01 02.2017

Az Arduino pajzsok tele vannak sokszínűségükkel és funkcionalitásukkal. További kártyák bővítik a fő vezérlő képességeit. Ezek a táblák lehetővé teszik, hogy olyan funkciókat biztosítson, amelyek bizonyos projektek bizonyos feladataihoz szükségesek. Rengeteg belőlük van a piacon. Nézzük meg a legnépszerűbb és legérdekesebb modulokat praktikus alkalmazások készülékfejlesztésben.

Ebből a cikkből megtudhatja:

Üdvözlet kedves látogató! A nevem Gridin Semyon, én vagyok a kip-world blog szerzője, olvashatsz rólam. A piac tele van változatossággal különféle táblák, beleértve a klónokat is. Ma ebben a cikkben azokat a modulokat emeltem ki, amelyek véleményem szerint a legfontosabbak és a legnagyobb érdeklődésre tartanak számot. A következő cikksorozatban ismertetem fő funkcióikat és velük dolgozom. Viszonylag több csoportra osztottam a pajzsokat:

1. Kommunikáció;
2. Erő;
3. Érzékelők-érzékelők;
4. Modemek;
5. Különleges.

Kommunikáció modulok lehetővé teszik különböző módokon kommunikáció az eszközök között, vezetékes és vezeték nélküli egyaránt. A táblák különösen a funkcionalitást és a rendszer egészét bővítik. Ebbe a csoportba tartoznak a különféle WI-FI, Ethernet, különféle interfészek, amelyek a rendszer rugalmasságát biztosítják.

Erő modulok - motor meghajtók, léptető meghajtók, szervo meghajtók. A relé- és tranzisztor-pajzsok szintén a teljesítményhez köthetők.

A rendszer csak keresztül lát, hall és érez érzékelők. Van belőlük elég. A nagyszámú érzékelő között vannak egzotikumok - füstérzékelő, talajnedvesség-érzékelő, infravörös érzékelő. És az Arduino alkotóinak köszönhetően az ár nagyon demokratikus. Mivel az automatizálás területén dolgozom, ugyanezek az érzékelők 200-300-szor drágábbak lesznek.

A csoporthoz modemek Vettem a GPRS modemeket. GSM kapcsolattal működnek. A modulok nagyon specifikus funkciót látnak el - adatgyűjtést, SMS küldést, hívások fogadását.

Kategória különleges vannak olyanok, amelyeket nehéz bármely csoport számára azonosítani. A fejlesztők egy csomó mindenféle adaptert, távirányítót, érintőpanelek, LCD kijelzők. Különleges RFID kulcs is ebbe a csoportba sorolható.

Ha valami hiányzik a listáról írjátok meg kommentben, kiegészítem. Azok számára, akik először lépnek kapcsolatba az Arduino-val, javaslom, hogy olvassa el a következőt. Most pedig 5 modulról fogok beszélni, amivel mindenekelőtt szeretnék megismerkedni, és ezeket ajánlom nektek!!

Internet modul Ethernet pajzs W5100

Az első dolog, amire figyelni fogok, az a W5100 Ethernet pajzs. Internet adapter modul az úgynevezett "vizualizáció" megjelenítéséhez a böngészőben. Ideális okosotthon rendszerhez, meteorológiai állomáshoz, diszpécserhez (ha fizikai paramétereket kell figyelni). Felhasználási lehetőség van felhő technológiák.

Modul leírása:

• TCP/IP protokoll támogatás
• microSD kártya nyílás
• Feszültségszint 3,3/5 V
• Kompatibilis az Arduino UNO és MEGA kártyákkal
• Rendszerszintek: UDP, TCP, IPv4, ARP, MAC

GPRS modem GSM pajzs SIM900

A listában a következő bővítőkártya a GSM shield SIM900. Ha az eszköz távol van Öntől és szüksége van vezetéknélküli kapcsolat, majd a technológia GSM kommunikáció Neked. Lehetőség van SMS küldésére baleset vagy valamilyen esemény esetén. Használható például üvegházban a hőmérséklet és a páratartalom időszakos szabályozására.

A bővítőkártya specifikációi:

• Összeszerelés SIM900 chip alapján
• Működési frekvencia GSM 850/900/1800/1900 MHz
• Kezelés AT parancsokkal
• beépített TCP/UDP protokoll
• hangszóró és fejhallgató csatlakoztatásának képessége, lehetőség van DTMF jelek küldésére és felvételek lejátszására, mint egy üzenetrögzítőn
• SIM kártya tartó és GSM antenna
• 12 GPIO (általános célú bemenet/kimenet), 2 PWM (impulzusszélesség-moduláció) és ADC (analóg-digitális átalakító)

Vannak drága analógok is a komolyabb és megbízhatóbb rendszerekhez. Legutóbb a PM-01 GPRS modem és a PLC100 interakciójára írtam egy programot. Baleset esetén a készülék SMS-t küld a címzett számára.

WIFI modul ESP8266

Az információ vezeték nélküli átvitelének másik módja a WI-FI átvitel. Ilyen esetre van egy kis WI-FI ESP8266 modul.A csatlakozás módját és működési elvét a későbbiekben fogjuk átgondolni. Így néz ki.

Modul leírása:

• Vezeték nélküli interfész: Wi-Fi 802.11 b/g/n 2,4 GHz
• Módok: P2P (kliens), soft-AP (hozzáférési pont)
• Maximális kimeneti teljesítmény: 19,5 dB mW (89 mW)
• Névleges feszültség: 3,3V
• Szabad I/O portok: 2
• Processzor frekvencia: 80 MHz

Motorvezető L293D

Különféle autók és tartályok vezérlésére a motorokon egyenáram elsősorban az L293D motormeghajtót használják.Több csatlakozási lehetőség létezik - léptetőmotorokhoz és szervókhoz egyaránt. Minden az általad írt programtól függ. Írd meg kommentben, hogyan használod adott sofőr? A közeljövőben szeretném megvásárolni ezt az eszközt, nagyon érdekes egy kerekeken lévő robot összeállítása. Igen, egyébként itt van:

Jellemzői:

• Kompatibilis: Arduino Mega 1280 és 2560, UNO, Duemilanove, Diecimila
• 4 csatornás vezérlés
• motor tápellátása 4,5V-tól 36V-ig
• megengedett terhelési áram 600mA csatornánként, csúcsáram - 1,2A
• túlmelegedés elleni védelem
• 2 interfész pontos Arduino időzítővel (nem lesz "jitter") szervók csatlakoztatásához 5 V-os feszültségre, ha nagyobb tápfeszültségre van szükség, akkor a tápcsatlakozást az alábbiakban leírtak szerint kell újra elvégezni
• 4 kétirányú DC kefés motor vagy 2 léptetőmotor és 2 szervomotor egyidejű vezérlése lehetséges
• csatlakozó külső forrás csatlakoztatásához a vezérlőlogika és a motorok külön tápellátásához

RS-485 interfész modul

Nekem személy szerint ez a dolog is érdekes - RS485 Shield. Miért? Az RS-485 interfész egy ipari csavart érpárú kábel különböző ipari modulok csatlakoztatásához. A busz ModBUS RTU és ModBUS ASCII protokollal működik. Csak kíváncsi vagyok, hogy az Arduino hogyan fog kölcsönhatásba lépni más eszközökkel a felületen keresztül.

A modul jellemzői:

• Tápfeszültség 5,0 V
• 16 digitális I/O port (beleértve az I2C interfészt)
• 6 analóg I/O port
• Váltson programozási módba
• Automatikus/kézi adó-vevő mód kapcsoló
• Szabványos RS485 interfész, mini RS485 interfész (PH2.0) és RS485 érintkezők

Nos, ennyi, ezekkel a modulokkal szeretnék a legjobban dolgozni. Mit tudtok javasolni? Mit lehet hozzáadni a listához? Írd meg kommentben...

A következő cikkben elmondom, hogyan csatlakozhatsz az Arduino-hoz, ne hagyd ki, érdekes lesz... Iratkozz fel a frissítésekre!

Üdvözlettel: Gridin Szemjon.

A pajzs egy kiegészítő tábla. Azt javaslom, hogy a pajzsokat ossza fel teljes méretű és önálló modulokra. A teljes méretűek követik az Arduino tábla formáját, legyen az UNO, Nano vagy MEGA. Egyedi modulok szabad formájú táblák, amelyeket meghatározott funkciók elvégzésére terveztek. Mindkettő lehet univerzális és szűken fókuszált feladatok elvégzésére is.

Az üzletekben sokféle pajzsot találhat, és bizonyos végzettséggel Ön is tenyésztheti nyomtatott áramkör, a következtetések alakjában és elrendezésében megismételve az arduinót, és állítsa össze saját egyedi. A képen egy pajzskészlet látható.

Kezdjük a pajzskal, amely nem hordoz semmilyen különleges funkciót, de a projektek felszerelésének kényelmét szolgálja. Tehát áttekintésünk első része megkönnyíti a projektek telepítését az Arduino Nano táblával, bár a „NANO” kis mérete ebben az esetben nem használ.

A kártyán van egy csatlakozó a tápegység csatlakozójának csatlakoztatásához, egy feszültségstabilizátor, valamint a sorkapcsok. Aláírták, és megfelelnek Nanki következtetéseinek. Ezen kívül van egy "reset" gomb és egy "Power" LED.

A második pajzs az Uno táblához tartozik. Tartalmaz egy forrasztás nélküli kenyérsütőtáblát a projekt összeállításához, és olyan következtetéseket, amelyek megismétlik az arduinón lévőket – ez egy kényelmes megoldás.

Bármely analóg érzékelőnek tápfeszültségre és negatív érintkezőre van szüksége, ha sok van - annyi jumper van, hogy nagyon nehéz lesz kitalálni az áramkört. Ezért a tervezők pajzsokat találtak ki az ilyen megoldásokhoz. Az összes be- és kimenet megjelenik bennük, a tápérintkezők duplikálva és egymás mellett helyezve el.

Itt van egy példa egy ilyen táblára az Arduino Mega verzióhoz.

Vezetékes és vezeték nélküli

Ezekkel a kártyákkal a mikrokontrollert hálózaton keresztül, például Ethernet-kábellel, vagy vezeték nélkül, GSM-kapcsolaton keresztül, SIM-kártya behelyezésével kezelheti.

Ezt a kártyát w5100-nak hívják – Ethernet modult és SD kártyaolvasó modult tartalmaz. Ez azt jelenti, hogy adatokat, például érzékelő mérési naplót tárolhat memóriakártyán, és webes felületen keresztül vezérelheti a rendszert. Az arduino csatlakoztatásához használja a könyvtárakat:

Ethernet könyvtár;

Kifelé figyeljen, megismétli az Arduino UNO R3 koncepcióját, ráadásul a Megához is elfér.

Ha a W5100 túl nagynak tűnik számodra, akkor az ENC28J60 kevesebb helyet foglal. Sajnos már nincs benne SD modul.

Hátránya, hogy nem táblára szerelhető, hanem külön modulként készül.

A W5500 egy másik Ethernet pajzs opció. Lényegében ez a W5100 módosított változata, amelyet a sebesség és az energiahatékonyság szempontjából optimalizáltak.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a teljes méretű pajzsokon az összes érintkezőt egy sorkapocs duplikálja. Sajnos a pajzsok portokat használnak. Ez a konkrét MOSI, MISO, SCK és a 10-es érintkezőt használja a CS (Communication Destination Select) jelhez.

Ha vezeték nélküli kapcsolatra van szüksége, a választás a Wi-fi shieldek, ha van internetkapcsolat és router, ha pedig nincs ilyen, akkor a GSM modulok vagy a GPRS Shieldek.

A képen a hivatalos pajzs látható. Micro SD memóriakártya foglalattal rendelkezik, és SPI protokollon keresztül kommunikál a mikrokontrollerrel, mini-USB-n keresztül frissítheti szoftver. Támogatja a 802.11b/g szabványt.

Az Amperka GPRS pajzsát fent láthatja. Kicserélheti az antennát egy erősebbre. A nézőhöz közelebb van egy SIM-kártya, kicsit távolabb pedig egy CR1225-ös akkumulátor helye. Az alaplapon lévő elem a forró valós idejű órához szükséges, és ez egy fontos adalék a GPRS pajzs képességeihez. SMS-t küldhetsz rá és onnan.

Ezzel a táblával tetszőleges távolságból irányíthat és parancsokat adhat (vagy a megvalósítás bármely más projektjéhez). Fontos, hogy egy mobil vételi területen tartózkodjon.

Hogyan tárolhatunk adatokat az Arduino-n?

A projektekben nem minden információ kerül a mikrokontroller memóriájába. Néha bizonyos mennyiségű információt kell tárolnia. Az első dolog, ami eszébe jut, már elhangzott - ez az érzékelőktől származó információk rögzítése annak érdekében, hogy tovább tanulmányozzuk, hogyan változik a környezet órák, napok, évek során. Jó példa erre az otthoni meteorológiai állomás. Nemcsak a kutatók számára hasznos, hanem az amatőrök számára is az általános oktatásban és fejlesztésben.

Ez nem egy pajzs, hanem egy modul. Miniatűr és könnyen megismételhető, mellesleg itt van a séma.

Van egy teljes méretű adattároló pajzs is. SD-memóriakártyákkal működik, valós idejű óra modul van a fedélzeten, amit egy 3V-os CR1220-as elem táplál, ami szép bónusz.

Erőteljes terhelést vezérelünk a mikrokontrollerről

Az első dolog, ami eszembe jut, az a relé. Segítségükkel átkapcsolhatja mindkét egyenáramú áramkört, és nagy lendülettel megbirkóznak a 220 voltos háztartási elektromos hálózattal.

Pontosabban, az alább látható modul 1 kW 220 V-os terhelést (vagy 5A) tud kapcsolni minden csatornára, a teljesítmény növelése érdekében több csatornát párhuzamosíthat, vagy bekapcsolhatja ezt a relét. Ebben az esetben az árnyékoló relék köztes erősítők szerepét töltik be.

Természetesen a relét a cikkben leírtak szerint átkapcsolhatja egy tranzisztoron keresztül, és ki kell választania az áram relét, de a kész kártya használata megbízhatóbb, kényelmesebb és jobban néz ki.

A relének van egy hátránya - korlátozott mennyiség műveletek - ez a kiégési érintkezések következménye. Ez az ív fellépése miatt következik be, amikor egy erős terhelést kinyitnak (különösen induktív jellegű - ez egy motor stb.). Ilyen pajzsot a következőképpen készíthet:

És így néz ki összeszerelve:

Vers a terhelés bekapcsolásához váltakozó áram tirisztorok és triacok használhatók. Az egyik probléma, hogy nem köthetők közvetlenül az arduinóhoz, ha a vezérlő elektróda pn-csatlakozása elromlik, akkor 220 V lehet a mikrokontroller kártyáján és elégetheti. Ebből a helyzetből az optozisztor használata a kiút.

Mivel ez a feladat gyakran szembesül a feltalálókkal, egy kész megoldást fejlesztettek ki - egy triac pajzsot, amelynek teljes neve ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield for Arduino. Eredetileg a "rugalmas neon" fényét akarták szabályozni.

8 csatornája van, amelyre az AC hálózat és a terhelés csatlakozik.

Pajzsok motorokhoz

Az elektromos motor vezetése nem mindig egyszerű folyamat. Bizonyos helyzetekben előfordulhat, hogy nincs elég tű a feladat elvégzéséhez, vagy a vezérlési algoritmus meglehetősen bonyolult. Az ilyen táblákkal sokkal gyorsabban megbirkózik a robotprojekttel.

Az arduino-hoz készült Motor-SHIELD DC motorokat (4 db) vagy két léptetőmotort vezérelhet.

Két L293 alapra épül. Ez a mikroáramkör két H híd összeállítása, amely lehetővé teszi a vezérlést két egyenáramú motor vagy egy lépéses bipoláris motor megfordításával. Csatlakozási rajzok rendre:

És a bal oldalon felső sarok A táblán két pad van a szervókhoz (plusz, mínusz és vezérlőjel). A piros kör jelzi a jumper felszerelésének helyét. Ha igen, akkor ezt a kártyát az arduino alaplapja táplálja, ha nem, akkor külső 5 V-os forrásból.

Ezzel a modullal től hazai gyártó két egyenáramú motort vezérelhetsz, van benne jumper is, ami összeköti a mikrokontroller tápvezetékeit, vagy leválasztja azokat - külön forrásból való tápellátáshoz.

Olyan motorokat vezérelhet, amelyeket 5 és 24 V közötti feszültségtartományra terveztek. 2 DC motor helyett használhat 1 egyfázisú léptetőt vagy párhuzamos csatornákat, és csatlakoztathat 1 nagy teljesítményű egyenáramú motort akár 4 A áramerősséggel, és ez nem kevés - 48 W 24 V tápfeszültség mellett.

Szervo csatlakoztatásához három vezeték kell - plusz, mínusz és jel, de mi van, ha sok szervó van? A táblád jumperek zűrzavarává válik. Ennek elkerülésére van egy Multiservo pajzs.

Itt is lehetőség van a tápáramkörök szétválasztására, ahogy az előző verzióban is történt. Összesen 18 szervót lehet csatlakoztatni (0-tól 17-ig számozva a táblán).

Mindennek megvannak a sajátosságai, pajzsai a szokatlan feladatokhoz...

Az Atmega328, az alaplapunk szíve, ADC-vel rendelkezik. A fő probléma az, hogy az arduino uno kártyán csak 6 analóg bemenetet látunk. Mi van, ha több analóg érzékelőnk van?

Két arduinót kombinálhat egyetlen hálózatba. Használja az egyiket főként, a másodikat pedig a változtatásokhoz, és az elsőtől kezdve küldje el a mérési jeleket a szerverre, vagy jelenítse meg őket a képernyőn ... De ez nehéz: memóriát kell pazarolnia további sorokra programkód egy ilyen rendszer megvalósításához.

Mi van, ha minden bemenetet megszorozunk 16-tal? Összesen 16*6=96 analóg bemenetünk lehet. Ez a multiplexerrel valós. Csak a 16-os kanyarban vált analóg csatornák egy analóg kimenetre, amelyet bármely világvezérlő ugyanahhoz a bemenetéhez csatlakoztat.

Az Atmega mikrokontroller segítségével nagyon nehéz felszabadítani a hangfelismerő funkciót, de az arduinistáknak nem kell kétségbeesni, van egy speciális megoldás - az EasyVR Shield 3.0.

Ez egy kész, de drága megoldás, a cikk írásakor közel 100 dollárba kerül Oroszországban. Először a pajzs leírja a parancsodat, majd összehasonlítja a memóriába írottakkal, meghatározva a számot - végrehajtja.

Lehet "párbeszédet" rendezni a számítógéppel, képes reprodukálni a benne rögzítetteket. További erősítők nélkül ajánlott legfeljebb 60 cm távolságból „kommunikálni” ezzel a táblával.

A kép megjelenítése

Az LCD billentyűzet pajzsa egy igazi vezérlőpanel. Tartalmazza az LCD1602 kijelzőt (16 karakter két sorban) és egy gombkészletet. Ezek miatt elég sok port érintett, például A0 és D4-től D7-ig a billentyűzet, a D10-es port pedig egy PWM háttérvilágítás fényerőszabályzó. D8 és D9 - alaphelyzetbe állítás és engedélyezés.

Valójában sok kijelző kompatibilis az arduinóval. Illetve azokat, amelyekről a legtöbb információt írtak, és könnyen futtathatja őket a rendszeren. A NOKIA 5110 kijelzője meglehetősen népszerű a barkácskörökben, van OLED és TFT képernyő is, amely I2C-n keresztül működik. De nem a "pajzsos" verzióban vannak.

Autonóm tápegység

Egészen szokatlan pajzs ebben a gyűjteményben, amely közös feladatot lát el. Táppajzs - ez minden szükséges védelemmel és töltőcsatlakozóval rendelkezik. Nem hangzik soknak, de kész megjelenést kölcsönöz a projektnek, és a tápáramköröket nem kell a fő kártyák mellé helyezni.

Következtetés

A pajzsok használata minden projektfeladathoz elkerüli a szükségtelen jumpereket és csatlakozásokat, és ezzel csökkenti a hibák és a szükségtelen jumperek számát. Összeszerelés után egy többszintes előregyártott deszka szendvicset kap. Ezt a megközelítést néha "moduláris tervezésnek" is nevezik. Ez többek között megkönnyíti a berendezések karbantartását, javítását és beállítását.

A rajongók gyakorolják az egyedi modulok tervezését, bekötését és összeszerelését. Ez az egyik oka annak, hogy az Arduino nem csak a barkácsolás, az elrendezések és a prototípusok platformjaként népszerű, hanem a kész megoldások platformjaként is.

Az Arduino egy apró, nagy teljesítményű tábla, az Open Hardware tipikus képviselője, és az egyik első olyan eszköz, amely széles körben elterjedt a hardverhackerek körében. Nem csoda: a kényelmes elektronikai tervező lehetővé teszi, hogy még a kezdők is gyorsan kitalálják, és a nulláról kezdjék el saját készülékeiket fejleszteni.

Hogyan lehet gyorsan elkezdeni?

A gyors kezdéshez a kezdőknek a legegyszerűbb módja egy kész tábla vásárlása - körülbelül 30 dollárba kerül. Csak két zseton lesz a táblán - ATMEL mikrokontrollerés az USB interfész chip, amelyhez csatlakoztatva van. Az összes többi elemet szükség szerint önállóan adjuk hozzá.

Az Arduino programok (szlengben "vázlatoknak" nevezik) a Wiring nyelven íródnak. Valójában ez egy közönséges C ++, speciális eljárásokkal kibővítve, mint például a „digitalWrite” (érték írása egy portra) vagy „analogRead” (érték olvasása ADC-ről). Mindezt egy-két ülés alatt elsajátítják, főleg ha már van C++ programozási tapasztalat. Az írott vázlatokat az ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software) segítségével USB-n keresztül összeállítják és feltöltik az Arduino-ra. Körülbelül harminc percet vesz igénybe a legegyszerűbb projekt összeállítása anélkül, hogy mélyen bele kellene merülnie az ATMEL adatlapjaiba és összeszerelő konstrukcióiba. A nyelvezet intuitív, és egy jó online súgó segít kezelni az árnyalatokat. És a forrasztás egyébként szintén nem kötelező, ha van forrasztás nélküli kenyérlap és egy vezetékkészlet.

Az összes mikrokontroller tűje két rendezett padsorhoz van vezetve, amelyekhez érzékelőket, gombokat, kijelzőket és hasonlókat csatlakoztathat. Azonban minél összetettebb a hám, annál több aranyér lehet vele. Ha egy pár LED-ről és gombról beszélünk, akkor nincs nehézség. De ha motorokat szeretne vezérelni vagy adatokat szeretne cserélni a rádiós interfészen keresztül, számos nehézség adódik. Ennek a hibának a leküzdésére pajzstáblákat készítettek - kész táblákat a funkcionalitás bővítésére.

Mi az a Shield Board?

A pajzstábla kulcsrakész megoldás a hardverfejlesztők gyakori feladatainak végrehajtására. Ilyen feladatok például a rádiós interfészen keresztüli adatátvitel, az Ethernettel való munka, illetve az elektronikus motorok vezérlése. A bővítőkártyák könnyen felszerelhetők Arduino-ra, rögzítőelemekkel rögzíthetők, és nagyon merev szendvicsszerkezetet alkotnak.

Egyszerre több táblát is telepíthet, a lényeg, hogy az eszközök ne ütközzenek ugyanazon Arduino tűkért. Egy kis ásással a neten találhat táblázatokat a népszerű pajzsok listájával és az általuk elfoglalt csapokkal (shieldlist.org).

Ezután már csak a megfelelő könyvtárat kell a fő vázlathoz rögzíteni, és a könyvtárhoz mellékelt mintavázlat segítségével kipróbálni az áramkör működését. Ezzel a megközelítéssel kétszer időt takarítunk meg: először a hardver fejlesztésére és hibakeresésére, majd a szoftverre. Azonban csak néhány tucat igazán sikeres és népszerű pajzstábla létezik. Miben különbözik a jó pajzs a rossztól?

Először is, rendelkeznie kell egy reset gombbal. Bárki, aki pajzs mellett hibakereste az Arduinót, ezt értékelheti – a normál reset gomb elérhetetlenné válik, és a kéznél lévő hosszúkás tárgyak segítségével történő megnyomásának gyakorlata bosszantó. A jó pajzsnak kompatibilisnek kell lennie az Arduino Megával is – ha az Arduino kiterjesztett változata van egy ATmega1280-on vagy ATmega2560-on, nem biztos, hogy az ismerős Uno vagy Duemilanova számára készült pajzs működik vele. És mindez annak a ténynek köszönhető, hogy a Megában a hardveres SPI-ért felelős csapok más helyre kerültek! Tehát ha a pajzs az SPI buszon keresztül kommunikál az Arduinóval, mindenképpen tanulmányozza a „hasát” – reménykedhet a Megával való kompatibilitásban, ha nem csak tüskéket lát ott, hanem egy fekete négyzet alakú 2x3-as csatlakozódugót is. Az alábbiakban összeállítottam a legjobb készen kapható Shield táblák áttekintését a gyakori feladatokhoz.

Motorvezérlés

Ha motorokat kell vezérelnie, nyugodtan használja a Motorshield pajzsot, amelyet a tehetséges amerikai mérnök, Limor Freed, más néven ladyada (ladyada.net/make/mshield/) készített.

Az árnyékolás fő előnye a sokoldalúság, mivel akár négy egyenáramú motort, legfeljebb két léptetőmotort és két szervót támogat. Kombinálható: például egy léptetőmotor és két egyenáramú motor. Az árnyékolás alapját két darab L293D quad H-híd mikroáramkör adja, amelyek csatornánként akár 600 mA áram leadására és 4,5-36 V üzemi feszültség leadására képesek. Egy mikroáramkör bemeneteinek párhuzamba állításával az áramkorlátot áthelyezheti 1,2 A.

Ezzel a pajzzsal például egyszerre vezérelheti egy versenyautó modell motorjait és kormányrúdját, léptetőmotorok koordináta táblázat. Erősebb terhelésekhez használhatja az Ardumoto-t a Sparkfun L298 chipjével (két csatorna 2 A-ig terjedő terhelési árammal) vagy a Monster Moto Shield fejlettebb változatát (sparkfun.com/products/10182) két VNH2SP30 chipen, amely képes 30-ig leadni És 41 V feszültségkorláttal. Ha arról van szó utolsó verzió, ne felejtsen el konzultálni hozzáértő szakemberekkel: végül is a terhelések meglehetősen megfelelőek, előfordulhat, hogy további radiátort kell vásárolnia, hogy ne égjen le.

Munka Ethernettel

Két fő lehetőség van az Ethernet-pajzsokhoz – a Microchip jó öreg ENC28J60 chipje és a Wiznet fejlettebb W5100 chipje alapján. Mindkét megoldás az SPI buszt használja a kommunikációhoz, mindössze négy Arduino érintkezőt vesz el. De az ENC28J60 sokkal korábban jelent meg, és egyértelműen veszít a fejlett W5100-zal szemben: csak 10 Mbps, nincs hardveres támogatás IP, UDP, TCP számára. Ezenkívül a W5100 lehetővé teszi, hogy négy aljzattal dolgozzon (ami azt jelenti, hogy akár négy egyidejű csatlakozást is támogat).

Általában erősen javaslom a W5100 használatát, mert jelentősen megtakarítja a mikrokontroller kulcsfontosságú erőforrását - a RAM-ot (SRAM), amelyet meg kell menteni (az Atmega328-nak csak egy kilobájtja van). Nos, az előfeldolgozás minden egyéb előnye nyilvánvaló: míg a W5100 maga kéri a csomagokat a TCP protokollon keresztül, és fejléc-ellenőrző összegeket számol, az Atmega nyugodtan végezhet fontosabb dolgokat is.

Egy másik példaértékű példa az Arduino Ethernet Shield (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield) az Arduino csapattól. Ezzel létrehozhat egy vázlatot, amely képes lesz:

• dinamikus IP-cím beszerzése DHCP-n keresztül;
• állítsa be az időt az NTP protokoll segítségével;
• a nevek feloldása DNS-en keresztül;
• átengedni az engedélyt a RADIUS-on keresztül;
• egyszerű webszerverként vagy webes kliensként működik, kéréseket és válaszokat küldve.

A hasonló kártyák közül kiemelhető a Freetronics - EthernetShield PoE-vel fejlesztése (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe). 2001-ben született meg az ötlet, hogy egy Ethernet-eszközt ugyanarról az Ethernet-vonalról tápláljanak, amelyhez csatlakozik, és két évvel később az IEEE 802.3af hivatalos ipari szabványává vált. Saját tapasztalataim alapján megjegyzem, semmi sem kényelmesebb az Etherneten keresztül kommunikáló autonóm dobozok táplálására, amelyek egy speciális tápkapcsolótól 100 méteres körzetben szétszórva vannak az épületben. Egy ilyen pajzs valamivel többe kerül, egy további PoE modul mikrokártya vásárlása szükséges, és SD-csatlakozó helyett van egy kenyértábla mező.

Az ilyen pajzs kizárólag olyan rögzített struktúrákban használható, amelyek TCP / IP-hálózaton keresztüli interakciót igényelnek. Például a csatlakoztatott érzékelők állapotának megjelenítése a böngészőben vagy egyes mechanizmusok távirányítójában.

Azonnal eszembe jut a „twitter-virág” projekt, amelyben az Arduino + Ethernet köteg egy talajba szúrt nedvességérzékelővel panaszkodott a twitteren keresztül a szárazságra, és azonnali öntözést követelt. Az EthernetShield alkalmazások sokféleségével szeretném figyelmeztetni, hogy minden egyes könyvtár természetesen időt takarít meg, ugyanakkor több kilobájtot is lefoglal a mikrokontroller flash memóriájából. Ezért, ha előbb-utóbb eléri az Arduino Duemilanova 30 KB-os méretkorlátját – gondoljon arra, hogy egy Mega 2560-ra cserélje, nyolc és félszer több memória lesz a vázlatokhoz.

SD kártyák használata

Bármilyen információ (például GPS-koordináták) felhalmozásával kapcsolatos projektekben gyakran szükséges a rendelkezésre álló nem felejtő memória mennyiségének növelése. Ennek legegyszerűbb módja egy szabványos SD-kártya csatlakoztatása. Ehhez több kész pajzs is létezik. A legszebb lehetőség, amit ismerek, a microSD modul, amelyet a Libellium, egy spanyol monitorozó cég fejlesztett ki. környezet(goo.gl/iHCy4).

A pajzs csak egy Arduino tűblokkot foglal el, és lehetővé teszi a FAT16 (előnyös) vagy FAT32 formátumra előre formázott SD és SDHC kártyákkal való munkát. Egyszerre csak egy fájllal dolgozhat, a hosszú nevek nem támogatottak.

Vezeték nélküli pajzsok

A legegyszerűbb RF modulok amplitúdó moduláció(ASK), a licenc nélküli 433 és 313 MHz-es sávban működnek, bár a VirtualWire könyvtáron keresztül Arduinóval is használhatók, nekem még így is elég rossz lehetőségnek tűnnek.

Túl érzékenyek az interferenciára, stabilan csak rajta működnek alacsony sebességek, nincs hardveres csatornákra való szétválasztása - több egyidejűleg működő adó zavarja egymást. Talán ezért nem láttam még hozzájuk pajzstáblát.

A sarki ellentéte a Zigbee protokollokon alapuló Xbee táblacsalád, amely ideális az elosztott rendszerezéshez. szenzorhálózatokönerejű. Mindegyik ilyen tábla egy mikrokontrollerrel ellátott eszköz, és nagyon kevés szükséges a pajzstól - az Arduino-val való koordináció biztosításához. Az ilyen pajzsokat általában "Xbee Shield"-nek hívják, de nem mindig - például a Libellium kifejlesztette a Communication Shield-et (goo.gl/OZDxl). A pajzs szükségszerűen két sor padot tartalmaz, amelyekhez az Xbee formátumú modul dokkolható.

Az egyetlen hátránya talán magának az Xbee modulnak az ára. Cserébe akár 250 Kbps sebességet, 90 méteres látótávolságot (Xbee PRO módosítás akár 1,2 km-t is), titkosítást, gazdaságos fogyasztást és adattovábbítási lehetőséget (két modul transzparensen kommunikál egymást a harmadikon keresztül).

Régóta észrevették, hogy ha egy cég arról beszél vezeték nélküli hálózatok, először is valamiért emlékeznek a WiFi-re, sokkal ritkábban - a Bluetooth-ról. Ilyen például a SparkFun WiFly Shield (sparkfun.com/products/9954) és a Libellium Bluetooth modulja (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). Ez utóbbi Xbee formátumú, és bármilyen Xbee átmeneti pajzsgal működik, és szoftver beállítása Az Arduino-ból egy modemmel folytatott párbeszédre hasonlít – soros porton és AT-parancsokon keresztül. Egyébként egy időben az eredeti is megjelent arduino tábla BT (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth), amely nem rendelkezett USB interfésszel, de programozott és Bluetooth-on keresztül csatlakozott a számítógéphez. Nem kapott széles körű forgalmazást - talán az áremelkedés miatt.

A GSM-en keresztüli adatcseréhez általában olyan mobiltelefont használnak, amely TTL szinten képes működni a soros porton.
De mostanra egyre kevesebb van belőlük – USB váltja fel őket, amihez hostnak kell lenni (és nem eszköznek, ami az Arduino). De szerencsére a gyártók már régóta adják ki a kész GSM modulokat, amiket még csavarni kell külső antennaés egy sim csatlakozó. Nem kell messzire keresni a példát – a Libellium GPRS Quadband modulja az Arduino számára (goo.gl/KueFH), amely egy SAGEM GPRS modemen alapul.
Ennek a modellnek az a sajátossága, hogy a GRPS modul eltávolítható, és nem csak adatátvitelre van lehetőség, hanem a kimenet egy külső kihangosítóra is vezetékes.

Különféle pajzsok

Összefoglalva, bátran kijelenthetjük, hogy szinte minden tipikus problémára már régóta létezik megoldás pajzsok formájában. De ne gondold, hogy itt mindennek vége szakad. Íme néhány példa: Libellium sugárzásérzékelő tábla (Geiger-számláló).

Csináld magad pajzs

Példaként hozzuk létre saját LCD-pajzsunkat. A népszerű 1602-es alfanumerikus LCD bekötési rajza a HD44780 vezérlőn két változatban érhető el - nyolc bites busz vagy négy bites. Ideje felfedezni az Arduino pajzsépítési stratégiát: soha nincs túl sok tű! Igyekszünk minimálisra használni őket, ezért egy négybites sémát választunk (boldogságunkra egy ilyen séma támogatását az ArduinoIDE disztribúciós készlet tartalmazza, LiquidCrystal könyvtár formájában).

A pajzsunk elkészítéséhez egy speciális blankot használunk - egy protoshieldet, ami egy kenyérlap néhány sallanggal. Legfontosabb értéke a helyesen elhelyezett tűlyukak az Arduino tökéletes dokkolása érdekében. Történt ugyanis, hogy az összes tűblokk egy 2,54 mm-es osztástávolságú rácson helyezkedik el, egy kivételével (ha nem ez a bosszantó tény, akkor a „perforált kenyérlap” bármelyik darabját le lehet venni, és a PLS dokkolódugókat beleforrasztani. azt). Ezt szándékosan tették, hogy a címzett szórakozottságból ne fordítva helyezze be a pajzsot, és ne égesse el a leendő remekművet.
Vegye figyelembe, hogy az áramkör tartalmaz egy változó ellenállást a kontraszt beállításához. Fontos! Ha elfelejti, a séma és a vázlat többi része helyes, semmi sem lesz látható. Bármilyen 10-20 kOhm megteszi, és konkrétan ezen a protoshielden már elő van írva - igaz, az analóg0 bemenetre van kötve, ezért plusz vezetékeket kell forrasztani.

Vegyünk egy darabot a PLS tűs fésűből, és forrasszuk először a kijelző érintkezőihez, majd az árnyékoláshoz. Ezt követően meg kell venni a rögzítőhuzalt, és óvatosan le kell csupaszítani és forrasztani a vezetékeket a kijelzőről az Arduino csapokhoz a diagram szerint - szerencsére egyszerű. Intuitív módon sikerült elrejtenem a legtöbbet a kijelző alá.

Tegyük fel az eredményt Arduino-ra, és töltsük be az első tesztvázlatot a LiquidCrystal könyvtárból. Nincs semmi a képernyőn? Vagy egy csomó fekete négyzet? Nem számít, ideje finomítani változtatható ellenállás Biztos lesz valami! Ebben az esetben megkönnyebbülten fellélegezhet – most megvan az első saját készítésű pajzs. Nos, mióta megérdemelte – egyben lehet oroszosítani is. Egy időben megváltoztattam a szabványos könyvtárat, hogy a cirill karakterek helyesen legyenek lefordítva UTF-8-ról a megjelenített karaktergenerátorra. Keresés legújabb verzió könyvtárak a github.com/mk90 címen.