Primeri uporabe podatkovnega ščita arduino. Z lastnimi rokami: "Arduino" - elektronski oblikovalec. Zakaj so potrebni arduino ščiti?

Utripanje LED in podobno je seveda super, a želel sem narediti nekaj res bolj ali manj vrednega, kar je mogoče uporabiti v vsakdanjem življenju. Verjetno najpreprosteje je vklop in izklop močnih tokovnih porabnikov - žarnic, ve Ventilatorji, črpalke, magnetofoni itd. Pri tem nam bo pomagal Relay-Shield. Obstajajo že pripravljene rešitve, veliko shem na internetu. Ampak bolj zabavno je to narediti sam.

tukaj. Zdaj lahko začnete spajkati komponente. Najprej skakalci in majhni elementi (upori, sklop diode, tranzistorji).

Najbolj moteča stvar je tesnjenje kontaktnih zatičev.... Ampak nekako mi je uspelo :) Tako da lahko tudi ti. Glavna stvar je, da ne bi bilo "smrklja", "shortyja" in "nespajkanega" :)
Tukaj je nekaj fotografij končnega izdelka. Recimo, ni razstavna možnost, ampak vseeno ...
Mimogrede, diode SMD so vidne od spodaj, ki stojijo vzporedno z navitji releja. Transformator je pritrjen z dvema žicama.

In naložite testno skico:

/*
Preizkusite domači relejski ščit (Ghost D. 2012)
Uporaba digitalnih zatičev #7 in #8
*/

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

void loop() (
digitalWrite(7, HIGH); // Vklopi prvi rele
zamuda (2000); // čakamo
digitalWrite(8, HIGH); // Vklopi drugi rele
zamuda (2000);
digitalWrite(8, LOW); // Izklopite drugi rele
zamuda (2000);
digitalWrite(7, LOW); // izklopi prvi rele
zamuda (2000); //
}

Naš novi ščit klika releje. Voila!!!

P.S. V moji različici se med testiranjem transformator precej močno segreje. Bodisi so bili podatki na PSU napačno navedeni (od koder sem ga izbral) (na primer 300 mA), ali pa so bile z njim kakšne težave ...

Ščit je dodatna plošča. Predlagam razdelitev ščitov na polne velikosti in samostojne module. Tisti v polni velikosti sledijo obliki plošče Arduino, ne glede na to, ali je UNO, Nano ali MEGA. Posamezni moduli so plošče proste oblike, zasnovane za izvajanje določenega niza funkcij. Oba sta lahko tako univerzalna kot za opravljanje ozko usmerjenih nalog.

V trgovinah lahko najdete ogromno ščitov, z določeno kvalifikacijo pa lahko sami vzgajate tiskano vezje, ki po obliki in postavitvi zatičev ponavlja Arduino in sestavite svojega unikatnega. Slika je prikazana s kompletom ščitov.

Začnimo s ščitom, ki nima posebnih funkcij, ampak je bil ustvarjen za udobje montaže vaših projektov. Torej, prvi v našem pregledu bo olajšal namestitev projektov s ploščo Arduino Nano, čeprav majhna velikost "NANO" v tem primeru ne koristi.

Na plošči je priključek za priključitev vtiča iz napajalne enote, stabilizator napetosti, pa tudi priključne bloke. So podpisani in ustrezajo sklepom Nanke. Poleg tega je na voljo gumb "reset" in LED "Power".

Drugi ščit je za ploščo Uno. Vsebuje brezspajkalno ploščo za sestavljanje projekta in zaključke, ki podvajajo tiste na samem arduinu - priročna rešitev.

Vsak analogni senzor potrebuje napajanje in negativni kontakt, ko jih je veliko - skakalcev je toliko, da bo zelo težko ugotoviti vezje. Zato so oblikovalci pripravili ščite za takšne rešitve. V njih so prikazani vsi vhodi in izhodi, napajalni kontakti pa so podvojeni in postavljeni drug ob drugega.

Tukaj je primer takšne plošče za različico Arduino Mega.

Žično in brezžično

S temi ploščami lahko upravljate mikrokrmilnik prek omrežja na primer prek ethernetnega kabla ali brezžično prek povezave GSM, tako da vstavite kartico SIM.

Ta plošča se imenuje w5100 - vsebuje modul Ethernet in modul za branje kartic SD. To pomeni, da lahko podatke, kot je dnevnik meritev senzorjev, shranjujete na pomnilniško kartico in upravljate sistem preko spletnega vmesnika. Če želite arduino povezati z njim, uporabite knjižnice:

knjižnica Ethernet;

Bodite pozorni navzven, ponavlja koncept Arduino UNO R3, poleg tega pa se bo prilegal na Mega.

Če se vam W5100 zdi prevelik, bo ENC28J60 zavzel manj prostora. Žal nima več SD modula.

Slaba stran je, da ga ni mogoče namestiti na ploščo, ampak je izdelan kot ločen modul.

W5500 je še ena možnost Ethernet ščita. V svojem bistvu je to spremenjena različica W5100, optimizirana v smislu hitrosti in energetske učinkovitosti.

Upoštevajte, da so na ščitih polne velikosti vsi zatiči podvojeni s priključnim blokom. Žal ščiti uporabljajo vrata. Ta uporablja MOSI, MISO, SCK in pin 10 za signal CS (Communication Destination Select).

Če potrebujete brezžično povezavo, so vaša izbira Wi-fi ščitniki, če imate internetno povezavo in usmerjevalnik, če pa tega nimate pa GSM moduli ali GPRS Shields.

Na sliki je uradni ščit. Ima režo za pomnilniško kartico Micro SD in komunicira z mikrokrmilnikom prek protokolov SPI, njegovo programsko opremo lahko posodobite prek Mini-USB. Podpira 802.11b/g.

Zgoraj lahko vidite GPRS shield iz Amperke. Anteno lahko zamenjate z močnejšo. Bližje gledalcu je reža za kartico SIM, malo naprej pa reža za baterijo CR1225. Baterija na plošči je potrebna za vročo uro realnega časa in to je pomemben dodatek k zmogljivostim ščita GPRS. Nanj in z njega lahko pošljete SMS.

S to ploščo lahko nadzorujete in dajete ukaze (ali kateremu koli drugemu projektu vaše izvedbe) s katere koli razdalje. Pomembno je, da ste v območju za sprejem mobilne telefonije.

Kako shraniti podatke na Arduino?

V projektih se vsi podatki ne shranijo v pomnilnik mikrokrmilnika. Včasih morate shraniti določeno količino informacij. Prva stvar, ki pride na misel, je že povedano - to je snemanje informacij s senzorjev, da bi dodatno preučili, kako se okolje spreminja skozi ure, dneve, leta. Odličen primer je domača vremenska postaja. Uporaben je ne le za raziskovalce, ampak tudi za amaterje za splošno izobraževanje in razvoj.

To ni ščit, ampak modul. Je miniaturna in enostavna za ponovitev, mimogrede, tukaj je njena shema.

Obstaja tudi ščit za shranjevanje podatkov v polni velikosti. Deluje s pomnilniško kartico SD, na krovu je modul ure realnega časa, ki ga napaja 3V CR1220 baterija, kar je lep bonus.

Nadziramo močno obremenitev iz mikrokrmilnika

Prva stvar, ki pride na misel, je rele. Z njihovo pomočjo lahko preklopite oba enosmerna tokokroga in s pokom se bosta spopadla z 220-voltnim gospodinjskim električnim omrežjem.

Natančneje, modul, ki je prikazan spodaj, lahko preklopi 1 kW 220 V obremenitev (ali 5 A) za vsak kanal, za povečanje moči lahko vzporedno povežete več kanalov ali vklopite ta rele. V tem primeru bodo releji iz ščita igrali vlogo vmesnih ojačevalcev.

Seveda lahko rele preklopite, kot sem opisal v članku, prek tranzistorja in morate izbrati rele za tok, vendar bo uporaba že pripravljene plošče bolj zanesljiva, bolj priročna in izgleda bolje.

Rele ima eno pomanjkljivost - omejeno število operacij - to je posledica izgorevanja kontaktov. To se zgodi zaradi pojava loka, ko se odpre močna obremenitev (zlasti induktivne narave - to je motor itd.). Takšen ščit lahko naredite na naslednji način:

In tukaj je videti sestavljeno:

Zato se lahko tiristorji in triaki uporabljajo za vklop izmenične obremenitve. Ena težava je, da jih ne morete povezati neposredno z arduinom, če se pn-spoj krmilne elektrode pokvari, je lahko 220 V na plošči mikrokrmilnika in ga zažge. Izhod iz te situacije je uporaba optosimistorja.

Ker se ta naloga pogosto sooča z izumitelji, je bila razvita že pripravljena rešitev - triac shield, njeno polno ime je ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield za Arduino. Prvotno je bil namenjen nadzoru sijaja "fleksibilnega neona".

Ima 8 kanalov, na katere sta povezana AC omrežje in obremenitev.

Ščitniki za motorje

Vožnja električnega motorja ni vedno enostaven postopek. V nekaterih situacijah morda ne boste imeli dovolj žebljičkov za dokončanje naloge ali pa je kontrolni algoritem precej zapleten. S takšnimi deskami boste svoj projekt robota premagali veliko hitreje.

Motor-SHIELD za arduino lahko krmili enosmerne motorje (4 kosi) ali dva koračna motorja.

Zgrajen je na podlagi dveh L293. To mikrovezje je sklop dveh H mostov, kar vam omogoča krmiljenje z možnostjo vzvratne dve DC motorji ali 1-stopenjski bipolarni motor. Priključni diagrami oz.

In v zgornjem levem kotu plošče sta dve ploščici za servomotorje (plus, minus in kontrolni signal). Rdeči krog označuje mesto, kjer je skakalec nameščen. Če je, potem to ploščo napaja osnovna plošča arduino, če pa ne, iz zunanjega 5 V vira.

S tem modulom domačega proizvajalca lahko krmilite dva enosmerna motorja, ima tudi mostiček, ki povezuje napajalne vode mikrokrmilnika ali jih odklopi - za napajanje iz ločenega vira.

Upravljate lahko motorje, ki so zasnovani za napetostno območje od 5 do 24 voltov. Namesto 2 enosmernih motorjev lahko uporabite 1 enofazni koračni motor ali vzporedno s kanali in povežete 1 močan enosmerni motor s tokom do 4 A, in to ni malo - 48 W pri napajalni napetosti 24 V.

Če želite povezati servo, potrebujete tri žice - plus, minus in signal, kaj pa, če imate veliko servomotorjev? Vaša deska se bo spremenila v zmešnjavo skakalcev. Da bi se temu izognili, obstaja Multiservo ščit.

Tudi tukaj obstaja možnost ločevanja močnostnih tokokrogov, kot je bilo v prejšnji različici. Skupno je mogoče povezati 18 servomotorjev (oštevilčenih od 0 do 17 na plošči).

Povsod ima svoje specifike, ščite za nenavadna opravila...

Atmega328, srce naše plošče, ima ADC. Glavna težava je, da na plošči arduino uno vidimo le 6 analognih vhodov. Kaj pa, če imamo več analognih senzorjev?

Dva arduina lahko združite v eno omrežje. Enega uporabite kot glavnega, drugega pa kot pomožnega za spremembe, iz prvega pa pošljite merilne signale na strežnik ali jih prikažite na zaslonu ... Ampak to je težko: pomnilnik morate zapravljati za dodatne vrstice programske kode za izvedbo takega sistema.

Kaj pa, če vsak vnos pomnožimo s 16? Skupno imamo lahko do 16*6=96 analognih vhodov. To je res z multipleksorjem. Preprosto preklopi 16 analognih kanalov izmenično na en analogni izhod, ki ga povežete z istim vhodom katerega koli svetovnega krmilnika.

S pomočjo mikrokrmilnika Atmega je zelo težko sprostiti funkcijo prepoznavanja glasu, a arduinistom ni treba obupati, obstaja posebna rešitev - EasyVR Shield 3.0.

To je že pripravljena, a draga rešitev, v času pisanja v Rusiji stane skoraj 100 $. Najprej bo ščit zapisal vaš ukaz, nato ga primerjal s tistim, kar je zapisano v spomin, in določil številko - izvedel ga bo.

Lahko se dogovorite za "dialog z računalnikom", lahko reproducira tisto, kar je v njem posneto. Brez dodatnih ojačevalnikov je priporočljivo "komunicirati" s to ploščo z razdalje največ 60 cm.

Prikaz slike

LCD Keypad Shield je prava nadzorna plošča. Vsebuje zaslon LCD1602 (16 znakov v dveh vrsticah) in niz gumbov. Zaradi njih je vključenih kar nekaj vrat, na primer A0 in D4 do D7 za tipkovnico, vrata D10 pa so PWM nadzor svetlosti osvetlitve ozadja. D8 in D9 - ponastavite in omogočite.

Pravzaprav obstaja veliko zaslonov, združljivih z arduinom. Oziroma tiste, o katerih je napisanih največ informacij in jih lahko enostavno zaženete na vašem sistemu. Zaslon NOKIA 5110 je precej priljubljen v krogih DIY, obstajajo tako OLED kot TFT zasloni, ki delujejo prek I2C. Niso pa v različici "ščit".

Avtonomno napajanje

Precej nenavaden ščit v tej zbirki, ki opravlja skupno nalogo. Napajalni ščit - to je z vsemi potrebnimi zaščitami in priključkom za polnjenje. Ne sliši se veliko, vendar bo vašemu projektu dalo zaključen videz, napajalnih tokokrogov pa ne bo treba postaviti poleg glavnih plošč.

Zaključek

Z uporabo ščitov za vsa projektna opravila se boste izognili nepotrebnim skakalcem in povezavam, kar bo zmanjšalo število napak in nepotrebnih skakalcev. Po montaži prejmete večnadstropni montažni sendvič plošč. Ta pristop se včasih imenuje "modularna zasnova". To bo med drugim olajšalo vzdrževanje, popravilo in prilagajanje opreme.

Navdušenci vadijo načrtovanje, ožičenje in sestavljanje edinstvenih modulov. To je eden od razlogov za visoko priljubljenost Arduina ne le kot platforme za DIY, postavitve in prototipe, temveč tudi kot platformo za že pripravljene rešitve.

In programiranje. Zasnovan je za zamenjavo obsežnih analognih naprav ali mikrovezij in je idealen kot darilo za vse radioamaterje.

Arduino: visokotehnološki konstruktor

"Arduino" je mikrokrmilniška plošča s številnimi zatiči in lastnim procesorjem. Plošča je osnova, na katero lahko povežete precej veliko število tako imenovanih ščitov (iz angleškega shield - ščit), ki širijo funkcionalnost plošče. Uporablja se v sistemih za avtomatizacijo procesov, zlahka pa se uporablja tudi v robotiki. Za ploščo Arduino je veliko področij dejavnosti. Toda priljubljenost med radioamaterji je pridobila ravno kot poceni, a preprosta in zelo večnamenska oblikovalka.

Arduino lahko s pomočjo programiranja naredite tako, kot bi moral. Ta postopek je enostaven in ga lahko obvlada celo začetnik. In če ima uporabnik znanje jezika C ++, se bo programiranje plošče izkazalo zelo preprosto in hitro.

Glavna prednost plošče je zmožnost priključitve neomejenega števila perifernih naprav nanjo, s čimer se doseže največja avtomatizacija dela. Poleg tega, če začetniku nekaj ne uspe, ni pomembno. V omrežju je ogromno skupnosti z veliko informacijami in navodili za programiranje in povezovanje. radioamaterji je čudovita izbira.

Upoštevati je treba, da konstruktor deluje na brezplačni programski opremi (na primer na posebni distribuciji Linuxa), zato vam za operacijski sistem in programsko opremo ne bo treba doplačati.

Delo s ščitnimi ploščami (ščiti)

Kot je navedeno zgoraj, je funkcionalnost naprave izboljšana s pomočjo posebnih plošč - ščitov. To so že pripravljene plošče za vodenje določenega procesa. Ščitniki so povezani s priključki - zatiči. Obseg procesov, ki jih je mogoče nadzorovati z uporabo ščitov, je zelo velik: od prenosa podatkov preko Etherneta do krmiljenja elektromotorjev. Z lastnimi rokami lahko sestavite sistem za nadzor procesa z uporabo ščitov. "Arduino" samo porazdeli vlogo ene ali druge zunanje naprave, ki je predpisana v programu, same razširitvene plošče pa delujejo neposredno.

Včasih morate v pomnilnik zapisati nekaj podatkov (na primer točke GPS). Arduino sam tega ne more storiti, saj nima pomnilniškega pogona. Tukaj pride prav ščit, ki doda možnost uporabe kartic micro-SD do 64 GB.

Nenavadno je, da lahko celo sami ustvarite ščite. Na primer, preprost LCD ščit. Vzemite zaslon iz kalkulatorja ali starega pozivnika in ga pritrdite na zatiče plošče. Seveda morate še vedno napisati program, da Arduino prikaže sliko na zaslonu. In to je to, domači ščit je pripravljen.

Programiranje "Arduino"

Programi Arduino so napisani v jeziku Wired. Ta jezik je v mnogih pogledih podoben C++. Vendar, tudi če nimate znanja programiranja, se z Wiredom še vedno ni težko ukvarjati. Na forumih, posvečenih "Arduinu", se programi zanj imenujejo "skice". Tudi če ste preveč leni ali se ne morete programirati, lahko najdete ogromno že pripravljenih skic.

Vsaka skica zahteva svoj nabor knjižnic. Lahko jih iščete tudi na forumih Arduino. Za začetnike je na voljo zelo dober referenčni vodnik z navodili po korakih za pisanje skic za določen proces.

Ustvarjanje ščitov za Arduino z lastnimi rokami

Nakup ščitov za Arduino sploh ni potreben. Recimo, da nimate dodatnih 30 evrov, je pa veliko nepotrebnih podrobnosti in velika želja, da bi nekaj avtomatizirali. Ni problema. Glavna stvar je, da že imate glavno ploščo z utripanim OS in možnostjo pisanja skic.

Iz improviziranih delov je mogoče dobiti vezje Arduino. Z lastnimi rokami ostane le spajkati komponente. Čeprav, če se domneva, da je struktura nepremična, potem ni treba nič spajkati. Preprosto povežite komponente z žicami. Treba je opozoriti, da se bo tak domači ščit za Arduino po ceni izkazal za večkrat cenejši od tovarniškega. Na primer, komplet Arduino za avtomatizacijo delovanja elektromotorjev bo stal 80-90 $. Če pa sestavite sami, lahko stroške zmanjšate na 30 $.

Za določena področja je ustvarjenih tudi veliko drugih kompletov, ki poleg glavne plošče vključujejo vse potrebne dele. Na primer, komplet za ustvarjanje pametnega doma, video nadzora, klimatske naprave ali stereo sistemov.

Seveda vseh ščitov ni mogoče izdelati sami. V nekaterih primerih preprosto ne najdete pravih podrobnosti. Na primer, treba bo kupiti ščit s podaljškom za pomnilniško kartico.

Za kaj lahko uporabljate Arduino?

Za to napravo je veliko aplikacij, upoštevali bomo le nekaj primerov uporabe.

Na primer, imate avto. In informacije o hitrosti morate prikazati na LCD zaslonu radia. Kako narediti merilnik hitrosti iz Arduina? Zelo preprosto. Kupujemo honorarje. Na primer, Arduino Mega 2560, Ublox NEO 6m GPS GPS modul. Po tem v omrežju poiščemo že pripravljene skice za nadzor, vse to predpišemo v Arduinu, pritrdimo drug drugemu in končali ste.

Enako enostavno lahko ustvarite celoten nadzorni sistem z lastnimi rokami. Arduino to omogoča. Glavna stvar je založiti potrebne skice in podrobnosti.

Uporaba "Arduino" v robotiki

Arduino se pogosto uporablja v robotiki. Zaradi dejstva, da je na ploščo priključeno veliko število servomotorjev, motorjev, senzorjev, lahko dobite celotnega robota, ki ga izdelate sami. "Arduino" vam omogoča tudi, da ga programirate, kakor želite. Če vas zanima plazenje, vožnja in skakanje kosov železa, potem je "Arduino" zagotovo za vas.

Poleg tega, če napravo skupaj z nekaterimi senzorji pritrdite na kvadrokopter, lahko dobite dobrega robota opazovalca. In to je že zelo koristen razvoj.

Prav v robotiki je mogoče pokazati izjemno domišljijo in s pomočjo "Arduina" - to prenesti v prakso. Nekateri obrtniki celo izdelujejo prototipe iz Futurame samo s tem konstruktorjem.

Namesto sklepa

Krmilne plošče Arduino so zaradi svoje prilagodljivosti pri prilagajanju idealne za avtomatizacijo katerega koli procesa. Poleg tega nihče ne bo imel težav s programiranjem plošč zahvaljujoč bogatemu referenčnemu priročniku na to temo. Če se v procesu dela kaj pokvari, ga ne bo težko popraviti sami. "Arduino" omogoča osebi, da pokaže brezmejno domišljijo. S to ploščo lahko ustvarite skoraj vse, od sistema za upravljanje talnega ogrevanja prek pametnega telefona do robota.

Ker se ukvarjamo z robotiko, bomo morali prej ali slej razmišljati o sestavljanju plošče za krmiljenje motorjev. V primeru, da potrebujete fiksno hitrost motorjev, ne da bi pri tem izgubili moč, je bolje sestaviti zaščitni rele. V primeru, da potrebujete gladko prilagajanje hitrosti vrtenja motorjev in ste pripravljeni omejiti največji porabljeni tok motorja na 600mA, potem preberemo ta članek in sestavimo nadzorno ploščo na dobro znanem čipu L293D. Srečati Ščitnik motorja L293D.

Če pogledate podatkovni list na zadnji mikruhi, lahko razumete, da vključuje 4 logične elemente IN-NE. 74HC00 je mogoče zamenjati s sovjetskimi analogi K155LAZ K155LA8. Načelo njegovega delovanja je mogoče razumeti, če pogledamo spodnjo sliko (odvisno od signalov, uporabljenih na vhodih a & b, dobimo vrednost na izhodu c). Slika prikazuje tudi "tabelo resnice" za ta element.

Bistvo uporabe čipa 74HC00 v naši napravi je možnost zamenjave ena in nič na nožicah Output1 in Output2 čipa L292D, s čimer se obrne smer vrtenja motorja, pri čemer se za to uporablja samo en izhod krmilnika.

Nastavili smo smer vrtenja motorjev, vendar brez napajanja na zatič Enable1, se motor ne bo vrtel. Z uporabo PWM signala na ta zatič bomo nadzorovali hitrost vrtenja motorja. Več o principu delovanja L293D si lahko preberete.

Krmiljenje 1. motorja (pin 4 - nastavite smer vrtenja, pin 3 (PWM ATmega 168.328) omogoči vrtenje in nadzor hitrosti)

Krmiljenje 2. motorja (pin 7 - nastavite smer vrtenja, pin 5 (PWM ATmega 168.328) omogoči vrtenje in nadzor hitrosti)

Za zaključek zgornjega prilagam shematski diagram (kliknite).

Za nadzor hitrosti motorjev so izbrani preostali PWM zatiči (3, 5), ki pa so na voljo samo na ATmega168, 328.

Po mojem mnenju je pri uporabi Mega8 bolje izgubiti možnost nadzora hitrosti gibanja, vendar boste imeli na voljo 3 proste izhode (PWM na ATMEGA8 (9, 10, 11)) za krmiljenje servomotorjev in 8. lahko kadar koli zamenjate s 328, ko ste prejeli ta dostop do nadzora hitrosti.

Servo delovanje

Plošča ima štiri konektorje za priklop servomotorjev (6, 9, 10, 11).

Plošča Arduino že ima regulator napetosti serije 7800, in sicer 7805, ki mora zagotavljati stabilno napetost za delovanje krmilnika. Da bi se izognili padcu napetosti v napajalnem tokokrogu krmilnika med ostrim zagonom močnih servo motorjev, je bilo odločeno, da napajamo napajalni servo del iz ločenega stabilizatorja.

KR142EN5A je linearni stabilizator, kar pomeni, da se vsa pretvorjena energija pretvori v toploto in ko je obremenitev priključena, se stabilizator začne segrevati premo sorazmerno s količino porabljenega toka. Glede na to je priporočljivo namestiti stabilizator na radiator.

Pri uporabi servomotorjev z nizko porabo energije priporočam uporabo pet-voltnega stabilizatorja z oznako 7805 alias KR142EN5A. Pet voltov za napajanje servomotorjev te velikosti bo dovolj z glavo.

Arhiv vsebuje dve mapi in seznam delov

. Mapa MSV1DIY1 vključuje šablono PCB, ki je združljiva SAMO z Arduino DIY (USB, COM), ki ima dodaten VTG INPUT izhod, napetost na katerem se meri še pred zaščitno diodo. S takšno združljivostjo je možno napajati tako Arduino iz ščita kot napajalni del ščita iz Arduina in stabilizator za napajanje servomotorjev iz Arduina.

. Mapa MSV1DIY2 vključuje šablono, združljivo z originalnim Arduinom.

Odpri fotografijo => Natisni => Celotna stran

Razlika je v tem, da je možna napajalna povezava na Vin pinu Arduina. Napetost na tem izhodu je enaka vhodu minus izguba napetosti na zaščitni diodi (na primer na napajalni konektor Arduino dovajamo 8 voltov, na izhodu Vin dobimo približno 7,4 voltov in posledično za napajanje napajanja del zaščitnega releja), kot tudi največji tok skozi diodo je omejen na 1000mA. Izguba 0,7 volta za nič ni vedno dovoljena. Izhod iz te situacije je preprost: ne napajajte ščita iz Arduina, temveč Arduino iz ščita, s čimer obidete zaščitno diodo.

To možnost je mogoče na enak način uporabiti tudi z domačimi različicami Arduina.

Za lažje odspajkanje smd komponent na hrbtni strani plošče, kjer ni oznake, bom dal sliko.

MSV1DIY1

MSV1DIY2

Ena od ključnih prednosti platforme Arduino je njena priljubljenost. Priljubljeno platformo aktivno podpirajo proizvajalci elektronskih naprav, ki izdajajo posebne različice različnih plošč, ki razširjajo osnovno funkcionalnost krmilnika. Takšne plošče, povsem logično imenovane razširitvene plošče (drugo ime: arduino shield, shield), služijo za opravljanje najrazličnejših nalog in lahko močno poenostavijo življenje arduinista. V tem članku se bomo naučili, kaj je razširitvena plošča Arduino in kako jo lahko uporabite za delo z različnimi napravami Arduino: motorji (ščitniki motorja), LCD zasloni (LCD ščiti), SD kartice (zapisovalnik podatkov), senzorji (senzorski ščit) in mnogi drugi.

Najprej razumemo izraze. Arduino razširitvena plošča je popolna naprava, zasnovana za izvajanje določenih funkcij in je povezana z glavnim krmilnikom s standardnimi konektorji. Drugo priljubljeno ime za razširitveno ploščo je angleški jezik Arduino shield ali preprosto ščit. Vse potrebne elektronske komponente so nameščene na razširitveni plošči, interakcija z mikrokrmilnikom in drugimi elementi glavne plošče pa poteka prek standardnih arduino zatičev. Najpogosteje se ščit napaja tudi iz glavne arduino plošče, čeprav ga je v mnogih primerih mogoče napajati iz drugih virov. V vsakem ščitu je nekaj brezplačnih zatičev, ki jih lahko uporabite po lastni presoji, tako da nanje povežete druge komponente.

Angleška beseda Shield je prevedena kot ščit, zaslon, zaslon. V našem kontekstu ga je treba razumeti kot nekaj, kar pokriva krmilno ploščo, kar ustvarja dodatno plast naprave, zaslon, za katerim se skrivajo različni elementi.

Zakaj so potrebni arduino ščiti?

Vse je zelo preprosto: 1) da prihranimo čas in 2) da bi nekdo na tem zaslužil. Zakaj bi izgubljali čas za načrtovanje, namestitev, spajkanje in odpravljanje napak nečesa, kar lahko vzamete že sestavljeno in začnete uporabljati takoj? Dobro zasnovane in sestavljene na visokokakovostni strojni opremi so razširitvene plošče običajno bolj zanesljive in zavzamejo manj prostora v končni napravi. To ne pomeni, da morate popolnoma opustiti samosestavljanje in vam ni treba razumeti načela delovanja določenih elementov. Navsezadnje pravi inženir vedno poskuša razumeti, kako deluje tisto, kar uporablja. A bolj zapletene naprave bomo lahko izdelali, če ne bomo vsakič znova izumili kolesa, ampak bomo pozornost usmerili na tisto, kar je malo ljudi rešilo pred nami.

Seveda je treba za priložnosti plačati. Skoraj vedno bodo stroški končnega ščita višji od cene posameznih komponent, vedno lahko podobno možnost naredite ceneje. Toda tukaj je odvisno od vas, da se odločite, kako kritičen je za vas porabljen čas ali denar. Ob upoštevanju vse možne pomoči kitajske industrije se stroški plošč nenehno znižujejo, zato se najpogosteje izbira v korist uporabe že pripravljenih naprav.

Najbolj priljubljeni primeri ščitov so razširitvene plošče za delo s senzorji, motorji, LCD zasloni, SD kartice, omrežni in GPS ščiti, ščiti z vgrajenimi releji za priklop na obremenitev.

Povezovanje Arduino Shields

Če želite povezati ščit, ga morate samo previdno "postaviti" na glavno ploščo. Običajno se zatiči ščita z glavnikom (moški) enostavno vstavijo v konektorje plošče Arduino. V nekaterih primerih je potrebno skrbno priviti zatiče, če sama plošča ni lepo spajkana. Glavna stvar pri tem je ravnati previdno in ne uporabljati pretirane sile.

Praviloma je ščit zasnovan za zelo specifično različico krmilnika, čeprav na primer veliko ščitov Arduino Uno precej dobro deluje s ploščami Arduino Mega. Pinout na mega je narejen tako, da prvih 14 digitalnih kontaktov in kontakti na nasprotni strani plošče sovpadajo z lokacijo kontaktov na UNO, tako da ščit iz arduina zlahka postane to.

Programiranje Arduino Shield

Programiranje vezja z razširitveno ploščo se ne razlikuje od običajnega programiranja arduina, saj smo z vidika krmilnika svoje naprave preprosto povezali na njegove običajne zatiče. Na skici morate določiti tiste zatiče, ki so v ščitu povezani z ustreznimi zatiči na plošči. Proizvajalec praviloma navede ujemanje zatičev na samem ščitu ali v ločenem priročniku za povezavo. Če prenesete skice, ki jih priporoča proizvajalec plošče, vam tega niti ne bo treba storiti.

Branje ali zapisovanje signalov ščita poteka tudi na običajen način: z uporabo funkcij in drugih ukazov, ki jih pozna vsak arduinist. V nekaterih primerih so možni trki, ko ste navajeni na to shemo povezave, proizvajalec pa je izbral drugo (na primer, gumb ste potegnili na tla, na ščitu pa na napajanje). Tukaj morate biti le previdni.

Ta razširitvena plošča je praviloma na voljo v kompletih arduino, zato se ljudje z arduino najpogosteje srečujejo. Ščit je precej preprost - njegova glavna naloga je zagotoviti bolj priročne možnosti za povezavo s ploščo Arduino. To se naredi z dodatnimi priključki za napajanje in ozemljitev, pripeljanimi na ploščo do vsakega od analognih in digitalnih zatičev. Na plošči lahko najdete tudi priključke za priključitev zunanjega vira napajanja (za stikalo morate namestiti mostičke), LED in gumb za ponovni zagon. Možnosti ščitov in primere uporabe najdete na slikah.

Obstaja več različic senzorske razširitvene plošče. Vsi se razlikujejo po številu in vrsti priključkov. Najbolj priljubljeni različici danes sta Sensor Shield v4 in v5.

Ta arduino ščit je zelo pomemben pri projektih robotike. Omogoča vam, da na Arduino ploščo naenkrat povežete običajne in servo motorje. Glavna naloga ščita je zagotoviti nadzor nad napravami, ki porabijo tok, ki je dovolj visok za običajno ploščo arduino. Dodatne funkcije plošče so funkcija krmiljenja moči motorja (z uporabo PWM) in spreminjanje smeri vrtenja. Obstaja veliko sort motornih ščitnih plošč. Skupno vsem je prisotnost v tokokrogu močnega tranzistorja, preko katerega je priključena zunanja obremenitev, elementi hladilnega telesa (običajno radiator), vezja za priključitev zunanjega napajanja, konektorji za priključitev motorjev in zatiči za priključitev na arduino.

Organizacija dela z omrežjem je ena najpomembnejših nalog v sodobnih projektih. Za povezavo z lokalnim omrežjem prek Etherneta je na voljo ustrezna razširitvena plošča.

Izdelava prototipov razširitvenih plošč

Te plošče so precej preproste - imajo kontaktne ploščice za montažne elemente, prikazan je gumb za ponastavitev in možno je priključiti zunanje napajanje. Namen teh ščitov je povečati kompaktnost naprave, ko so vse potrebne komponente nameščene neposredno nad glavno ploščo.

Arduino LCD ščit in tft ščit

Ta vrsta ščita se uporablja za delo z LCD zasloni v arduinu. Kot veste, povezovanje tudi najpreprostejšega 2-vrstičnega besedilnega zaslona še zdaleč ni trivialna naloga: pravilno morate povezati 6 zaslonskih kontaktov hkrati, ne da bi upoštevali napajanje. Veliko lažje je vstaviti že pripravljen modul v arduino ploščo in preprosto naložiti ustrezno skico. V priljubljeni LCD Keypad Shield je od 4 do 8 gumbov takoj povezanih na ploščo, kar vam omogoča takojšnjo organizacijo zunanjega vmesnika za uporabnika naprave. Pomaga tudi TFT Shield

Arduino Data Logger Shield

Druga naloga, ki jo je precej težko samostojno implementirati v svoje izdelke, je shranjevanje podatkov, prejetih od senzorjev s časovno referenco. Pripravljen ščit omogoča ne samo shranjevanje podatkov in prejemanje časa iz vgrajene ure, temveč tudi priročno povezavo senzorjev s spajkanjem ali na vezju.

Kratek povzetek

V tem članku smo obravnavali le majhen del ogromnega nabora različnih naprav, ki širijo funkcionalnost arduina. Razširitvene plošče vam omogočajo, da se osredotočite na najpomembnejšo stvar - logiko vašega programa. Ustvarjalci ščitov so zagotovili pravilno in zanesljivo namestitev, potrebno napajanje. Vse, kar vam preostane, je, da poiščete ploščo, ki jo potrebujete, z uporabo cenjenega angleškega besednega ščita, jo povežete z arduinom in naložite skico. Običajno je vsako programiranje ščita sestavljeno iz izvajanja preprostih dejanj za preimenovanje notranjih spremenljivk že dokončanega programa. Posledično dobimo enostavnost uporabe in povezovanja ter hitrost sestavljanja končnih naprav oziroma prototipov.

Pomanjkljivost uporabe ekspanzijskih plošč je njihova cena in možna izguba učinkovitosti zaradi vsestranskosti ščitov, ki je v njihovi naravi. Za vašo specifično aplikacijo ali končno napravo vse funkcije ščita morda ne bodo potrebne. V tem primeru morate ščit uporabiti le v fazi izdelave prototipa in testiranja, pri ustvarjanju končne različice vaše naprave pa razmislite o zamenjavi z dizajnom z lastno shemo in vrsto postavitve. Vse je odvisno od vas, imate vse možnosti za pravo izbiro.