Primjeri korištenja arduino podatkovnog štita. Svojim vlastitim rukama: "Arduino" - elektronički dizajner. Zašto su potrebni arduino štitovi?

Treptanje LED-a i slično je naravno super, ali htio sam napraviti nešto stvarno više-manje vrijedno što se može primijeniti u svakodnevnom životu. Vjerojatno je najjednostavnije uključiti i isključiti jake potrošače struje - žarulje, ve Ventilatori, pumpe, kasetofoni itd. U tome će nam pomoći Relay-Shield. Postoje gotova rješenja, puno shema na internetu. Ali zabavnije je to učiniti sami.

Ovdje. Sada možete započeti lemljenje komponenti. Prije svega, skakači i mali elementi (otpornici, sklop dioda, tranzistori).

Najviše problema je brtvljenje pinova konektora.... Ali nekako sam uspio :) Tako da možete i vi. Glavna stvar je da ne bi bilo "šmrcova", "shorty" i "ne-lemljenih" :)
Evo nekoliko fotografija gotovog proizvoda. Recimo, nije izložbena opcija, ali ipak ...
Usput, SMD diode su vidljive odozdo, koje stoje paralelno s namotima releja. Transformator je fiksiran s dvije žice.

I prenesite probnu skicu:

/*
Testirajte domaći relejni štit (Ghost D. 2012.)
Korištenje digitalnih pinova #7 i #8
*/

void setup()(
//
pinMode(7, IZLAZ);
pinMode(8, IZLAZ);
}

void loop() (
digitalWrite(7, HIGH); // Uključite prvi relej
kašnjenje (2000); // čekamo
digitalWrite(8, HIGH); // Uključite drugi relej
kašnjenje (2000);
digitalWrite(8, LOW); // Isključite drugi relej
kašnjenje (2000);
digitalWrite(7, LOW); // isključiti prvi relej
kašnjenje (2000); //
}

Naš novi štit klikće releje. Voila!!!

p.s. U mojoj verziji, tijekom testiranja, transformator se prilično jako zagrijava. Ili su informacije bile pogrešno naznačene na PSU-u (odakle sam ga odabrao) (poput 300 mA), ili je došlo do neke vrste problema s njim ...

Štit je dodatna ploča. Predlažem podjelu štitova na module pune veličine i samostalne module. One u punoj veličini prate oblik Arduino ploče, bilo da je UNO, Nano ili MEGA. Pojedinačni moduli su ploče slobodnog oblika dizajnirane za obavljanje određenog skupa funkcija. Oba mogu biti i univerzalna i za obavljanje usko usmjerenih zadataka.

U trgovinama možete pronaći veliki broj štitova, a uz određenu kvalifikaciju i sami možete uzgajati tiskanu ploču koja po obliku i rasporedu pinova ponavlja Arduino i sastaviti svoju vlastitu jedinstvenu. Na slici je prikazan set štitova.

Počnimo sa štitom, koji nema nikakve posebne funkcije, ali je stvoren za praktičnost montiranja vaših projekata. Dakle, prvi u našem pregledu će olakšati instalaciju projekata s Arduino Nano pločom, iako mala veličina “NANO” u ovom slučaju nema koristi.

Na ploči se nalazi konektor za spajanje utikača iz jedinice za napajanje, stabilizatora napona, kao i terminalnih blokova. Oni su potpisani i odgovaraju zaključcima Nankija. Osim toga, tu je i tipka "reset" i LED "Power".

Drugi štit je za Uno ploču. Sadrži matičnu ploču bez lemljenja za sastavljanje projekta i zaključke koji dupliciraju one na samom arduinu - zgodno rješenje.

Svaki analogni senzor treba napajanje i negativni kontakt, kada ih ima puno - ima toliko skakača da će biti vrlo teško shvatiti krug. Stoga su dizajneri smislili štitove za takva rješenja. U njima su prikazani svi ulazi i izlazi, a dovodni kontakti su duplicirani i postavljeni jedan pored drugog.

Evo primjera takve ploče za Arduino Mega verziju.

Žičani i bežični

Koristeći ove ploče, možete upravljati mikrokontrolerom preko mreže putem Ethernet kabela, na primjer, ili bežično putem GSM veze umetanjem SIM kartice.

Ova ploča se zove w5100 - sadrži Ethernet modul i modul čitača SD kartica. To znači da podatke, kao što je zapisnik mjerenja senzora, možete pohraniti na memorijsku karticu i upravljati sustavom putem web sučelja. Da povežete arduino s njim, koristite biblioteke:

Ethernet knjižnica;

Obratite pažnju prema van, ponavlja koncept Arduino UNO R3, osim toga, stane na Mega.

Ako vam se W5100 čini prevelikim, onda će ENC28J60 zauzeti manje prostora. Nažalost, više nema SD modul.

Nedostatak je što se ne može montirati na ploču, već je napravljen kao zaseban modul.

W5500 je još jedna opcija Ethernet štita. U svojoj srži, ovo je modificirana verzija W5100, optimizirana u smislu brzine i energetske učinkovitosti.

Imajte na umu da su na štitovima pune veličine sve igle duplicirane terminalnim blokom. Nažalost, štitovi koriste portove. Ovaj konkretni koristi MOSI, MISO, SCK i pin 10 za CS (Communication Destination Select) signal.

Ako vam je potrebna bežična veza, vaš izbor su Wi-fi štitovi, ako imate internet vezu i router, a ako nemate ovu onda GSM moduli ili GPRS Shields.

Na slici je službeni štit. Ima utor za Micro SD memorijsku karticu, a s mikrokontrolerom komunicira preko SPI protokola, a njegov softver možete ažurirati putem Mini-USB-a. Podržava 802.11b/g.

Gore možete vidjeti GPRS štit od Amperke. Antenu možete zamijeniti snažnijom. Bliže pregledniku je utor za SIM karticu, malo dalje utor za CR1225 bateriju. Baterija na ploči je potrebna za vrući sat stvarnog vremena, a to je važan dodatak mogućnostima GPRS štita. Možete slati SMS na njega i s njega.

S ovom pločom možete kontrolirati i davati naredbe (ili bilo kojem drugom projektu svoje implementacije) s bilo koje udaljenosti. Važno je da se nalazite u zoni prijema mobitela.

Kako pohraniti podatke na Arduino?

U projektima se sve informacije ne stavljaju u memoriju mikrokontrolera. Ponekad trebate pohraniti određenu količinu informacija. Prvo što mi pada na pamet je već rečeno – to je snimanje informacija sa senzora kako bi se dalje proučavalo kako se okoliš mijenja tijekom sati, dana, godina. Sjajan primjer je kućna meteorološka stanica. Koristan je ne samo znanstvenicima, već i amaterima za opće obrazovanje i razvoj.

To nije štit, već modul. Usput, minijaturan je i lako ga je ponoviti, evo njegove sheme.

Tu je i štit za pohranu podataka pune veličine. Radi sa SD-memorijskim karticama, na ploči je modul sata za realno vrijeme koji se napaja 3V CR1220 baterijom, što je lijep bonus.

Snažno opterećenje kontroliramo iz mikrokontrolera

Prvo što mi pada na pamet je relej. Uz njihovu pomoć možete prebaciti oba istosmjerna kruga, a oni će se s praskom nositi s kućnom električnom mrežom od 220 volti.

Konkretno, modul koji je prikazan ispod može prebaciti opterećenje od 1 kW 220 V (ili 5A) za svaki od kanala, da biste povećali snagu, možete paralelno povezati nekoliko kanala ili uključiti ovaj relej. U ovom slučaju, releji sa štita će igrati ulogu međupojačala.

Naravno, možete prebaciti relej kao što sam opisao u članku, kroz tranzistor i trebate odabrati relej za struju, ali korištenje gotove ploče bit će pouzdanije, praktičnije i izgledati bolje.

Relej ima jedan nedostatak - ograničen broj operacija - to je posljedica izgaranja kontakata. To se događa zbog pojave luka, kada se otvori snažno opterećenje (osobito induktivne prirode - ovo je motor itd.). Takav štit možete napraviti na sljedeći način:

A evo kako izgleda sastavljeno:

Stoga se tiristori i trijaci mogu koristiti za uključivanje AC opterećenja. Jedan problem je što se ne mogu spojiti direktno na arduino, ako se pokvari pn-spoj kontrolne elektrode, 220 V može biti na ploči mikrokontrolera i spaliti ga. Izlaz iz ove situacije je korištenje optosimistora.

Budući da se s ovim zadatkom često susreću izumitelji, razvijeno je gotovo rješenje - triac shield, njegov puni naziv je ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield za Arduino. Prvobitno je bio namijenjen za kontrolu sjaja "fleksibilnog neona".

Ima 8 kanala na koje su spojeni AC mreža i opterećenje.

Štitovi za motore

Vožnja elektromotorom nije uvijek lak proces. U nekim situacijama možda nećete imati dovoljno pribadača da izvršite zadatak ili je algoritam upravljanja prilično kompliciran. S takvim daskama puno ćete brže prevladati svoj projekt robota.

Motor-SHIELD za arduino može upravljati DC motorima (4 komada) ili dva koračna motora.

Izgrađen je na temelju dva L293. Ovaj mikrosklop je sklop od dva H mosta, što vam omogućuje upravljanje s mogućnošću obrnutih dva istosmjerna motora, ili 1 korak bipolarni motor. Sheme povezivanja:

A u gornjem lijevom kutu ploče nalaze se dva jastučića za servo (plus, minus i kontrolni signal). Crveni krug označava mjesto gdje je kratkospojnik instaliran. Ako jest, onda se ova ploča napaja iz arduino osnovne ploče, a ako nije, iz vanjskog izvora od 5 V.

Koristeći ovaj modul domaćeg proizvođača, možete kontrolirati dva istosmjerna motora, također ima kratkospojnik koji povezuje naponske vodove mikrokontrolera ili ih odspaja - za napajanje iz zasebnog izvora.

Možete kontrolirati motore koji su dizajnirani za raspon napona od 5 do 24 volta. Umjesto 2 istosmjerna motora, možete koristiti 1 jednofazni koračni ili paralelni kanal i spojiti 1 snažan istosmjerni motor sa strujom do 4A, a to nije malo - 48 W pri naponu napajanja od 24 V.

Da biste spojili servo, potrebne su vam tri žice - plus, minus i signal, ali što ako imate puno servo uređaja? Vaša će se ploča pretvoriti u nered od skakača. Kako bi se to izbjeglo, postoji Multiservo štit.

I ovdje postoji mogućnost odvajanja strujnih krugova, kao što je bio slučaj u prethodnoj verziji. Ukupno se može spojiti 18 servo uređaja (brojenih od 0 do 17 na ploči).

Svugdje ima svoje specifičnosti, štitove za neobične zadatke...

Atmega328, srce naše ploče, ima ADC. Glavni problem je što na arduino uno ploči vidimo samo 6 analognih ulaza. Što ako imamo više analognih senzora?

Možete kombinirati dva arduina u jednu mrežu. Koristite jedan kao glavni, a drugi kao pomoćni za promjene, a iz prvog šaljite mjerne signale na poslužitelj ili ih prikažite na ekranu ... Ali ovo je teško: trebate trošiti memoriju na dodatne linije programskog koda za implementaciju takvog sustava.

Što ako svaki unos pomnožimo sa 16? Ukupno možemo imati do 16*6=96 analognih ulaza. Ovo je stvarno s multiplekserom. Jednostavno prebacuje 16 analognih kanala zauzvrat na jedan analogni izlaz, koji spajate na isti ulaz bilo kojeg worldcontrollera.

Pomoću Atmega mikrokontrolera vrlo je teško pustiti funkciju prepoznavanja glasa, ali arduinisti ne moraju očajavati, postoji posebno rješenje - EasyVR Shield 3.0.

Ovo je gotovo, ali skupo rješenje, u trenutku pisanja u Rusiji košta gotovo 100 dolara. Najprije će štit zapisati vašu naredbu, a zatim je usporediti s onim što je zapisano u memoriji, određujući broj - izvršit će je.

Možete dogovoriti "dijalog s računalom", ono može reproducirati ono što je u njemu snimljeno. Bez dodatnih pojačala, preporuča se "komunikacija" s ovom pločom s udaljenosti ne veće od 60 cm.

Prikaz slike

LCD Keypad shield je prava upravljačka ploča. Sadrži LCD1602 zaslon (16 znakova u dva retka) i set tipki. Zbog njih je uključeno dosta portova, na primjer A0 i D4 do D7 za tipkovnicu, a port D10 je PWM kontrola svjetline pozadinskog osvjetljenja. D8 i D9 - resetirajte i omogućite.

Zapravo, postoji mnogo zaslona kompatibilnih s arduinom. Ili bolje rečeno, one o kojima je napisano najviše informacija i lako ih možete pokrenuti na svom sustavu. Zaslon iz NOKIA 5110 prilično je popularan u DIY krugovima, postoje i OLED i TFT ekrani koji rade preko I2C. Ali nisu u "štit" verziji.

Autonomno napajanje

Sasvim neobičan štit u ovoj kolekciji koji obavlja uobičajeni zadatak. Power shield - ovo je sa svim potrebnim zaštitama i konektorom za punjenje. Ne zvuči puno, ali će vašem projektu dati gotov izgled, a strujni krugovi neće morati biti postavljeni uz glavne ploče.

Zaključak

Korištenjem štitova za sve projektne zadatke izbjeći će se nepotrebni skakači i spojevi, a time će se smanjiti broj pogrešaka i nepotrebnih skakača. Nakon montaže, dobit ćete višekatni sendvič od montažnih ploča. Ovaj pristup se ponekad naziva "modularnim dizajnom". Između ostalog, to će olakšati održavanje, popravak i podešavanje opreme.

Entuzijasti vježbaju projektiranje, ožičenje i sastavljanje jedinstvenih modula. To je jedan od razloga velike popularnosti Arduina ne samo kao platforme za DIY, izglede i prototipove, već i kao platforma za gotova rješenja.

I programiranje. Namijenjen je za zamjenu glomaznih analognih uređaja ili mikrosklopova i idealan je za poklon svim radioamaterima.

Arduino: visokotehnološki konstruktor

"Arduino" je ploča mikrokontrolera s mnogo pinova i vlastitim procesorom. Ploča je osnova na koju možete spojiti prilično velik broj takozvanih štitova (od engleskog shield - štit), proširujući funkcionalnost ploče. Koristi se u sustavima za automatizaciju procesa, ali se lako može koristiti i u robotici. Postoji mnogo područja aktivnosti za Arduino ploču. No, među radioamaterima je stekla popularnost upravo kao jeftina, ali jednostavna i vrlo multifunkcionalna dizajnerica.

Možete učiniti da Arduino radi kako bi trebao uz pomoć programiranja. Ovaj proces je jednostavan, a može ga se nositi čak i početnik. A ako korisnik ima vještine jezika C ++, tada će programiranje ploče biti vrlo jednostavno i brzo.

Glavna prednost ploče je mogućnost spajanja neograničenog broja perifernih uređaja na nju, čime se postiže maksimalna automatizacija rada. Osim toga, ako nešto ne uspije početniku, nije važno. Na mreži postoji ogroman broj zajednica s puno informacija i uputa za programiranje i povezivanje. radioamateri je prekrasan izbor.

Treba napomenuti da konstruktor radi na slobodnom softveru (na primjer, posebnoj distribuciji Linuxa), tako da nećete morati dodatno plaćati za OS i softver.

Rad sa štitovima (štitovima)

Kao što je gore spomenuto, funkcionalnost uređaja je poboljšana uz pomoć posebnih ploča - štitova. To su gotove ploče za upravljanje određenim procesom. Štitovi se spajaju pomoću konektora - igle. Raspon procesa koji se mogu kontrolirati pomoću štitova vrlo je velik: od prijenosa podataka preko Etherneta do upravljanja elektromotorima. Možete sastaviti sustav kontrole procesa pomoću štitova vlastitim rukama. "Arduino" samo distribuira ulogu jednog ili drugog vanjskog uređaja koji je propisan u programu, a same ploče za proširenje rade izravno.

Postoje slučajevi kada trebate zapisati neke podatke u memoriju (na primjer, GPS točke). Sam Arduino to ne može učiniti jer nema memorijski pogon. Ovdje dobro dolazi štit koji dodaje mogućnost korištenja micro-SD kartica do 64 GB.

Čudno, čak i sami možete stvoriti štitove. Na primjer, jednostavan LCD štit. Uzmite zaslon s kalkulatora ili starog pagera i pričvrstite ga na igle na ploči. Naravno, još uvijek morate napisati program kako bi Arduino prikazao sliku na ekranu. I to je to, domaći štit je spreman.

Programiranje "Arduino"

Arduino programi su napisani u Wired jeziku. Ovaj jezik je na mnogo načina sličan C++. Međutim, čak i ako nemate vještine programiranja, još uvijek nije teško nositi se s Wiredom. Na forumima posvećenim "Arduinu", programi za njega nazivaju se "skice". Čak i ako ste previše lijeni ili ne možete sami programirati, možete pronaći ogroman broj gotovih skica.

Svaka skica zahtijeva vlastiti skup knjižnica. Također se mogu pretraživati ​​na Arduino forumima. Za početnike postoji vrlo dobar referentni vodič s uputama korak po korak za pisanje skica za određeni proces.

Izrada štitova za Arduino vlastitim rukama

Kupnja štitova za Arduino uopće nije potrebna. Recimo da nemate dodatnih 30$, ali ima puno nepotrebnih detalja i velika želja da se nešto automatizira. Nema problema. Glavna stvar je da već imate glavnu ploču s bljeskanim OS-om i mogućnošću pisanja skica.

Od improviziranih dijelova može se dobiti Arduino sklop. S vlastitim rukama, ostaje samo lemiti komponente. Iako, ako se pretpostavlja da je struktura nepomična, onda ništa ne treba lemiti. Jednostavno spojite komponente žicama. Treba napomenuti da će se takav domaći štit za Arduino po cijeni pokazati mnogo puta jeftinijim od tvorničkog. Na primjer, Arduino kit za automatizaciju rada elektromotora koštat će 80-90 dolara. Ali ako sami obavite montažu, možete smanjiti trošak na 30 dolara.

Postoje i mnogi drugi setovi kreirani za određena područja, a oni uključuju, osim glavne ploče, sve potrebne dijelove. Na primjer, komplet za izradu pametnog doma, video nadzora, kontrole klime ili stereo sustava.

Naravno, ne možete sami izraditi sve štitove. U nekim slučajevima jednostavno ne možete pronaći prave detalje. Na primjer, morat će se kupiti štit s nastavkom za memorijsku karticu.

Za što možete koristiti Arduino?

Postoji mnogo aplikacija za ovaj uređaj, razmotrit ćemo samo neke primjere korištenja.

Na primjer, imate auto. I trebate prikazati informacije o brzini na LCD zaslonu radija. Kako napraviti brzinomjer od Arduina? Jako jednostavno. Kupujemo honorare. Na primjer, Arduino Mega 2560, Ublox NEO 6m GPS modul. Nakon toga tražimo po mreži gotove skice za kontrolu, sve to propisujemo u Arduinu, spajamo jedno na drugo i gotovi ste.

Jednako lako možete vlastitim rukama stvoriti cijeli kontrolni sustav. Arduino to čini mogućim. Glavna stvar je opskrbiti se potrebnim skicama i detaljima.

Korištenje "Arduina" u robotici

Arduino se široko koristi u robotici. Zbog činjenice da je veliki broj servo motora, motora, senzora spojen na ploču, možete dobiti cijeli robot koji ste sami izradili. "Arduino" vam također omogućuje da ga programirate kako god želite. Ako vas zanima puzanje, vožnja i skakanje komada željeza, onda je "Arduino" definitivno za vas.

Osim toga, ako uređaj, zajedno s nekim senzorima, pričvrstite na kvadrokopter, možete dobiti dobrog robota promatrača. A ovo je već prilično koristan razvoj.

Upravo se u robotici može pokazati izuzetna maštovitost, a uz pomoć "Arduina" - to provesti u praksi. Neki majstori čak izrađuju prototipove iz Futurame koristeći samo ovaj konstruktor.

Umjesto zaključka

Arduino upravljačke ploče idealne su za automatizaciju bilo kojeg procesa zbog svoje fleksibilnosti u prilagodbi. Osim toga, nitko neće imati problema s programiranjem ploče zahvaljujući bogatom referentnom priručniku na ovu temu. Ako se nešto pokvari u procesu rada, neće biti teško popraviti ga sami. "Arduino" omogućuje osobi da pokaže bezgraničnu maštu. S ovom pločom možete stvoriti gotovo sve, od sustava upravljanja podnim grijanjem preko pametnog telefona do robota.

Baveći se robotikom, prije ili kasnije morat ćemo razmišljati o sastavljanju ploče za upravljanje motorima. U slučaju da vam je potrebna fiksna brzina motora, bez gubitka snage, bolje je sastaviti oklopni relej. U slučaju da vam je potrebna glatka prilagodba brzine rotacije motora i spremni ste ograničiti maksimalnu potrošenu struju motora na 600mA, onda čitamo ovaj članak i sastavljamo upravljačku ploču na dobro poznati L293D čip. Upoznajte se Štit motora L293D.

Gledajući podatkovnu tablicu na posljednjoj mikruhi, možete shvatiti da uključuje 4 logička elementa I-NE. Moguće je zamijeniti 74HC00 sa sovjetskim analozima K155LAZ K155LA8. Princip njegovog rada može se razumjeti gledajući donju sliku (ovisno o signalima primijenjenim na ulaze a & b, dobivamo vrijednost na izlazu c). Slika također prikazuje "tablicu istine" za ovaj element.

Poanta korištenja 74HC00 čipa u našem uređaju je mogućnost zamjene jedan i nula na iglicama Output1 i Output2 čipa L292D, čime se mijenja smjer rotacije motora, koristeći samo jedan izlaz kontrolera za to.

Postavili smo smjer vrtnje motora, ali bez napajanja na Enable1 pin, motor se neće okretati. Primjenom PWM signala na ovaj pin kontrolirat ćemo brzinu vrtnje motora. Više o principu rada L293D možete pročitati.

Upravljanje 1. motora (pin 4 - postaviti smjer vrtnje, pin 3 (PWM ATmega 168.328) omogućiti rotaciju i kontrolu brzine)

Upravljanje 2. motora (pin 7 - postaviti smjer vrtnje, pin 5 (PWM ATmega 168.328) omogućiti rotaciju i kontrolu brzine)

Kao zaključak gore navedenog, prilažem shematski dijagram (koji se može kliknuti).

Za kontrolu brzine motora odabiru se preostali PWM pinovi (3, 5), koji su, međutim, dostupni samo na ATmega168, 328.

Po mom mišljenju, kada koristite Mega8, bolje je izgubiti mogućnost kontrole brzine kretanja, ali ćete imati na raspolaganju 3 slobodna izlaza (PWM na ATMEGA8 (9, 10, 11)) za upravljanje servom, i 8. može se zamijeniti 328. u bilo kojem trenutku, nakon što je dobio ovaj pristup kontroli brzine.

Servo rad

Ploča ima četiri konektora za spajanje servo uređaja (6, 9, 10, 11).

Arduino ploča već ima regulator napona serije 7800, odnosno 7805, koji mora osigurati stabilan napon za rad kontrolera. Kako bi se izbjegao pad napona u strujnom krugu kontrolera tijekom oštrog pokretanja snažnih servo motora, odlučeno je napajati dio servo snage iz zasebnog stabilizatora.

KR142EN5A je linearni stabilizator, što znači da se sva pretvorena energija pretvara u toplinu i kada je opterećenje priključeno, stabilizator se počinje zagrijavati izravno proporcionalno količini potrošene struje. S obzirom na to, preporuča se staviti stabilizator na radijator.

Kada koristite servo male snage ovog tipa, preporučujem korištenje pet-voltnog stabilizatora s oznakom 7805 aka KR142EN5A. Pet volti za napajanje servo uređaja ove veličine bit će dovoljno s glavom.

Arhiva sadrži dvije mape i popis dijelova

. Mapa MSV1DIY1 uključuje PCB šablon kompatibilan SAMO s Arduino DIY (USB, COM), s dodatnim VTG INPUT izlazom, napon na kojem se uzima čak i prije zaštitne diode. S takvom kompatibilnošću moguće je napajati i Arduino iz shield-a, i energetski dio shield-a iz Arduina, te stabilizator za napajanje servo uređaja iz Arduina.

. Mapa MSV1DIY2 uključuje šablonsku ploču kompatibilnu s originalnim Arduinom.

Otvorite fotografiju => Ispis => Cijela stranica

Razlika je u tome što je mogući priključak za napajanje na Vin pinu Arduina. Napon na ovom izlazu jednak je ulazu minus gubitak napona na zaštitnoj diodi (na primjer, napajamo 8 volti na Arduino priključak za napajanje, dobivamo otprilike 7,4 volta na Vin izlazu, i, posljedično, za napajanje napajanja dio oklopnog releja), kao i maksimalna struja kroz diodu ograničena je na 1000mA. Gubitak 0,7 volti uzalud nije uvijek dopušten. Izlaz iz ove situacije je jednostavan: ne napajajte štit iz Arduina, već Arduino sa štita, zaobilazeći zaštitnu diodu.

Ova opcija se također može koristiti s domaćim verzijama Arduina na isti način.

Da olakšam odlemljenje smd komponenti na poleđini ploče, gdje nema oznaka, dat ću sliku.

MSV1DIY1

MSV1DIY2

Jedna od ključnih prednosti Arduino platforme je njena popularnost. Popularnu platformu aktivno podržavaju proizvođači elektroničkih uređaja, izdajući posebne verzije raznih ploča koje proširuju osnovnu funkcionalnost kontrolera. Takve ploče, sasvim logično nazvane ploče za proširenje (drugi naziv: arduino štit, štit), služe za obavljanje najrazličitijih zadataka i mogu uvelike pojednostaviti život arduinista. U ovom članku saznat ćemo što je Arduino ploča za proširenje i kako se može koristiti za rad s raznim Arduino uređajima: motori (štitovi pogona motora), LCD zasloni (LCD štitovi), SD kartice (data logger), senzori (oklop senzora) i mnogi drugi.

Prvo razumijemo pojmove. Arduino ploča za proširenje je kompletan uređaj dizajniran za obavljanje određenih funkcija i povezan je s glavnim kontrolerom pomoću standardnih konektora. Drugi popularni naziv za ploču za proširenje je Arduino shield na engleskom jeziku ili jednostavno štit. Sve potrebne elektroničke komponente ugrađene su na ploču za proširenje, a interakcija s mikrokontrolerom i ostalim elementima glavne ploče odvija se putem standardnih arduino pinova. Najčešće se štit također napaja iz glavne arduino ploče, iako ga je u mnogim slučajevima moguće napajati iz drugih izvora. U bilo kojem štitu postoji nekoliko besplatnih pinova koje možete koristiti po vlastitom nahođenju tako da na njih povežete bilo koje druge komponente.

Engleska riječ Shield prevedena je kao štit, zaslon, zaslon. U našem kontekstu to treba shvatiti kao nešto što prekriva upravljačku ploču, čime se stvara dodatni sloj uređaja, ekran iza kojeg se skrivaju različiti elementi.

Zašto su potrebni arduino štitovi?

Sve je vrlo jednostavno: 1) da uštedimo vrijeme i 2) da bi netko na tome mogao zaraditi. Zašto gubiti vrijeme na dizajniranje, postavljanje, lemljenje i otklanjanje pogrešaka nečega što možete uzeti već sastavljeno i odmah početi koristiti? Dobro dizajnirane i sastavljene na visokokvalitetnom hardveru, ploče za proširenje obično su pouzdanije i zauzimaju manje prostora u konačnom uređaju. To ne znači da morate potpuno napustiti samomontažu i ne morate razumjeti princip rada određenih elemenata. Uostalom, pravi inženjer uvijek pokušava razumjeti kako funkcionira ono što koristi. No, moći ćemo napraviti složenije uređaje ako svaki put ne izmislimo kotač, nego usmjerimo pozornost na ono što je malo ljudi riješilo prije nas.

Naravno, morate platiti za prilike. Gotovo uvijek, trošak završnog štita bit će veći od cijene pojedinih komponenti, uvijek možete učiniti sličnu opciju jeftinijom. Ali ovdje je na vama da odlučite koliko je za vas kritično utrošeno vrijeme ili novac. Uzimajući u obzir svu moguću pomoć kineske industrije, cijena ploča stalno se smanjuje, pa se najčešće odabire u korist korištenja gotovih uređaja.

Najpopularniji primjeri štitova su ekspanzione ploče za rad sa senzorima, motori, LCD ekrani, SD kartice, mrežni i GPS štitovi, štitovi s ugrađenim relejima za spajanje na opterećenje.

Povezivanje Arduino štitova

Da biste spojili štit, samo ga trebate pažljivo "staviti" na glavnu ploču. Obično se igle štitnika češljastog tipa (muški) lako umetnu u konektore Arduino ploče. U nekim slučajevima potrebno je pažljivo podesiti igle ako sama ploča nije uredno zalemljena. Ovdje je glavna stvar pažljivo postupati i ne primjenjivati ​​pretjeranu silu.

U pravilu, štit je dizajniran za vrlo specifičnu verziju kontrolera, iako, na primjer, mnogi Arduino Uno štitovi rade prilično dobro s Arduino Mega pločama. Pinout na mega je napravljen na način da se prvih 14 digitalnih kontakata i kontakti na suprotnoj strani ploče poklapaju s položajem kontakata na UNO-u, tako da štit od arduina lako postaje to.

Programiranje Arduino štita

Programiranje kruga s pločom za proširenje ne razlikuje se od uobičajenog programiranja arduina, jer smo sa stajališta kontrolera jednostavno spojili naše uređaje na njegove uobičajene pinove. U skici morate navesti one igle koje su spojene u štitu na odgovarajuće igle na ploči. Proizvođač u pravilu navodi korespondenciju pinova na samom štitu ili u zasebnom priručniku za povezivanje. Ako preuzmete skice koje je preporučio proizvođač ploče, to nećete ni morati učiniti.

Čitanje ili pisanje signala štita također se obavlja na uobičajen način: korištenjem funkcija i drugih naredbi koje su poznate svakom arduinistu. U nekim su slučajevima mogući sudari kada ste navikli na ovu shemu povezivanja, a proizvođač je odabrao drugu (na primjer, povukli ste gumb na tlo, a na štitu - na napajanje). Ovdje samo treba biti oprezan.

U pravilu, ova ploča za proširenje dolazi u arduino setovima i stoga se s njom najčešće susreću arduino ljudi. Štit je prilično jednostavan - njegov je glavni zadatak pružiti prikladnije opcije za spajanje na Arduino ploču. To se postiže dodatnim konektorima za napajanje i uzemljenje, dovedenim na ploču na svaki od analognih i digitalnih pinova. Također na ploči možete pronaći konektore za spajanje vanjskog izvora napajanja (morate instalirati kratkospojnike za prekidač), LED i gumb za ponovno pokretanje. Opcije štita i primjeri korištenja mogu se pronaći na ilustracijama.

Postoji nekoliko verzija ploče za proširenje senzora. Svi se razlikuju po broju i vrsti konektora. Najpopularnije verzije danas su Sensor Shield v4 i v5.

Ovaj arduino štit vrlo je važan u projektima robotike. Omogućuje vam da spojite obične i servo motore na Arduino ploču odjednom. Glavni zadatak štita je osigurati kontrolu nad uređajima koji troše struju koja je dovoljno visoka za običnu arduino ploču. Dodatne značajke ploče su funkcija kontrole snage motora (pomoću PWM) i promjena smjera vrtnje. Postoji mnogo varijanti ploča za zaštitu motora. Zajedničko za sve njih je prisutnost u krugu snažnog tranzistora kroz koji je spojeno vanjsko opterećenje, elementi hladnjaka (obično radijator), krugovi za spajanje vanjskog napajanja, konektori za spajanje motora i pinovi za spajanje na arduino.

Organizacija rada s mrežom jedan je od najvažnijih zadataka u suvremenim projektima. Za spajanje na lokalnu mrežu putem Etherneta postoji odgovarajuća ploča za proširenje.

Izrada prototipa ploča za proširenje

Ove ploče su prilično jednostavne - imaju kontaktne jastučiće za montažne elemente, prikazan je gumb za resetiranje i moguće je spojiti vanjsko napajanje. Svrha ovih štitova je povećati kompaktnost uređaja, kada se sve potrebne komponente nalaze neposredno iznad glavne ploče.

Arduino LCD štit i tft štit

Ova vrsta štita koristi se za rad s LCD ekranima u arduinu. Kao što znate, povezivanje čak i najjednostavnijeg zaslona s tekstom u 2 retka daleko je od trivijalnog zadatka: morate ispravno spojiti 6 kontakata zaslona odjednom, ne računajući napajanje. Mnogo je lakše umetnuti gotov modul u arduino ploču i jednostavno prenijeti odgovarajuću skicu. U popularnom LCD Keypad Shieldu, od 4 do 8 tipki se odmah spaja na ploču, što vam omogućuje da odmah organizirate vanjsko sučelje za korisnika uređaja. TFT Shield također pomaže

Arduino Data Logger Shield

Još jedan zadatak koji je prilično teško samostalno implementirati u svoje proizvode je pohrana podataka primljenih od senzora s vremenskom referencom. Gotovi štit omogućuje ne samo spremanje podataka i primanje vremena od ugrađenog sata, već i povezivanje senzora na prikladan način lemljenjem ili na pločici.

Kratak sažetak

U ovom članku razmotrili smo samo mali dio ogromnog asortimana raznih uređaja koji proširuju funkcionalnost arduina. Ploče za proširenje omogućuju vam da se usredotočite na najvažniju stvar - logiku vašeg programa. Kreatori štitova osigurali su ispravnu i pouzdanu instalaciju, potrebno napajanje. Sve što vam preostaje je pronaći ploču koja vam je potrebna koristeći cijenjenu englesku riječ shield, spojiti je na arduino i prenijeti skicu. Obično se svako programiranje štita sastoji u izvođenju jednostavnih radnji za preimenovanje internih varijabli već završenog programa. Kao rezultat, dobivamo jednostavnost korištenja i povezivanja, kao i brzinu montaže gotovih uređaja ili prototipova.

Nedostatak korištenja ekspanzijskih ploča je njihova cijena i mogući gubitak učinkovitosti zbog svestranosti štitova koja leži u njihovoj prirodi. Za vašu specifičnu aplikaciju ili krajnji uređaj, sve značajke štita možda neće biti potrebne. U tom slučaju trebali biste koristiti štit samo u fazi izrade prototipa i testiranja, a prilikom izrade konačne verzije vašeg uređaja razmislite o tome da ga zamijenite dizajnom s vlastitom shemom i vrstom izgleda. Na vama je, imate sve mogućnosti za pravi izbor.