01 02.2017

Arduino štíty sú plné svojej rozmanitosti a funkčnosti. Ďalšie dosky rozširujú možnosti hlavného ovládača. Tieto dosky vám umožňujú poskytovať funkcie, ktoré sú potrebné pre určité úlohy v konkrétnych projektoch. Na trhu je ich dosť. Pozrime sa na najobľúbenejšie a najzaujímavejšie moduly pre praktické aplikácie pri vývoji zariadení.

Z tohto článku sa dozviete:

Zdravím vážený návštevník! Volám sa Gridin Semyon, som autorom blogu kip-world, môžete si o mne prečítať. Trh je plný rozmanitosti rôzne dosky vrátane klonov. Dnes som v tomto článku zdôraznil moduly, ktoré sú podľa mňa hlavné a je o ne najväčší záujem. Ich hlavné funkcie a prácu s nimi popíšem v nasledujúcej sérii článkov. Štíty som relatívne rozdelil do niekoľkých skupín:

1. komunikácia;
2. Moc;
3. Senzory-snímače;
4. Modemy;
5. Špeciálne.

Komunikácia moduly umožňujú poskytovať rôznymi spôsobmi komunikácia medzi zariadeniami, káblová aj bezdrôtová. Dosky rozširujú najmä funkčnosť a systém ako celok. Do tejto skupiny patria rôzne WI-FI, Ethernet, rôzne rozhrania, vytvárajúce flexibilitu systému.

Moc moduly - motorové ovládače, krokové ovládače, servopohony. K výkonovým možno pripísať aj štíty relé a tranzistorov.

Systém môže vidieť, počuť a ​​cítiť iba cez senzory. Je ich dosť. Medzi veľké množstvo senzorov patrí exotika - dymový senzor, senzor pôdnej vlhkosti, infračervený senzor. A vďaka tvorcom Arduina je cena veľmi demokratická. Keďže pracujem v oblasti automatizácie, tieto isté senzory budú stáť 200-300 krát viac.

Do skupiny modemy Vzal som si GPRS modemy. Pracujú s GSM pripojením. Moduly plnia veľmi špecifickú funkciu – zber dát, odosielanie SMS, prijímanie hovorov.

Kategória špeciálne sú také, ktoré je ťažké identifikovať v akejkoľvek skupine. Vývojári vyrábajú množstvo najrôznejších adaptérov, diaľkových ovládačov, dotykové panely, LCD indikátory. Špeciálne RFID kľúč možno do tejto skupiny zaradiť aj.

Ak v zozname niečo chýba, napíšte do komentárov, doplním. Pre tých, ktorí kontaktujú Arduino prvýkrát, odporúčam prečítať si o. A teraz poviem o 5 moduloch, s ktorými by som sa rád zoznámil ako prvý a ponúkam ich vám!!

Internetový modul Ethernetový štít W5100

Prvá vec, ktorú budem venovať pozornosť, je Ethernet shield W5100. Modul internetového adaptéra na zobrazenie takzvanej „vizualizácie“ v prehliadači. Ideálne pre systém inteligentnej domácnosti, meteostanicu, dispečing (ak potrebujete sledovať fyzické parametre). Je tu možnosť využitia cloudové technológie.

Popis modulu:

• Podpora protokolu TCP/IP
• slot na microSD kartu
• Úroveň napätia 3,3/5 V
• Kompatibilné s doskami Arduino UNO a MEGA
• Systémové úrovne: UDP, TCP, IPv4, ARP, MAC

GPRS modem GSM štít SIM900

Ďalšou rozširujúcou doskou v zozname je GSM shield SIM900. Ak je zariadenie ďaleko od vás a potrebujete bezdrôtové pripojenie, potom technológia GSM komunikácia Pre teba. Je možné posielať SMS v prípade nehody alebo nejakej udalosti. Môže byť použitý napríklad v skleníku na pravidelnú kontrolu teploty a vlhkosti.

Špecifikácie rozširujúcej dosky:

• Zostava založená na čipe SIM900
• Pracovná frekvencia GSM 850/900/1800/1900 MHz
• Správa pomocou AT príkazov
• vstavaný protokol TCP/UDP
• možnosť pripojenia reproduktora a slúchadiel, je možné odosielať DTMF signály a prehrávať nahrávky ako na záznamníku
• Držiak SIM karty a GSM anténa
• 12 GPIO (General Purpose Input/Output), 2 PWM (Pulse Width Modulation) a ADC (analógovo-digitálny prevodník)

Existujú aj drahé analógy pre serióznejšie a spoľahlivejšie systémy. Najnovšie som napísal program na interakciu GPRS modemu PM-01 a PLC100. V prípade nehody zariadenie odošle SMS na číslo príjemcu.

WIFI modul ESP8266

Ďalším spôsobom bezdrôtového prenosu informácií je WI-FI prenos. Pre takýto prípad je tu malý modul WI-FI ESP8266 Spôsob pripojenia a princíp fungovania zvážime neskôr. Vyzerá takto.

Popis modulu:

• Bezdrôtové rozhranie: Wi-Fi 802.11 b/g/n 2,4 GHz
• Režimy: P2P (klient), soft-AP (prístupový bod)
• Maximálny výstupný výkon: 19,5 dB mW (89 mW)
• Menovité napätie: 3,3V
• Voľné I/O porty: 2
• Frekvencia procesora: 80 MHz

Vodič motora L293D

Na ovládanie rôznych áut a tankov na motoroch priamy prúd používa sa hlavne budič motora L293D Existuje niekoľko možností pripojenia - pre krokové motory aj servá. Všetko závisí od programu, ktorý napíšete. Napíšte do komentárov ako používate daný vodič? V blízkej budúcnosti chcem kúpiť toto zariadenie, je veľmi zaujímavé zostaviť robota na kolesách. Áno, mimochodom, tu je:

Jeho vlastnosti:

• Kompatibilné s Arduino Mega 1280 a 2560, UNO, Duemilanove, Diecimila
• 4 kanálové ovládanie
• napájanie motora od 4,5V do 36V
• prípustný zaťažovací prúd 600mA na kanál, špičkový prúd - 1,2A
• ochrana proti prehriatiu
• 2 rozhrania s presným časovačom Arduino (nebude dochádzať k „chveniu“) na pripojenie serv na napätie 5V, ak je potrebné vyššie napájacie napätie, je potrebné prerobiť napájanie podľa popisu nižšie
• je možné súčasne ovládať 4 obojsmerné jednosmerné kefované motory alebo 2 krokové motory a 2 servomotory
• konektor pre pripojenie externého zdroja pre samostatné napájanie riadiacej logiky a motorov

Modul rozhrania RS-485

Pre mňa osobne je zaujímavá aj táto vec - RS485 Shield. prečo? Rozhranie RS-485 je priemyselný krútený párový kábel na pripojenie rôznych priemyselných modulov. Zbernica pracuje s protokolmi ModBUS RTU a ModBUS ASCII. Len som zvedavý, ako bude Arduino komunikovať s inými zariadeniami cez rozhranie.

Vlastnosti modulu:

• Napájanie 5,0V
• 16 digitálnych I/O portov (vrátane rozhrania I2C)
• 6 analógových I/O portov
• Prepnite do programovacieho režimu
• Prepínač režimu automatického/manuálneho vysielača a prijímača
• Štandardné rozhranie RS485, mini rozhranie RS485 (PH2.0) a kolíky RS485

No a to je všetko, s týmito modulmi by som chcel pracovať najviac. Čo môžete navrhnúť? Čo možno pridať do zoznamu? Napíšte do komentárov...

V ďalšom článku vám poviem, ako sa môžete pripojiť k Arduinu, nenechajte si to ujsť, bude to zaujímavé... Prihláste sa na odber aktualizácií!

S pozdravom Gridin Semyon.

Štít je prídavná doska. Navrhujem rozdeliť štíty na moduly plnej veľkosti a samostatné moduly. Plnohodnotné kopírujú tvar dosky Arduino, či už ide o UNO, Nano alebo MEGA. Jednotlivé moduly sú dosky voľného tvaru určené na vykonávanie špecifického súboru funkcií. Obidva môžu byť univerzálne aj na vykonávanie úzko zameraných úloh.

V obchodoch nájdete širokú škálu štítov a s určitou kvalifikáciou si ich môžete sami chovať vytlačená obvodová doska, v tvare a usporiadaní záverov opakujúcich arduino a zostavte si svoj vlastný jedinečný. Na obrázku je znázornená súprava štítov.

Začnime štítom, ktorý nenesie žiadne špeciálne funkcie, ale bol vytvorený pre pohodlie pri montáži vašich projektov. Prvý v našej recenzii teda uľahčí inštaláciu projektov s doskou Arduino Nano, hoci malá veľkosť „NANO“ je v tomto prípade zbytočná.

Na doske je konektor na pripojenie zástrčky z napájacej jednotky, stabilizátor napätia, ako aj svorkovnice. Sú podpísané a zodpovedajú záverom Nanki. Okrem toho je tu tlačidlo „reset“ a LED dióda „Power“.

Druhý štít je pre dosku Uno. Obsahuje nepájkovú dosku na zostavenie projektu a závery, ktoré duplikujú tie na samotnom arduine - pohodlné riešenie.

Akýkoľvek analógový snímač potrebuje napájanie a záporný kontakt, keď ich je veľa - existuje toľko prepojok, že bude veľmi ťažké zistiť obvod. Preto dizajnéri prišli so štítmi pre takéto riešenia. Zobrazujú sa v nich všetky vstupy a výstupy a napájacie kontakty sú zdvojené a umiestnené vedľa seba.

Tu je príklad takejto dosky pre verziu Arduino Mega.

Drôtové aj bezdrôtové

Pomocou týchto dosiek môžete spravovať mikrokontrolér po sieti napríklad cez ethernetový kábel alebo bezdrôtovo cez GSM pripojenie vložením SIM karty.

Táto doska sa volá w5100 - obsahuje ethernetový modul a modul čítačky SD kariet. To znamená, že môžete ukladať dáta, ako napríklad protokol meraní senzorov na pamäťovú kartu, a ovládať systém cez webové rozhranie. Ak chcete k nemu pripojiť arduino, použite knižnice:

Ethernetová knižnica;

Pozor navonok, opakuje koncept Arduino UNO R3, navyše sa hodí na Mega.

Ak sa vám W5100 zdá príliš veľký, potom ENC28J60 zaberie menej miesta. Bohužiaľ už nemá SD modul.

Nevýhodou je, že sa nedá namontovať na dosku, ale je vyrobený ako samostatný modul.

W5500 je ďalšou možnosťou štítu Ethernet. Vo svojom jadre ide o upravenú verziu W5100, optimalizovanú z hľadiska rýchlosti a energetickej účinnosti.

Upozorňujeme, že na štítoch plnej veľkosti sú všetky kolíky duplikované svorkovnicou. Bohužiaľ, štíty používajú porty. Tento konkrétny používa MOSI, MISO, SCK a pin 10 pre signál CS (Communication Destination Select).

Ak potrebujete bezdrôtové pripojenie, vašou voľbou sú Wi-fi štíty, ak máte internetové pripojenie a router a ak nemáte toto, tak GSM moduly alebo GPRS štíty.

Na obrázku je oficiálny štít. Má slot pre pamäťovú kartu Micro SD a s mikrokontrolérom komunikuje cez protokoly SPI, aktualizovať ho môžete cez Mini-USB softvér. Podporuje 802.11b/g.

GPRS štít z Amperky môžete vidieť vyššie. Anténu môžete vymeniť za výkonnejšiu. Bližšie k divákovi je slot na SIM kartu, o niečo ďalej slot na batériu CR1225. Batéria na doske je potrebná pre horúce hodiny reálneho času a to je dôležitý doplnok k schopnostiam štítu GPRS. Môžete posielať SMS do az nej.

Pomocou tejto dosky môžete ovládať a dávať príkazy (alebo akémukoľvek inému projektu vašej implementácie) z akejkoľvek vzdialenosti. Je dôležité, aby ste sa nachádzali v oblasti mobilného príjmu.

Ako ukladať dáta na Arduino?

V projektoch nie sú všetky informácie umiestnené v pamäti mikrokontroléra. Niekedy je potrebné uložiť nejaké množstvo informácií. Prvé, čo ma napadne, už bolo povedané – ide o zaznamenávanie informácií zo senzorov s cieľom ďalej skúmať, ako sa mení prostredie v priebehu hodín, dní, rokov. Skvelým príkladom je domáca meteostanica. Je to užitočné nielen pre výskumných vedcov, ale aj pre amatérov pre všeobecné vzdelávanie a rozvoj.

Nie je to štít, ale modul. Je miniatúrny a ľahko sa opakuje, mimochodom, tu je jeho schéma.

K dispozícii je tiež štít na ukladanie údajov v plnej veľkosti. Funguje s SD-pamäťovými kartami, na doske je modul hodín reálneho času, ktorý je napájaný 3V batériou CR1220, čo je príjemný bonus.

Výkonnú záťaž riadime z mikrokontroléra

Prvá vec, ktorá príde na myseľ, je relé. S ich pomocou prepnete oba jednosmerné obvody a s 220-voltovou domácou elektrickou sieťou si poradia s hrou.

Konkrétne, modul, ktorý je zobrazený nižšie, môže spínať 1 kW 220 V záťaže (alebo 5A) pre každý z kanálov, pre zvýšenie výkonu môžete buď paralelne niekoľko kanálov, alebo zapnúť toto relé. V tomto prípade budú relé zo štítu hrať úlohu medziľahlých zosilňovačov.

Samozrejme, môžete relé prepínať, ako som opísal v článku, cez tranzistor a musíte vybrať relé pre prúd, ale použitie hotovej dosky bude spoľahlivejšie, pohodlnejšie a vyzerá lepšie.

Relé má jednu nevýhodu - obmedzené množstvo operácie - je to dôsledok vyhorenia kontaktov. Stáva sa to v dôsledku výskytu oblúka, keď sa otvorí silné zaťaženie (najmä indukčného charakteru - ide o motor atď.). Takýto štít môžete vytvoriť takto:

A takto to vyzerá zmontované:

Báseň na zapnutie záťaže striedavý prúd možno použiť tyristory a triaky. Jeden problém je, že sa nedajú pripojiť priamo k arduinu, ak sa pokazí pn-prechod riadiacej elektródy, na doske mikrokontroléra môže byť 220 V a spáliť to. Cesta z tejto situácie je použitie optosimistora.

Keďže s touto úlohou sa vynálezcovia často stretávajú, bolo vyvinuté hotové riešenie – triakový štít, jeho celý názov je ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield pre Arduino. Pôvodne mal ovládať žiaru „flexibilného neónu“.

Má 8 kanálov, ku ktorým je pripojená sieť AC a záťaž.

Štíty pre motory

Riadenie elektromotora nie je vždy jednoduchý proces. V niektorých situáciách možno nemáte dostatok kolíkov na dokončenie úlohy alebo je riadiaci algoritmus dosť komplikovaný. S takýmito doskami prekonáte svoj robotický projekt oveľa rýchlejšie.

Motor-SHIELD pre arduino môže ovládať jednosmerné motory (4 kusy) alebo dva krokové motory.

Je postavený na základe dvoch L293. Tento mikroobvod je zostavou dvoch H mostíkov, čo umožňuje ovládať s možnosťou reverzácie dva jednosmerné motory, alebo 1 krokový bipolárny motor. Jednotlivé schémy zapojenia:

A v ľavom horný roh Doska má dve podložky pre servá (plus, mínus a riadiaci signál). Červený kruh označuje miesto, kde je prepojka nainštalovaná. Ak je, potom je táto doska napájaná základnou doskou arduino, a ak nie, z externého 5 V zdroja.

S týmto modulom od domáci výrobca môžete ovládať dva jednosmerné motory, má aj prepojku, ktorá spojí napájacie vedenia mikrokontroléra alebo ich odpojí - pre napájanie zo samostatného zdroja.

Môžete ovládať motory, ktoré sú navrhnuté pre rozsah napätia od 5 do 24 voltov. Namiesto 2 jednosmerných motorov môžete použiť 1 jednofázový krokový alebo paralelný kanál a pripojiť 1 výkonný jednosmerný motor s prúdom až 4A, a to nie je málo - 48W pri napájacom napätí 24V.

Na pripojenie serva potrebujete tri vodiče - plus, mínus a signál, ale čo keď máte veľa serv? Vaša doska sa zmení na spleť skokanov. Aby sa tomu zabránilo, je tu Multiservo štít.

Aj tu je možnosť oddelenia napájacích obvodov, ako tomu bolo v predchádzajúcej verzii. Celkovo je možné pripojiť 18 serv (očíslované od 0 do 17 na doske).

Všade má svoje špecifiká, štíty na nezvyčajné úlohy...

Atmega328, srdce našej dosky, má ADC. Hlavným problémom je, že na doske arduino uno vidíme iba 6 analógových vstupov. Čo ak máme viac analógových senzorov?

Môžete spojiť dve arduino do jednej siete. Použite jeden ako hlavný a druhý pomocný na zmeny a z prvého posielajte meracie signály na server alebo ich zobrazujte na obrazovke ... Ale je to ťažké: musíte plytvať pamäťou na ďalšie riadky programový kód implementovať takýto systém.

Čo ak každý vstup vynásobíme 16? Celkovo môžeme mať až 16*6=96 analógových vstupov. Toto je skutočné s multiplexerom. Len sa prepne v 16. kole analógové kanály na jeden analógový výstup, ktorý pripojíte k rovnakému vstupu akéhokoľvek svetového ovládača.

Pomocou mikrokontroléra Atmega je veľmi ťažké uvoľniť funkciu rozpoznávania hlasu, ale arduinisti nemusia zúfať, existuje špeciálne riešenie - EasyVR Shield 3.0.

Ide o hotové, no drahé riešenie, v čase písania tohto článku stojí v Rusku takmer 100 dolárov. Najprv štít zapíše váš príkaz, potom ho porovná s tým, čo je zapísané v pamäti, určí číslo - vykoná ho.

Môžete si dohodnúť „dialóg s počítačom“, dokáže reprodukovať to, čo je v ňom zaznamenané. Bez ďalších zosilňovačov sa odporúča „komunikovať“ s touto doskou zo vzdialenosti maximálne 60 cm.

Zobrazenie obrázku

Štít LCD klávesnice je skutočný ovládací panel. Obsahuje displej LCD1602 (16 znakov v dvoch riadkoch) a sadu tlačidiel. Kvôli nim je zapojených pomerne veľa portov, napríklad A0 a D4 až D7 pre klávesnicu a port D10 je ovládanie jasu PWM podsvietenia. D8 a D9 - reset a aktivácia.

V skutočnosti existuje veľa displejov kompatibilných s arduino. Alebo skôr také, o ktorých bolo napísaných najviac informácií a môžete ich jednoducho spustiť vo svojom systéme. Displej od NOKIA 5110 je v kruhoch domácich majstrov pomerne populárny, existujú OLED aj TFT obrazovky, ktoré fungujú cez I2C. Ale nie sú vo verzii "štít".

Autonómne napájanie

Celkom nezvyčajný štít v tejto kolekcii, ktorý plní bežnú úlohu. Napájací štít - ten je so všetkými potrebnými ochranami a nabíjacím konektorom. Neznie to veľa, ale vášmu projektu to dodá hotový vzhľad a napájacie obvody nebudú musieť byť umiestnené vedľa hlavných dosiek.

Záver

Používaním štítov pre všetky projektové úlohy sa vyhnete zbytočným prepojkám a spojeniam a tým sa zníži počet chýb a zbytočných prepojok. Po montáži dostanete viacposchodový prefabrikovaný doskový sendvič. Tento prístup sa niekedy označuje ako „modulárny dizajn“. Okrem iného to uľahčí údržbu, opravy a nastavovanie zariadení.

Nadšenci praktizujú navrhovanie, zapájanie a montáž jedinečných modulov. To je jeden z dôvodov vysokej popularity Arduina nielen ako platformy pre domácich majstrov, layoutov a prototypov, ale aj ako platformy pre hotové riešenia.

Arduino je malá doska s veľkým výkonom, typický predstaviteľ Open Hardware a jedno z prvých zariadení, ktoré si medzi hardvérovými hackermi získalo širokú popularitu. Niet divu: pohodlný elektronický dizajnér umožňuje aj začiatočníkom rýchlo prísť na to a začať vyvíjať svoje vlastné zariadenia od začiatku.

Ako rýchlo začať?

Pre rýchly začiatok je pre začiatočníka najjednoduchší spôsob, ako si kúpiť hotovú dosku - stojí asi 30 dolárov. Na hracej ploche budú len dva žetóny - Mikrokontrolér ATMEL a čip rozhrania USB, ku ktorému je pripojený. Všetky ostatné prvky sa pridávajú nezávisle podľa potreby.

Programy pre Arduino (slangovo nazývané „náčrty“) sú napísané v jazyku Wiring. V skutočnosti je to obyčajný C ++, rozšírený o špeciálne procedúry ako „digitalWrite“ (zapisovanie hodnoty do portu) alebo „analogRead“ (čítanie hodnoty z ADC). Toto všetko je zvládnuté na jedno alebo dve sedenia, najmä ak už máte skúsenosti s programovaním v C++. Napísané náčrty sú zostavené a nahrané do Arduina cez USB pomocou ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software). Zostavenie najjednoduchšieho projektu trvá asi tridsať minút, bez toho, aby ste sa museli hlboko ponoriť do datasheetov ATMEL a konštrukcií assembleru. Jazyk je intuitívny a dobrá online pomoc vám pomôže vysporiadať sa s nuansami. A spájkovanie, mimochodom, je tiež voliteľné, ak je k dispozícii nepájkovaná doska a súprava drôtov.

Všetky piny mikrokontroléra sú vyvedené do dvoch úhľadných radov plôšok, ku ktorým môžete pripojiť senzory, tlačidlá, displeje a podobne. Čím je však postroj zložitejší, tým viac hemoroidov s ním môže byť. Ak hovoríme o dvojici LED diód a tlačidiel, potom žiadne ťažkosti. Ak však chcete ovládať motory alebo si vymieňať dáta cez rádiové rozhranie, vzniká množstvo ťažkostí. Na boj s touto chybou prišli s štítovými doskami - hotovými doskami na rozšírenie funkčnosti.

Čo je štítová doska?

Štítová doska je riešením na kľúč pre realizáciu bežných úloh, ktorým čelia vývojári hardvéru. Príkladmi takýchto úloh môžu byť prenos dát cez rádiové rozhranie a práca s Ethernetom a riadenie elektronických motorov. Rozširujúce dosky sa ľahko inštalujú na Arduino, spájajú sa s kolíkovými blokmi a vytvárajú veľmi pevnú sendvičovú štruktúru.

Môžete nainštalovať niekoľko dosiek súčasne, hlavnou vecou je, že zariadenia nie sú v konflikte pre rovnaké kolíky Arduino. Pri malom hrabaní na nete nájdete tabuľky so zoznamom populárnych štítov a pinov, ktoré zaberajú (shieldlist.org).

Potom zostáva len zavesiť príslušnú knižnicu do hlavného náčrtu a vyskúšať fungovanie obvodu pomocou vzorového náčrtu priloženého ku knižnici. S týmto prístupom sa čas ušetrí dvakrát: najprv na vývoj a ladenie hardvéru a potom na softvér. Skutočne vydarených a obľúbených štítových dosiek je však len pár desiatok. Ako sa líši dobrý štít od zlého?

V prvom rade musí mať resetovacie tlačidlo. Každý, kto ladil Arduino s nasadeným štítom, to môže oceniť – štandardné resetovacie tlačidlo sa stáva nedostupným a cviky na jeho stláčanie pomocou podlhovastých predmetov po ruke sú otravné. Dobrý štít by mal byť kompatibilný aj s Arduino Mega - ak máte rozšírenú verziu Arduina na ATmega1280 alebo ATmega2560, nie je isté, že s ním bude fungovať štít vyrobený pre známe Uno alebo Duemilanova. A to všetko kvôli tomu, že v Mega boli piny zodpovedné za hardvérové ​​SPI presunuté na iné miesto! Ak teda štít komunikuje s Arduinom cez zbernicu SPI, určite si preštudujte jeho „brucho“ - môžete dúfať v kompatibilitu s Mega, ak tam uvidíte nielen kolíky, ale aj čierny štvorcový konektor 2x3 samica. Nižšie som pripravil prehľad najlepších štandardných dosiek Shield na bežné úlohy.

Ovládanie motora

Ak potrebujete ovládať motory, pokojne použite štít Motorshield, ktorý vytvoril talentovaný americký inžinier Limor Freed alias ladyada (ladyada.net/make/mshield/).

Hlavnou výhodou štítu je jeho všestrannosť, pretože podporuje až štyri jednosmerné motory, až dva krokové motory a dve servá. Možno kombinovať: napríklad jeden krokový motor a dva jednosmerné motory. Základom tienenia sú dva mikroobvody L293D quad H-bridge, schopné dodávať prúd až 600 mA na kanál a prevádzkové napätie od 4,5 do 36 V. Paralelovaním vstupov jedného mikroobvodu môžete posunúť limit prúdu na 1,2 A.

S týmto štítom môžete napríklad súčasne ovládať motory a tyč riadenia modelu pretekárskeho auta, krokové motory súradnicová tabuľka. Pre výkonnejšie záťaže môžete použiť Ardumoto s čipom L298 od Sparkfun (dva kanály so záťažovými prúdmi do 2 A) alebo jeho pokročilejšiu verziu Monster Moto Shield (sparkfun.com/products/10182) na dvoch čipoch VNH2SP30, dodávania do 30 A s limitom napätia 41 V. Ak ide o posledná verzia, nezabudnite sa poradiť s skúsenými odborníkmi: koniec koncov, zaťaženie je celkom slušné, možno budete musieť získať ďalší radiátor, aby ste sa nespálili.

Práca s Ethernetom

Existujú dve hlavné možnosti pre ethernetové štíty - založené na starom dobrom čipe ENC28J60 od Microchip a pokročilejšom W5100 od Wiznet. Obe riešenia využívajú na komunikáciu zbernicu SPI, pričom odoberajú iba štyri piny Arduino. Ale ENC28J60 sa objavil oveľa skôr a jasne stráca na pokročilý W5100: iba 10 Mbps, žiadna hardvérová podpora pre IP, UDP, TCP. W5100 navyše umožňuje pracovať so štyrmi zásuvkami (čo znamená podporu až štyroch súčasných pripojení).

Vo všeobecnosti dôrazne odporúčam používať W5100, pretože výrazne šetrí kľúčový zdroj mikrokontroléra - RAM (SRAM), ktorú je potrebné šetriť (Atmega328 má iba jeden kilobajt). Všetky ostatné výhody predspracovania sú zrejmé: zatiaľ čo W5100 si sám pýta pakety cez protokol TCP a počíta kontrolné súčty hlavičiek, Atmega môže bezpečne robiť dôležitejšie veci.

Ďalším exemplárnym príkladom je Arduino Ethernet Shield (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield) od tímu Arduino. S ním môžete vytvoriť náčrt, ktorý bude schopný:

• získať dynamickú IP adresu cez DHCP;
• nastavte čas pomocou protokolu NTP;
• rozlišovať mená cez DNS;
• prejsť autorizáciu cez RADIUS;
• fungovať ako jednoduchý webový server alebo pôsobiť ako webový klient, ktorý vytvára požiadavky a analyzuje odpovede.

Z podobných dosiek možno zaznamenať vývoj Freetronics - EthernetShield s PoE (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe). Myšlienka napájať ethernetové zariadenie z rovnakej ethernetovej linky, ku ktorej je pripojené, sa zrodila v roku 2001 a o dva roky neskôr sa stala oficiálnym priemyselným štandardom IEEE 802.3af. Z vlastnej skúsenosti podotýkam, že pre napájanie autonómnych boxov, ktoré komunikujú cez Ethernet a sú roztrúsené po budove v okruhu 100 metrov od špeciálneho vypínača, nie je nič pohodlnejšie. Takýto štít stojí o niečo viac, vyžaduje si zakúpenie ďalšej mikrokarty PoE modulu a namiesto SD konektora má pole na pečenie.

Použitie takéhoto štítu je výlučne v pevných štruktúrach, ktoré vyžadujú interakciu cez sieť TCP / IP. Napríklad zobrazovanie stavu pripojených senzorov v prehliadači alebo diaľkové ovládanie niektorých mechanizmov.

Okamžite si spomínam na projekt „twitter flower“, v ktorom sa zväzok Arduino + Ethernet pomocou senzora vlhkosti zapichnutého do zeme sťažoval cez twitter na sucho a vyžadoval okamžité zalievanie. Pri všetkej rozmanitosti aplikácií EthernetShield vás chcem upozorniť, že každá knižnica samozrejme šetrí čas, no zaberá aj niekoľko kilobajtov flash pamäte mikrokontroléra. Ak teda skôr či neskôr narazíte na veľkostný limit 30 KB vášho Arduina Duemilanova – porozmýšľajte nad jeho výmenou za Mega 2560, bude tam osem a pol krát viac pamäte na skice.

Používanie kariet SD

V projektoch súvisiacich s akumuláciou akýchkoľvek informácií (napríklad GPS súradníc) je často potrebné zvýšiť množstvo dostupnej energeticky nezávislej pamäte. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je pripojiť štandardnú SD kartu. Na to existuje niekoľko hotových štítov. Najkrajšia možnosť, o ktorej viem, je modul microSD, vyvinutý spoločnosťou Libellium, španielskou monitorovacou spoločnosťou. životné prostredie(goo.gl/iHCy4).

Štít zaberá iba jeden blok pinov Arduino a umožňuje vám pracovať s kartami SD a SDHC vopred naformátovanými v systéme FAT16 (preferované) alebo FAT32. Naraz môžete pracovať len s jedným súborom, dlhé názvy nie sú podporované.

Bezdrôtové štíty

Najjednoduchšie RF moduly zapnuté amplitúdovej modulácie(ASK), pracujúce v nelicencovanom pásme 433 a 313 MHz, aj keď sa dajú použiť s Arduinom cez knižnicu VirtualWire, stále sa mi zdajú dosť zlá možnosť.

Sú príliš náchylné na rušenie, fungujú stabilne len na nízke rýchlosti, nemajú hardvérové ​​oddelenie na kanály - niekoľko súčasne pracujúcich vysielačov sa bude navzájom rušiť. Možno aj preto som k nim ešte nevidel štítové dosky.

Opačným opakom je rodina dosiek Xbee založená na protokoloch Zigbee, ideálna na organizáciu distribuovaných senzorové siete s vlastným pohonom. Každá takáto doska je sama o sebe zariadením s mikrokontrolérom na doske a od štítu sa vyžaduje veľmi málo - na zabezpečenie koordinácie s Arduinom. Takéto štíty sa zvyčajne nazývajú „Xbee Shield“, ale nie vždy – napríklad spoločnosť Libellium vyvinula komunikačný štít (goo.gl/OZDxl). Štít nevyhnutne obsahuje dva rady podložiek, ku ktorým je modul vo formáte Xbee dokovaný.

Jedinou nevýhodou je snáď cena samotného modulu Xbee. Na oplátku získame rýchlosť až 250 Kbps, dosah priamej viditeľnosti až 90 metrov (modifikácia Xbee PRO môže dosiahnuť až 1,2 km), šifrovanie, ekonomickú spotrebu energie a schopnosť prenášať dáta (dva moduly transparentne komunikujú s navzájom cez tretiu).

Už dlho sa zistilo, že ak spoločnosť hovorí o bezdrôtové siete, v prvom rade si z nejakého dôvodu pamätajú WiFi, oveľa menej často - o Bluetooth. Príkladmi sú WiFly Shield od SparkFun (sparkfun.com/products/9954) a Bluetooth modul od Libellium (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). Ten je vo formáte Xbee a bude fungovať s akýmkoľvek prechodovým štítom Xbee a nastavenie softvéru z Arduina pripomína dialóg s modemom - cez sériový port a AT príkazy. Mimochodom, svojho času vyšiel originál doska arduino BT (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth), ktorý síce nemal USB rozhranie, ale bol naprogramovaný a pripojený k počítaču cez Bluetooth. Nezískal širokú distribúciu - možno kvôli zvýšeniu ceny.

Na výmenu dát cez GSM sa zvyčajne používa mobilný telefón, ktorý dokáže pracovať na sériovom porte na úrovni TTL.
Teraz je ich však čoraz menej – nahrádza ich USB, ktoré vyžaduje, aby ste boli hostiteľom (a nie zariadením, ktorým je Arduino), s ktorým budete pracovať. Výrobcovia však, našťastie, už dlho chrlia hotové GSM moduly, ku ktorým sa ostáva skrútiť externá anténa a sim konektor. Príklad nemusíte hľadať ďaleko – GPRS Quadband modul Libellium pre Arduino (goo.gl/KueFH), ktorý je založený na SAGEM GPRS modeme.
Charakteristickým rysom tohto konkrétneho modelu je, že modul GRPS je odnímateľný a môžete prenášať nielen dáta - výstup na externý hlasitý odposluch je káblový.

Rôzne štíty

Stručne povedané, môžeme s istotou povedať, že riešenia takmer všetkých typických problémov už dlho existujú vo forme štítov. Nemyslite si však, že tu to všetko končí. Tu je niekoľko príkladov: Libellium's Radiation Sensor Board (Geigerov počítač).

Urob si sám štít

Ako príklad si vytvorme vlastný LCD štít. Schéma zapojenia obľúbeného alfanumerického LCD 1602 na radiči HD44780 je k dispozícii v dvoch verziách - osembitová zbernica alebo štvorbitová. Je čas objaviť stratégiu budovania štítu Arduino: kolíkov nikdy nie je príliš veľa! Snažíme sa ich využívať na minimum a preto volíme štvorbitovú schému (pre naše šťastie je podpora takejto schémy súčasťou distribučného kitu ArduinoIDE, v podobe knižnice LiquidCrystal).

Na stavbu nášho štítu používame špeciálny polotovar - protoshield, čo je doska na chlieb s niekoľkými volánmi. Jeho najdôležitejšou hodnotou sú správne rozmiestnené kolíkové otvory pre dokonalé dokovanie s Arduinom. Náhodou sa stalo, že všetky kolíkové bloky sú umiestnené na mriežke s rozstupom 2,54 mm, až na jeden (nebyť tejto nepríjemnej skutočnosti, dalo by sa zobrať akýkoľvek kúsok „dierovanej doštičky“ a prispájkovať dokovacie kolíky PLS to). Bolo to urobené zámerne, aby príjemca z neprítomnosti nevložil štít opačne a nespálil budúce majstrovské dielo v zárodku.
Všimnite si, že obvod obsahuje premenlivý odpor na nastavenie kontrastu. To je dôležité! Ak na to zabudnete, ak je zvyšok schémy a náčrtu správny, nič nebude viditeľné. Každých 10-20 kOhm bude stačiť a konkrétne na tomto protoshield je to už zabezpečené - aj keď je pripojený k vstupu analog0, takže musíte pripájať ďalšie vodiče.

Vezmeme kúsok hrebeňa PLS a prispájkujme ho najskôr ku kontaktom displeja a potom k štítu. Potom musíte zobrať montážny drôt a postupne vyčistiť a prispájkovať drôty z displeja na piny Arduina podľa schémy - našťastie je to jednoduché. Väčšinu sa mi intuitívne podarilo skryť pod displej.

Výsledok dáme na Arduino a načítajme prvý testovací náčrt z adresára LiquidCrystal. Nič na obrazovke? Alebo kopu čiernych štvorcov? Nevadí, je čas ladiť premenlivý odpor Som si istý, že niečo bude! V tomto prípade si môžete vydýchnuť - teraz máte prvý štít vlastnej výroby. No, keďže zarobil - môžete to zároveň rusifikovať. Svojho času som zmenil štandardnú knižnicu tak, aby sa znaky azbuky správne preložili z UTF-8 do generátora znakov zobrazenia. Vyhľadávanie Najnovšia verzia knižnice na github.com/mk90.