Шилд ардуино: Шилды для Arduino — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Самые интересные шилды для Arduino||Arduino-diy.com

Если вы стали счастливым обладателем Arduino, вы наверняка слышали про платы расширения — так называемые шилды (Arduino shield), с помощью которых можете очень быстро расширить функциональные возможности вашего Arduino.

Как правило, большинство шилдов изготавливается под конкретный форм-фактор платы. В большинстве случаев — это микроконтроллеры Arduino Uno. Идея шилдов состоит в том, что вы покупаете отдельный модуль, который «садится» сверху на ваш микроконтроллер. Можно использовать несколько шилдов одновременно, устанавливая их один на другой. В результате вы получить многофункциональный «пирог» Arduino.

Ethernet Shield

Официальный шилд от создателей Arduino. Ethernet shield — это отличный вариант, чтобы обеспечить независимость вашего проекта от вашего персонального компьютера, так как он дает возможность наладить связь Arduino с интернет. Интересная особенность данного шилда — наличие на нем слота для MicroSD карты. Так что если в вашем проекте обрабатывается большой объем информации, например — mp3 файлы или видео; или вам надо хранить большие массивы данных для таких проектов как, например, светодиодный куб, хранить данные вы можете именно на SD карте.

Можно обеспечить работу хостинга для веб-сервера с использованием Ethernet шилда.

Перед тем как вы кинулись покупать Ethernet Shield, предупреждаю из личного опыта: Ethernet шилды зависимы от версий. Сначала я купил шилд v3 т оказалось, он не подходить к моему Arduino Uno v2, так как на версии платы v3 добавлено два пина. Кстати, Ethernet Shield стоит дороже чем сам контроллер Arduino, так что пришлось купить новую Arduino, а старую версию оставить для других проектов.

Так что проверяйте версию вашей платы и Ethernet шилда, который вы собираетесь покупать.

4 Relay Shield

Реле — основой узел многих устройств для домашней (и на только домашней) автоматизации. Реле используются в проетах Arduino, в которых необходимо подключения электрических цепей с большим питания. Если вы когда-то подключали реле, вы знаете, что для его работы необходима дополнительная обвязка: транзистор, диод и т.п. Если вам для проекта надо несколько реле, то монтажная плата (bredboard) очень быстро обрастет кучей проводников и контактов, в которых разобраться будет очень сложно.

4 Relay Shield (шилд на 4 реле) предоставляет вам все необходимые контакты для подключения 4-х периферийных устройств. Каждое реле дает возможность подключать оборудование которое работает с силой тока до 3 ампер. Конечно, можно использовать реле шилд и для маломощных электрических цепей. В таком формате их часто используют для замены переключателей.

Предупреждение: будьте осторожны с контактами реле-шилда. В случае их случайного замыкания или неправильного подключения внешней нагрузки, вы можете повредить вашу Arduino.

Protoshield

Protoshield (протошилд) сам по себе ничего не делает. Потому он такой плоский ;). Очень полезный шилд. После того как вы создали свой прототип с использованием монтажной платы и кучи проводов, стоит подумать о его презентабельности и удобстве. В этот момент вам пригодится протошилд. Вы собираете всю схему на нем и садите его сверху на вашу Arduino как любой другой шилд. То есть — это отличный вариант для создания собственного шилда!

LCD Shield

Зачем вам LCD Shield? Все просто: выводить информацию с Arduino не на персональный компьютер с использованием серийного монитора, а напрямую на периферийный экран! Это реально классно! Но! При использовании внешних экранов, вам обычно требуется 7 и более контактов с Arduino. Это очень ограничивает возможности дальнейшего подключения периферийных устройств. В этом LCD шилде используется протокол передачи данных I2C, то есть для его подключения задействуются лишь 2 пина! Кроме того, параллельно к этим же контактам можно подключить другое оборудование, работающее по тому же протоколу передачи данных.

В добавок к экрану, на LCD шилде установлено 4 «управляющие» кнопки и кнопка «select» (выбор). Благодаря этому у вас появляется дополнительный интерактивный интерфейс и непосредственного подключения к ПК при работе с шилдом можно избежать. Если монохромный дисплей вас не впечатляет, вы можете спокойно апгрейдить шилд, установив 1.8 inch TFT 18-bit color screen.

Вот на этом этапе вы должны понять, что не все шилды 100% совместимы друг с другом. Некоторые из них надо устанавливать сверху вашего Arduino «пирога». Именно к таким шилдам относится LCD шилд.

Energy Shield

Energy shield расширяет ваши возможности с точки зрения обеспечения питания проектов на Arduino. Шилд позволяет подключать различные источники питания и обеспечивать их работу с Arduino. Одна из самых ярких сфер применения — обеспечение подзарядки мобильных телефонов и гаджетов.

Motor Shield

Motor shield обеспечивает возможность управления множеством моторов с использованием Arduino. На шилде установлены все необходимые регуляторы, переключатели, предохранители. В общем, на motor шилде есть все для обеспечения простого управления двигателями и для их защиты.

SD Card Shield

Во многих проектах необходимо обрабатывать большие массивы информации, для хранения которой недостаточно встроенной в Arduino памяти. Именно в этом случае вам может понадобится SD Card Shield. Он совместим с картами памяти форматов SD, SDHCи MicroSD. Sd Card шилд использует простой SPI интерфейс для подключения и передачи данных.

Wifi Shield

Этот шилд предоставляет вам действительно огромные возможности, позволяя настроить передачу данных от Arduino с использованием WiFi технологий. Уверен, вы найдете ему достойное применение. Начиная от дистанционного управления вашими приводами в роботизированных проектах и заканчивая передачей данных с датчиков и сенсоров о состоянии того или иного объекта в режиме реального времени. WiFi шилд подключается к серийному порту.

GPRS Shield

GPRS Shield дает Arduino возможность использовать сети GSM/GPRS, которые используются для мобильных телефонов. В результате вы можете делать и принимать звонки и текстовые сообщения! Как правило, GPRS шилды оснащаются антеннами.

E-Ink Shield

E-Ink shield — очень интересная разработка, которая использует технологию электронных чернил (та же технология используется в электронных книгах). Основное преимущество E-Ink шилда — вы получаете дисплей, который требует минимум энергии для питания и предоставляет отличный формат для отображения и чтения текста. Подобные шилды могут отобразить текст даже без использования внешнего питания!

Music Shield

Music Shield дает вам возможность воспроизводить музыку в отличном качестве чрез Arduino. Шилд поддерживает широкий диапазон музыкальных форматов для воспроизведения. Естественно, в Music шилде предусмотрен слот для SD карты. Так что вы без проблем сможете загрузить вашу медиатеку без использования дополнительного SD шилда.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

Trema Shield (плата расширения) — Описания, примеры, подключение к Arduino

Общие сведения:

Trema Shield — это плата расширения, которая упрощает процесс подключения модулей к Arduino. Использование Trema Shield избавляет Вас от необходимости пайки проводов (например, питания) при подключении нескольких модулей к Arduino, упрощает процесс создания устройств.

Видео:

Подключение:

Trema Shield совместим с различными микроконтроллерами Arduino, его можно установить на Arduino UNO, Leonardo, Mega

Trema Shield устанавливается на Arduino, а модули подключаются проводами к колодкам Trema Shield.

Питание:

Напряжение питания модулей 5 В постоянного тока (выводы VCC и GND колодок) берётся с вывода 5V и GND Arduino.

Trema Shield — это плата расширения, которая помогает подключать большое количество периферии.

Подробнее о Trema Shield:

Множество датчиков имеют всего три вывода (два — питания и один информационный). У Arduino много информационных выводов и с их подключением к датчикам сложностей не возникает, а с выводами питания всё гораздо хуже, на плате Arduino всего два вывода 5V и три вывода GND. Значит без пайки или макетных плат, можно подключить только два модуля. Некоторые используют логические уровни на информационных выводах Arduino для их использования в качестве выводов питания, но это сильно нагружает выводы и может вывести их из строя.

Колодка из 14 цифровых выводов (D) с выводами шины питания (VCC и GND), для подключения цифровых модулей через Trema Shield к Arduino.
Колодка из 6 аналоговых выводов (S) с выводами шины питания (VCC и GND), для подключения как цифровых, так и аналоговых модулей, через Trema Shield к Arduino.
Колодка аппаратной шины I2C из 4 выводов (SDA, SCL, GND, Vcc) для подключения I2C модулей через Trema Shield к Arduino.
Колодка аппаратной шины UART (Serial) из 4 выводов (TX, RX, GND, Vcc) для подключения UART модулей через Trema Shield к Arduino.
Кнопка RESET для перезагрузки Arduino.
Два светодиода, «ON» — информирует о наличии питания, «L» — информирует о наличии высокого логического уровня на выводе D13.

На плате Trema Shield возле каждого информационного вывода находятся два вывода питания (VCC и GND) значит количество подключённых модулей, без пайки и «скрутки» проводов, может совпадать с количеством информационных выводов Arduino.

Помимо обычных (цифровых и аналоговых) выводов, на плате Trema Shield имеются колодки аппаратных шин I2C и UART (Serial) для подключения соответствующих модулей. Если Вам нужно подключить несколько модулей к шине I2C можно воспользоваться Trema I2C Hub.

Если Вы планируете подключать много мощных модулей или модули вносящие сильные искажения в шину питания, то Вам подойдёт Trema Power Shield, который, в отличии от Trema Shield, имеет встроенный мощный стабилизатор напряжения.

Trema Shield имеет макетную область, состоящую из сетки контактных отверстий, благодаря чему его можно превратить в Ваш собственный, уникальный Shield. Крайние контактные отверстия соединены с питанием или информационными выводами, в соответствии с нанесёнными обозначениями. Предположим Вы собрали устройство, подключив несколько модулей проводами к Trema Shield. Вы хотите часто использовать собранное устройство, но Вам мешает куча проводов и «висячие» модули. Тогда можно припаять все модули к центральным отверстиям Trema Shield соединив их (припаивая провода) к нужным крайним отверстиям. Теперь Trema Shield превратился в Ваш собственный Shield без травления печатных плат.

Trema Shield имеет 13 колодок для подключения цифровых, а так же 6 аналоговых колодок для подключения аналоговый модулей и сенсоров.

Для удобства на этом модуле есть I2C и Serial колодки.

Аналоговый сигнал

Аналоговые входы, пригодятся для подключения аналоговых датчиков, такие как Датчик Холла, Потенциометр, Датчик освещённости, Аналоговый термометр и т.д.

Цифровой сигнал

Цифровые входы/выходы так же могут быть использованы для подключения различных цифровых датчиков, такие как Кнопка, Зуммер , Датчик наклона, Цифровой термометр, Цифровой датчик температуры и влажности, ИК-приёмник и т.д.

Serial

Данный разъем предназначен для подключения устройство которые обменивают информацией по Serial порту, например Bluetooth-модули или сопряжения двух arduino между собой.

I2C

Отлично подойдет для подключения внешних модулей по I2C, например очень удобно с помощью 4-проводной шлейф «мама-мама» можно подключить Символьный дисплей LCD1602 IIC/I2C и т.д. Применение:

Проекты с большим количеством модулей, требующих отдельного питания.

Применение:

Подключение большого количества модулей к одной плате;

Ссылки:

Сенсорный шилд для Arduino Uno V5.0

SD card interface	предназначен для подключения модуля карты памяти, первый выход имеет обозначение «+», остальные по порядку ( VCC, GND, D11, D10, D13, D12). Это полезно для подключения карты памяти, на которую будет записываться работа устройства, показания сенсоров.
Ultrasonic interface	предназначен для подключения ультразвукового датчика. Он обозначается на плате буквами URF01, первый вывод обозначается «+», остальные по порядку (VCC, A0, A1, GND). Ультразвуковой датчик используется на автомобиле для определения расстояния до препятствий.
Power interface	предназначен для подключения внешнего питания. Напряжение внешнего питания должно быть 5 В. Дополнительное питание необходимо в случае, когда на шилд подключено много периферийных модулей.
Analog IO ports	(интерфейс контактов, которые могут работать как вход или выход) обозначаются A0, A1, A2, A3, A4, A5 и имеют по три контакта, обозначенных V (питание), G (минус), S (сигнал). Всего шесть выходов.
Digital IO ports	(интерфейс цифровых контактов) они могут работать как вход и выход. Обозначены 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, GND, AREF. Каждый порт имеет по три контакта, обозначенных VCC, GND, Signal. Вывод AREF – это опорное напряжение для аналоговых входов. Всего колодка цифровых выходов позволяет подключить 16 устройств.
I2C ( IIC) port	предназначен для связи интегральных схем, он же является последовательной шиной. Имеет четыре контакта, обозначенных SCL (Serial Clock), SDA (Serial Data), «-», «+». Благодаря этому порту появляется возможность подключать дополнительный микроконтроллер и производить с ним обмен данными.
RS232 interface	(последовательная шина COM порта) можно передавать данные на компьютер через USB порт. Интерфейс имеет четыре контакта TX, RX, «-», «+»
LCD parallel port	(параллельный порт ЖК-дисплея) имеет 14 контактов.
LSD serial port	( последовательный порт подключения ЖК-дисплея) имеет 6 контактов

Переделка шилда CNC Nano.

В интернете довольно много статей про подключение CNC шилда для Arduino UNO и его аналогов, но про его младшего брата Arduino Nano их намного меньше, а те что есть не учитывают некоторых нюансов китайского происхождения этих самых шилдов. Сам недавно стал владельцем платы CNC shield v3 for Arduino Nano. Вот такой: В 99% случаем при запросе CNC shield arduino nano появится именно она.

Проблемы этой платы заключаются в следующем, не работают установки микрошага с помощью джамперов, контакты отвечающие за шаг и направление контроллеров шаговых двигателей отличаются от таковых для Arduino Uno, питание силовой части идет напрямую на пин Vin контроллера.

Все описанные дальше манипуляции производятся исключительно на свой страх и риск.

Понадобится чуть-чуть поять, чуть-чуть паять и чуть-чуть изменять код.

Итак поехали.

Для начала разберемся с питанием.

Если ваш источник питания, от которого вы планируете запитать шаговые двигатели, выдает больше 12В, то рекомендую перерезать дорожку ведущую к контакту Vin как показано на картинке ниже.

Далее вернем возможность выставлять микрошаг с помощью джамперов (тут конечно надо сначала убедиться что у вас эта функция не работает так-же как и у меня, при замкнутых джамперах на пинах MS1, MS2, MS3 контроллера шагового двигателя будет 0).

Здесь придется не только резать но и паять. Черным будет указано какие дорожки обрезать, а синим какие замкнуть.

В общем суть заключается в том чтобы подать на контакты джамперов высокий уровень (+5В), работа довольно кропотливая и довольно легко получить короткое замыкание, поэтому вооружитесь тестером и внимательно прозванивайте запаянные контакты во избежание замыкания питания на землю. Результатом должно стать то что при поданном напряжении и установленных джамперах на контактах 1, 2 и 3 должен установиться высокий уровень (равный поданному напряжению), а при разомкнутых джамперах соответственно 0.

Теперь очередь кода.

Пины отвечающие за шаг и направление отличаются у Arduino Nano и Arduino Uno, поэтому залитая в Arduino Nano прошивка GRBL работать не будет.

Для того чтобы она заработала надо внести изменения в файл cpu_map_atmega328p.h (для версии grbl 0.9 и ранее) или cpu_map.h (для версии 1.1f). Находим в них следующие строки:

#define X_STEP_BIT 2

#define Y_STEP_BIT 3

#define Z_STEP_BIT 4

#define X_DIRECTION_BIT 5

#define Y_DIRECTION_BIT 6

#define Z_DIRECTION_BIT 7

и приводим их в такой вид:

#define X_STEP_BIT 5

#define Y_STEP_BIT 6

#define Z_STEP_BIT 7

#define X_DIRECTION_BIT 2

#define Y_DIRECTION_BIT 3

#define Z_DIRECTION_BIT 4

Сохраняем файл и заливаем прошивку через Arduino IDE (ну или компилируем и прошиваем полученный бинарник, кому как больше нравится).

Надеюсь статься кому-то поможет.

Обзор лучших Shield-плат для Arduino — «Хакер»

Содержание статьи

Arduino — крохотная плата с большими возможностями, типичный представитель Open Hardware и одно из первых устройств, завоевавших широкую популярность у аппаратных хакеров. Не мудрено: удобный электронный конструктор позволяет даже новичкам быстро разобраться и начать с нуля разрабатывать собственные устройства.

Как быстро начать?

Для быстрого начала новичку проще всего купить готовую плату — стоит она примерно $30. На плате будет всего два чипа — микроконтроллер ATMEL и микросхема USB-интерфейса, к которой он подключен. Все остальные элементы добавляются самостоятельно по мере необходимости.

Программы для Arduino (называемые на сленге «скетчами») пишутся на языке Wiring. По сути, это обычный C++, расширенный специальными процедурами типа «digitalWrite» (записать значение в порт) или «analogRead» (прочитать значение из АЦП). Осваивается все это в один-два присеста, особенно если у тебя уже есть опыт программирования на C++. Написанные скетчи компилируются и загружаются в Arduino через USB с помощью среды ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software). Чтобы собрать простейший проект требуются какие-то минут тридцать, без необходимости глубокого погружения в даташиты ATMEL и конструкции ассемблера. Язык интуитивно понятен, а разобраться с нюансами поможет неплохой онлайн-хелп. Да и паять, кстати, тоже необязательно, если есть беспаечная макетка и набор проводков.

Все выводы микроконтроллера выведены на два аккуратных ряда колодок, к которым можно подключать датчики, кнопки, дисплеи и тому подобное. Однако, чем сложнее обвязка, тем больше с ней может быть геморроя. Если речь идет про пару светодиодов и кнопок, то никаких сложностей. Но вот если требуется управлять моторами или обмениваться данными через радиоинтерфейс, возникает ряд сложностей. Для борьбы с этим пороком и придумали шилд-платы — готовые платы для расширения функциональности.

Что такое Shield-плата?

Shield-плата — это готовое решение для реализации частых задач, встающих перед разработчиками железа. Примерами таких задач могут быть и передача данных через радиоинтерфейс, и работа с Ethernet, и управление электронными двигателями. Платы расширения легко устанавливаются на Arduino, стыкуясь с колодками пинов и образуя весьма жесткую бутербродообразную конструкцию.

Можно устанавливать несколько плат одновременно, главное, чтобы устройства не конфликтовали за одни и те же пины Arduino. Немного покопавшись в сети, можно найти таблицы со списком популярных шилдов и занятых ими пинов (shieldlist.org).

Дальше остается лишь подцепить соответствующую библиотеку к основному скетчу и опробовать работу схемы с помощью прилагаемого к библиотеке скетча-примера. При таком подходе время экономится дважды: сначала на разработку и отладку аппаратной части, а затем — программной. Однако по-настоящему удачных и популярных шилд-плат существует всего пара десятков. Чем хороший шилд отличается от плохого?

В первую очередь, на нем обязана быть кнопка сброса. Оценить это может любой, кто отлаживал Arduino с одетым шилдом — штатная кнопка сброса становится недоступной и упражнения по ее нажиманию при помощи подручных продолговатых предметов порядком раздражают. Хороший шилд также должен быть совместим с Arduino Mega — если у тебя расширенная версия Arduino на ATmega1280 или ATmega2560, еще не факт, что с ней заработает шилд, созданный для привычной Uno или Duemilanova. А все из-за того, что в Mega отвечающие за аппаратный SPI пины перенесли в другое место! Так что если шилд общается с Arduino по шине SPI, обязательно изучи его «брюхо» — надеяться на совместимость с Mega можно, если ты увидишь там не только штырьки, но и черный квадратный разъем-розетку 2х3. Ниже я подготовил обзор лучших готовых Shield-плат для решения частых задач.

Управление моторами

Если необходимо управлять моторами, смело используй шилд Motorshield, созданный талантливым американским инженером Лимором Фридом aka ladyada (ladyada.net/make/mshield/).

Главное преимущество шилда заключается в его универсальности, поскольку он поддерживает до четырех моторов прямого тока, до двух шаговых двигателей и двух серво-приводов. Можно комбинировать: например, один шаговый и два двигателя постоянного тока. Основу шилда обеспечивают две микросхемы счетверенного H-моста L293D, способные выдавать ток до 600 мА на канал и работать напряжениями от 4,5 до 36 В. Запараллелив входы одной микросхемы, можно отодвинуть ограничение по току до 1,2 А.

С помощью этого шилда можно, например, управлять одновременно моторами и рулевой тягой модели гоночного автомобиля, шаговыми двигателями координатного стола. Для более мощных нагрузок можно использовать Ardumoto с чипом L298 от фирмы Sparkfun (два канала с токами нагрузки до 2 А) или ее более продвинутую версию Monster Moto Shield (sparkfun.com/products/10182) на двух чипах VNh3SP30, способную отдавать уже до 30 А с предельным напряжением 41 В. Если дело дойдет до последнего варианта, не забудь посоветоваться со знающими спецами: все-таки нагрузки довольно приличные, возможно придется обзавестись дополнительным радиатором, чтобы не обжечься.

Работа с Ethernet

Существуют два основных варианта шилдов для работы с Ethernet — на основе старого доброго чипа ENC28J60 от Microchip и более совершенного W5100 от Wiznet. Оба решения используют для обмена шину SPI, отнимая всего четыре пина Arduino. Но ENC28J60 появился много раньше и явно проигрывает продвинутому W5100: только 10 Мбит/с, нет аппаратной поддержки IP, UDP, TCP. Кроме того, W5100 позволяет работать с четырьмя сокетами (что означает поддержку до четырех одновременных соединений).

В общем, настоятельно рекомендую использовать именно W5100, потому что он существенно экономит ключевой ресурс микроконтроллера — оперативную память (SRAM), которую приходится экономить (у Atmega328 — всего один килобайт). Ну и все остальные преимущества предобработки налицо: пока W5100 сам переспрашивает пакеты по протоколу TCP и считает контрольные суммы заголовков, Atmegа может спокойно заниматься более важными вещами.

Другим образцовым примером является шилд Arduino Ethernet Shield (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield) от команды Arduino. С его помощью можно создать скетч, который будет способен:

получать динамический IP-адрес по DHCP;
устанавливать время по протоколу NTP;
резолвить имена через DNS;
проходить авторизацию через RADIUS;
выполнять функции несложного Web-сервера или выступать в качестве Web-клиента, формируя запросы и осуществляя парсинг ответов.

Из схожих плат можно отметить разработку Freetronics — EthernetShield with PoE (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe). Идея питания Ethernet-устройства от той же линии Ethernet, к которой оно и подключено, родилась в 2001 году, а два года спустя стала официальным промышленным стандартом IEEE 802.3af. По собственному опыту замечу, что нет ничего удобнее для питания автономных коробочек, которые общаются по Ethernet и разбросаны по зданию в радиусе 100 метров от специального питающего коммутатора. Стоит такой шилд чуть дороже, требует приобретения дополнительной микроплатки модуля PoE и вместо SD-разъема имеет макетное поле.

Применение такому шилду — исключительно в неподвижных конструкциях, требующих взаимодействия по сети TCP/ IP. Например, отображение в браузер состояния подключенных датчиков или удаленное управление какими-то механизмами.

Сразу вспоминается проект «твиттер-цветочка», в котором связка Arduino+Ethernet при помощи воткнутого в землю датчика влажности через твиттер жаловалась на сухость и требовала немедленного полива. При всем многообразии применения EthernetShield хочу предупредить о том, что каждая библиотека, безусловно, экономит время, однако и отнимает несколько килобайт флеш-памяти микроконтроллера. Поэтому, если рано или поздно упрешься в предельный размер 30 Кб своей Arduino Duemilanova — подумай о замене на Mega 2560, памяти для скетчей будет раз в восемь с половиной больше.

Использование SD-карт

В проектах, связанных с накоплением какой-либо информации (например, GPS-координат), часто требуется нарастить объем доступной энергонезависимой памяти. Проще всего это сделать, подключив стандартную SD-карту. Для этого есть несколько готовых шилдов. Самый симпатичный из известных мне вариантов — microSD module, разработан испанской фирмой Libellium, специализирующейся на мониторинге окружающей среды (goo.gl/iHCy4).

Шилд занимает всего одну колодку пинов Arduino и позволяет работать с SD и SDHC-картами, предварительно отформатированными на в FAT16 (предпочтительнее) или FAT32. Единовременно можно работать только с одним файлом, длинные имена не поддерживаются.

Беспроводные шилды

Самые простые RF-модули на амплитудной модуляции (ASK), работающие в нелицензируемом диапазоне 433 и 313 МГц хоть и могут использоваться с Arduino через библиотеку VirtualWire, но все равно представляются мне довольно плохим вариантом.

Слишком сильно они подвержены помехам, устойчиво работают только на низких скоростях, не имеют аппаратного разделения на каналы — несколько одновременно работающих передатчиков будут мешать друг другу. Может быть, именно поэтому шилд-плат для них я пока не встречал.

Полярную противоположность представляют платы семейства Xbee, основанные на протоколах Zigbee, идеально подходящие для организации распределенных сенсорных сетей с автономным питанием. Каждая такая плата сама по себе является устройством с микроконтроллером на борту, и от шилда требуется совсем немного — обеспечить согласование с Arduino. Называются такие шилды обычно «Xbee Shield», но не всегда — например, Libellium разработал Communication Shield (goo.gl/OZDxl). Шилд обязательно содержит два ряда колодок, к которым пристыковывается модуль в формате Xbee.

Единственный недостаток, пожалуй, это цена самого модуля Xbee. Взамен получаем скорость до 250 Кбит/с, дальность в пределах прямой видимости до 90 метров (модификация Xbee PRO может добивать до 1,2 км), шифрование, экономное энергопотребление и возможность ретрансляции данных (два модуля прозрачно общаются друг с другом через третий).

Давно замечено, что если в компании заходит речь про беспроводные сети, первым делом почему-то вспоминают про WiFi, гораздо реже — про Bluetooth. В качестве примеров подойдут WiFly Shield от SparkFun (sparkfun.com/products/9954) и Bluetooth module от Libellium (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). Последний выполнен в формате Xbee и будет работать с любым переходным шилдом для Xbee, а программная настройка из Arduino напоминает диалог с модемом — через последовательный порт и AT-команды. Кстати, в свое время была выпущена оригинальная плата Arduino BT (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth), которая не имела USB-интерфейса, но программировалась и подключалась к компьютеру именно через Bluetooth. Большого распространения она не получила — может быть, в силу увеличения цены.

Для обмена данными через GSM обычно используется мобильник, способный работать по последовательному порту на уровнях TTL.
Но сейчас таких все меньше и меньше — их вытесняет USB, для работы с которым требуется быть хостом (а не девайсом, каковым является Arduino). Но, к счастью, производители уже давно штампуют законченные GSM-модули, к которым остается при крутить внешнюю антенну и разъем симки. За примером далеко ходить не надо — GPRS Quadband module for Arduino от Libellium (goo.gl/KueFH), который базируется на GPRS-модеме от SAGEM.
Особенность именно этой модели — GRPS-модуль съемный, и можно передавать не только данные — разведен выход на внешний спикерфон.

Разные шилды

Подводя краткий итог, можно с уверенностью сказать — решения почти всех типичных задач давно существуют в виде шилдов. Но не стоит думать, что на этом все заканчивается. Вот несколько примеров: Radiation Sensor Board от Libellium (счетчик Гейгера).

И вроде бы идея не нова — но все равно, пока Фукусима не грянула, никому в голову не пришло запустить подобное в серийное производство. Другая интересная идея заложена в основу Seeeduino Stalker — она способна при необходимости быть и Arduino-совместимой платой, и шилдом, что достигается при помощи двух параллельных рядов контактов. В настоящий момент идет активная разработка USB Host Shield — он позволит подключать к Arduino устройства, подключаемые в обычных условиях к компьютеру. Существует также масса шилдов для индикации — начиная с семисегментных дисплеев, заканчивая TFT-экранами с тачскином. Меня больше всего заинтересовал LoL-Shield. Вроде бы простая матрица из светодиодов, но на принципе хекосплексирования. Этот хитрый прием использует возможность пинов Atmega находиться в трех состояниях (0, 1 и высокое сопротивление). В результате усердной пайки 126 светодиодов, получаем полноценную матрицу 9х14, не израсходовав даже всех пинов Arduino, а в качестве примеров к библиотеке предлагаются игры «Жизнь», «Тетрис», «Пинг-понг» и «Space Invaders».
Поэтому, если у тебя есть свободное время и оригинальная идея — обязательно найди время поделиться с сообществом — глядишь, тебе и схему поправят, и с разводкой помогут. Ведь нет ничего более захватывающего, чем коллективное творчество.

Шилд своими руками

В качестве примера создадим свой собственный LCD-шилд. Схема подключения популярного алфавитно-цифрового ЖКИдисплея 1602 на контроллере HD44780 возможна в двух вариантах — восьмибитной шиной или четырехбитной. Самое время открыть стратегию шилдостроения Arduino: пинов много не бывает! Стараемся использовать их по минимуму и поэтому выбираем четырехбитную схему (на наше счастье, поддержка такой схемы входит в дистрибутив ArduinoIDE, в виде библиотеки LiquidCrystal).

Используем для построения нашего шилда специальную заготовку — протошилд, который представляет собой макетную плату с небольшими изысками. Самая главная его ценность — это правильно расставленные отверстия для пинов, для идеальной стыковки с Arduino. Так уж получилось, что все колодки пинов расположены на сетке с шагом 2,54 мм, кроме одной (если бы не этот досадный факт, можно было бы взять любой кусочек «дырчатой макетки» и впаять в него стыковочные вилки PLS). Сделано это было специально, чтобы реципиент по рассеянности не вставил шилд наоборот и не пожег на корню будущий шедевр.
Обрати внимание, что схема предусматривает наличие переменного резистора для регулировки контрастности. Это важно! Если забить на это, при правильной в остальном схеме и скетче ничего видно не будет. Подойдет любой на 10-20 кОм, а конкретно на этом протошилде он уже и так предусмотрен — правда подключен ко входу analog0, поэтому придется припаять лишний проводок.

Возьмем кусочек штыревой гребенки PLS и распаяем сначала на контакты дисплея, а затем — на шилд. После этого надо взять монтажный провод и аккуратно, по очереди, зачистить и напаять проводки от дисплея к пинам Arduino согласно схеме — благо, она несложная. У меня интуитивным образом получилось упрятать большую часть под дисплей.

Оденем полученный результат на Arduino и загрузим первый тестовый скетч-пример из каталога LiquidCrystal. Ничего нет на экране? Или куча черных квадратиков? Не беда, самое время подкрутить переменный резистор — уверен, что-то обязательно появится! В этом случае можешь облегченно вздохнуть — теперь у тебя есть первый шилд собственного изготовления. Ну и раз уж он заработал — можно заодно его русифицировать. В свое время я изменил стандартную библиотеку так, чтобы символы кириллицы корректно транслировались из UTF-8 в знакогенератор дисплея. Ищи последнюю версию библиотеки на github.com/mk90.

Универсальный мини программатор из Ардуино Uno своими руками, прошивка ArduinoISP

Какое-то время у меня валялась Arduino Uno. И вот нашлось ей применение. Сделал удобный шилд для прошивки ходовых контроллеров в разных корпусах. Теперь данная отладочная плата активно используется. Шилд позволяет прошивать довольно много контроллеров от ATMEL, которые все еще популярны среди самодельщиков по многим параметрам. Итак, под катом изготовление шилда для прошивки микроконтроллеров Atmega8 (168/328), Attiny13(45/85), причем, как в DIP корпусах, так и в QFP и SOIC, используя адаптеры.

Ссылку я дал на похожую отладочную плату Arduini Uno, поскольку уже и не помню где брал свою. Моя платка с закосом под оргинал (конечно же это копия — поскольку брал в Китае):

Собственно, тут уже было немало обзоров на эту плату, поэтому перейдем сразу к шилду.
Схема шилда, довольно простая:

Конденсатор C4 позволяет не перезагружаться самой Arduino Uno во время прошивки, без него такое бывает и прошить не удается. На схеме видно два разъема для подключения контроллеров в корпусах dip28 и dip8. Для dip28 предусмотрен кварц с конденсаторами С2 и С3. Также на плате предусмотрен стандартный разъем ICSP для подключения, например, своих плат и их прошивки. Как и при типовом использовании, вывод 10 Arduino соединен с RESET программируемых контроллеров. Выводы 11, 12,13, представляющие ICSP соединены с аналогичными на подключаемых микроконтроллерах. На подключаемые контроллеры подается питание и земля от Arduino Uno. К выводам Arduino 7,8,9 через токоограничительные резисторы в 1КОм подключены индикационные светодиоды. Наш шилд позволит прошивать популярные контроллеры: Atmega8 (168/328), Attiny13(45/85), причем, как в DIP корпусах, так и в QFP и SOIC, используя адаптеры.

Платка получилась такая:

Желающие могут скачать файл платы, в формате для Sprint Layout. Также можно скачать готовые для заказа в Китае (или на местном производстве) gerber-файлы.

На плате видны две версии отверстий для dip28 в узком и широком корпусе, это сделано для подключения адаптера QFP32 в DIP28, обзор которого я делал здесь. Кроме того, если припаять разъем для узкой версии контроллера, то в отверстия для широкой версии можно припаять линейки штырьков и сразу тестировать прошитый контроллер. Для dip8 я также предусмотрел, помимо адаптера, отверстия для штырьков. Также имеются две версии ICSP разъемов широкий (10 контактов) и узкий (6 контактов), ну и все остальные детали, присутствующие на схеме. Светодиоды, резисторы и конденсаторы (22пФ) я использовал SMD 1206. Светодиоды распределил так: Зеленый — READY, Красный — ERROR, Желтый — PROG. Также предусмотрел штырьки для дополнительного питания и земли, которые могут потребоваться при тестировании прошиваемого контроллера.

Платы я заказывал в dirtypcbs.com, скорее всего я бы изготовил их ЛУТ-ом, но данный сервис разрешает панелизацию, а у меня как раз нашлось подходящее место на плате в заказе, да и спешки особой не было. Заводская плата выглядит все-таки гораздо лучше. Вот так они выглядят:

Припаиваем детали, я изготовил 2 версии, для широкого dip28:

Здесь я не стал припаивать штырьки и разъемы, так как планирую эту плату использовать для прошивки контроллеров с помощью адаптеров в корпусах SOIC и QFP.
Для узкого dip28:

Как видно из фото, для подключения микросхем в dip корпусах я использовал цанговые разъемы, мне они нравятся больше.
Адаптер QFP32 в DIP28 для подключения в широкую версию шилда:

Встает отлично:

Весь бутерброд, включая Arduino Uno:

Для узкой версии со вставленным контроллером ATtiny85:

Для прошивки контроллеров в SOIC8 корпусе я использую также адаптер:

Для того чтобы наша конструкция стала программатором, следует без шилда загрузить в Arduino Uno прошивку ArduinoISP, идущую в комплекте с любой версией Arduino IDE:

С таким шилдом стало очень удобно и быстро прошивать и тестировать контроллеры в различных корпусах, не боясь нарушить соединения как здесь:

Пример загрузки программы мигания диодом с помощью шилда и проверка его работы на месте:

На этом заканчиваю. Спасибо всем, кто дочитал до конца! Надеюсь, что кому-то приведенная информация окажется полезной. Всех со странным праздником: Старым Новым Годом!

25 полезных щитов Arduino, которые могут вам понадобиться

Щиты

Arduino — это платы, которые расширят функциональные возможности вашего Arduino. Вам просто нужно подключить их поверх платы Arduino. Существует бесчисленное множество видов щитов для выполнения бесчисленных задач.

Я также написал список из 21 модуля, который вы можете купить для Arduino менее чем за 2 доллара.

1. Ethernet-экран

Ethernet Shield позволяет подключать Arduino к Интернету.Вам просто нужно подключить экран к плате Arduino, а затем подключить его к своей сети. Довольно просто.