Sie Daten, beispielsweise ein Protokoll der Sensormessungen, auf einer Speicherkarte speichern und das System über eine Webschnittstelle steuern können. Verwenden Sie die folgenden Bibliotheken, um ein Arduino damit zu verknüpfen:

• Ethernet-Bibliothek;

• SD-Bibliothek.

Äußerlich aufpassen, er wiederholt das Konzept des Arduino UNO R3, außerdem ist es für Mega geeignet.

Wenn Ihnen der W5100 zu groß erscheint, nimmt der ENC28J60 weniger Platz ein. Leider hat es kein SD-Modul mehr.

Der Nachteil ist, dass es nicht auf einer Platine montiert werden kann, sondern als separates Modul konzipiert ist.

Der W5500 ist eine weitere Version des Ethernet-Shields. Im Kern handelt es sich um eine überarbeitete Version des W5100, die hinsichtlich Geschwindigkeit und Energieeffizienz optimiert wurde.

Bitte beachten Sie, dass bei Abschirmungen in voller Größe alle Stifte vom Klemmenblock dupliziert werden. Leider verwenden Schilde Ports. Dies verwendet insbesondere MOSI, MISO, SCK und Pin 10 für das CS-Signal (wählen Sie ein Ziel für die Kommunikation aus).

Wenn Sie eine drahtlose Verbindung benötigen, haben Sie die Wahl zwischen Wi-Fi-Shields, Internet und Router und GSM-Modulen oder GPRS-Shields.

Auf dem Foto ist das offizielle Schild. Darauf ist ein Steckplatz für eine Micro SD-Speicherkarte installiert, die über SPI-Protokolle mit dem Mikrocontroller kommuniziert. Über Mini-USB können Sie die Software aktualisieren. Unterstützt 802.11b / g.

Das GPRS-Schild von Amperka, das Sie oben sehen. Sie können die Antenne durch eine leistungsstärkere ersetzen. Näher am Viewer sehen Sie den SIM-Kartensteckplatz, etwas weiter im CR1225-Akkufach. Der Akku auf der Platine wird für heiße Stunden in Echtzeit benötigt. Dies ist eine wichtige Ergänzung zu den Funktionen des GPRS-Shields. Sie können SMS an und von ihm senden.

Mit dieser Karte können Sie Befehle steuern und erteilen zu Ihrem Smart Home (oder ein anderes Projekt Ihrer Implementierung) in beliebiger Entfernung. Es ist wichtig, dass Sie sich in einem Mobilfunkbereich befinden.

Wie speichere ich Daten auf Arduino?

In Projekten werden nicht alle Informationen im Speicher des Mikrocontrollers gespeichert. Manchmal müssen Sie einige Informationsmengen speichern. Das erste, was mir bereits einfällt, ist die Aufzeichnung von Informationen von Sensoren, um weiter zu untersuchen, wie sich die Umgebung im Laufe von Stunden, Tagen und Jahren verändert. Ein gutes Beispiel ist eine Heimwetterstation. Dies ist nicht nur für wissenschaftliche Forscher nützlich, sondern auch für Amateure für allgemeine Bildung und Entwicklung.

Es ist eher kein Schild, sondern ein Modul. Es ist eine Miniatur und leicht zu wiederholen, hier ist übrigens der Umriss.

Es gibt auch einen Datenspeicherschild in voller Größe. Es funktioniert mit SD-Speicherkarten. An Bord befindet sich ein Echtzeituhrmodul, das von einer 3-V-CR1220-Batterie gespeist wird. Dies ist ein guter Bonus.

Wir verwalten eine starke Last vom Mikrocontroller

Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist ein Relais. Mit ihrer Hilfe können Sie beide Gleichstromkreise schalten und mit einem 220-Volt-Haushaltsnetzteil können sie einen Knall bewältigen.

Insbesondere kann das unten gezeigte Modul 1 kW 220 V der Last (oder 5 A) für jeden der Kanäle schalten. Um die Leistung zu erhöhen, können Sie entweder mehrere Kanäle parallelisieren oder dieses Relais einschalten Magnetstarter. In diesem Fall spielen die Relais von der Abschirmung die Rolle von Zwischenverstärkern.

Natürlich können Sie das Relais wie im Artikel beschrieben schalten "Anschließen externer Geräte an Arduino"über den Transistor und Sie müssen das Stromrelais auswählen, aber die Verwendung der fertigen Karte ist zuverlässiger, bequemer und sieht besser aus.

Das Relais hat einen Nachteil - eine begrenzte Anzahl von Auslösungen - dies ist eine Folge des Kontaktausbrennens. Dies geschieht aufgrund des Auftretens eines Lichtbogens, wenn eine starke Last geöffnet wird (insbesondere ein induktiver Charakter - dies ist ein Motor usw.). Sie können einen solchen Schild nach folgendem Schema herstellen:

Und so sieht es in der Baugruppe aus:

Sie können Thyristoren und Triacs verwenden, um eine Wechselstromlast einzuschalten. Ein Problem besteht darin, dass sie nicht direkt an das Arduino angeschlossen werden können. Im Falle eines Durchbruchs des pn-Übergangs der Steuerelektrode können 220 V auf der Mikrocontroller-Platine anliegen und diese verbrennen. Der Ausweg aus dieser Situation ist die Verwendung eines Optosimistors.

Da diese Aufgabe häufig vor Erfindern auftritt, wurde eine schlüsselfertige Lösung entwickelt - ein Triac-Schild, dessen vollständiger Name ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield für Arduino lautet. Es war ursprünglich beabsichtigt, das Leuchten von "flexiblem Neon" zu kontrollieren.

Es verfügt über 8 Kanäle, an die das AC-Netzwerk und die Last angeschlossen sind.

Schilde für Motoren

Motorsteuerung ist nicht immer einfach. In einigen Situationen verfügen Sie möglicherweise nicht über genügend Pins, um die Aufgabe zu implementieren, oder der Steueralgorithmus ist recht kompliziert. Mit solchen Boards können Sie das Design Ihres Roboters viel schneller umgehen.

Motor-SHILD für Arduino kann Gleichstrommotoren (4 Stück) oder zwei Schrittmotoren steuern.

Es basiert auf zwei L293. Diese Mikroschaltung besteht aus zwei H-Brücken. Auf diese Weise können Sie zwei DPT- oder 1-Schritt-Bipolarmotoren in umgekehrter Richtung steuern. Anschlusspläne jeweils:

In der oberen linken Ecke der Platine befinden sich zwei Pads für Servos (Plus-, Minus- und Steuersignal). Der rote Kreis umkreiste die Stelle, an der der Jumper installiert ist. Wenn dies der Fall ist, wird diese Karte vom Arduino-Baseboard und, falls nicht, von einer externen Quelle mit 5 V gespeist.

Mit diesem Modul eines inländischen Herstellers können Sie zwei Gleichstrommotoren steuern. Außerdem verfügt es über einen Jumper, der die Stromversorgungsleitungen des Mikrocontrollers kombiniert oder sie für die Stromversorgung von einer separaten Quelle trennt.

Sie können Motoren steuern, die für einen Spannungsbereich von 5 bis 24 Volt ausgelegt sind. Anstelle von 2 Gleichstrommotoren können Sie 1 einphasigen Schrittmotor verwenden oder die Kanäle parallelisieren und 1 leistungsstarken Gleichstrommotor mit einem Strom von bis zu 4 A anschließen. Dies reicht nicht aus - 48 W bei einer Versorgungsspannung von 24 V.

Um ein Servo anzuschließen, benötigen Sie drei Drähte - Plus, Minus und Signal, aber was ist, wenn Sie viel Serv haben? Dein Board wird zu einem Durcheinander von Jumpern. Um dies zu vermeiden, gibt es einen Multiservo-Schild.

Auch hier besteht die Möglichkeit der Trennung von Stromkreisen, wie dies in der Vorgängerversion der Fall war. Insgesamt können Sie 18 Servos anschließen (auf der Platinennummerierung von 0 bis 17).

Überall hat seine eigenen Besonderheiten, Schilde für ungewöhnliche Aufgaben ...

Atmega 328, das Herz unseres Boards, ist der ADC. Das Hauptproblem ist, dass auf der Arduino Uno-Karte nur 6 analoge Eingänge angezeigt werden. Was ist, wenn wir mehr analoge Sensoren haben?

Sie können zwei Arduino in einem einzigen Netzwerk sammeln. Eine davon sollte als Haupt- und die zweite für Änderungen verwendet werden und von der ersten zum Senden von Messsignalen an den Server oder zum Anzeigen auf dem Bildschirm ... Dies ist jedoch schwierig: Sie müssen Speicher für zusätzliche Programmcodezeilen ausgeben, um ein solches System zu implementieren.

Aber was ist, wenn Sie jeden Eingang mit 16 multiplizieren? Insgesamt können wir bis zu 16 * 6 = 96 analoge Eingänge haben. Dies ist bei einem Multiplexer real. Es schaltet einfach 16 analoge Kanäle nacheinander auf einen analogen Ausgang um, den Sie an denselben Eingang eines Mikrocontrollers anschließen.

Spracherkennung

Mit dem Atmega-Mikrocontroller ist es sehr schwierig, die Spracherkennungsfunktion freizugeben, aber Arduinisten können nicht verzweifeln, es gibt eine spezielle Lösung - EasyVR Shield 3.0.

Dies ist eine vorgefertigte, aber teure Lösung, die zum Zeitpunkt des Schreibens in Russland fast 100 US-Dollar kostet. Zuerst schreibt der Schild Ihren Befehl auf und vergleicht ihn dann mit dem, was im Speicher geschrieben ist. Nachdem er die Nummer ermittelt hat, führt er ihn aus.

Sie können einen „Dialog mit dem Computer“ arrangieren, der reproduziert, was darin geschrieben steht. Ohne zusätzliche Verstärker wird empfohlen, mit dieser Karte aus einer Entfernung von nicht mehr als 60 cm zu "kommunizieren".

Bild anzeigen

Die LCD-Tastaturabschirmung ist ein echtes Bedienfeld. Darauf befindet sich das LCD1602-Display (16 Zeichen in zwei Zeilen) und eine Reihe von Tasten. Aufgrund dessen sind einige Ports betroffen, z. B. A0 und von D4 bis D7 unter der Tastatur, und Port D10 ist eine PWM-Dimmersteuerung. D8 und D9 - Zurücksetzen und Einschließen.

Tatsächlich gibt es viele Displays, die mit Arduino kompatibel sind. Vielmehr diejenigen, über die die meisten Informationen geschrieben wurden und die Sie problemlos in Ihrem System ausführen können. Das Display von NOKIA 5110 ist in DIY-Kreisen sehr beliebt, es stehen auch OLED- und TFT-Bildschirme auf I2C zur Auswahl. Aber sie sind nicht in der "Schild" -Version.

Autonomes Essen

Ein eher ungewöhnlicher Schild in dieser Sammlung, der eine gemeinsame Aufgabe erfüllt. Power Shield ist Lithium-Ionen-Akku mit allen notwendigen Schutzvorrichtungen und einem Stecker zum Aufladen. Es scheint nichts Besonderes zu sein, aber es bietet einen vollständigen Überblick über Ihr Projekt, und die Stromkreise müssen nicht neben den Hauptplatinen platziert werden.

Fazit

Durch die Verwendung von Abschirmungen für alle Aufgaben des Projekts kann eine übermäßige Anzahl von Jumpern und Verbindungen vermieden werden, wodurch die Anzahl von Fehlern und zusätzlichen Jumpern verringert wird. Nach der Montage erhalten Sie ein mehrstöckiges Sandwich von werkseitig hergestellten Leiterplatten. Dieser Ansatz wird manchmal als "modularer Aufbau" bezeichnet. Dies erleichtert übrigens die Wartung, Reparatur und Einstellung der Geräte.

Enthusiasten üben das Entwerfen, Verdrahten und Zusammenbauen einzigartiger Module. Dies ist einer der Gründe für die hohe Beliebtheit von Arduino, nicht nur als Plattform für hausgemachte Produkte, Steckbrettmodelle und Prototypen, sondern auch als Plattform für schlüsselfertige Lösungen.