Arduino nano shield что это

Trema Shield NANO

Общие сведения:

Trema Nano Shield — это плата расширения, которая не только упрощает процесс подключения модулей к Arduino NANO, но и позволяет «превратить» Arduino NANO в Arduino UNO. Это значит, что подключив Arduino NANO к Trema Nano Shield, Вы сможете и загружать скетчи разработанные для Arduino UNO, и использовать Shield’ы разработанные для Arduino UNO. Использование Trema Nano Shield избавляет Вас от необходимости пайки проводов при подключении нескольких модулей к Arduino NANO, упрощает процесс создания устройств.

Видео:

Подключение:

    На плате Trema Nano Shield имеются:
  • Колодка из 14 цифровых выводов (D) с выводами шины питания (V)-Vcc и (G)-GND, для подключения цифровых модулей через Trema Nano Shield к Arduino NANO.
  • Колодка из 8 аналоговых выводов (S) с выводами шины питания (V)-Vcc и (G)-GND, для подключения как цифровых, так и аналоговых модулей, через Trema Nano Shield к Arduino NANO.
  • Колодка аппаратной шины I2C из 4 выводов (SDA, SCL, GND, Vcc) для подключения I2C модулей через Trema Nano Shield к Arduino NANO.
  • Колодка аппаратной шины UART (Serial) из 4 выводов (TX, RX, GND, Vcc) для подключения UART модулей через Trema Nano Shield к Arduino NANO.
  • Кнопка RESET для перезагрузки Arduino NANO.
  • Контактные отверстия для припаивания колодок под Shield’ы Arduino UNO.
  • Колодки для подключения Arduino NANO.

Питание:

  • Напряжение питания можно подавать как на вход USB Arduino NANO, так и на вход DC-Jak от адаптера постоянного тока.
  • Напряжение 5 В постоянного тока на колодках (V)-Vcc и (G)-GND, для питания модулей, берётся с вывода 5V и GND Arduino NANO. Это значит что при подключении питания к входу DC-Jak, питание модулей осуществляется через стабилизатор напряжения встроенный в Arduino NANO.
  • Если Вы планируете подключать много мощных модулей или модули вносящие сильные искажения в шину питания, то на Trema Nano Shield нужно установить Trema Power Shield , который имеет встроенный мощный стабилизатор напряжения.

Подробнее о Trema Shield Nano:

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

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

Помимо обычных (цифровых и аналоговых) выводов, на плате Trema Nano 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.

Для «превращения» Arduino NANO в Arduino UNO нужно припаять колодки к крайним контактным отверстиям Trema Nano Shield, назначение которых совпадает с назначением выводов Arduino UNO . Припаиваемые колодки могут быть штыревыми (папа), гнездовыми (мама), или переходными (мама-папа), они не идут в комплекте с Trema Nano Shield, а приобретаются отдельно, по Вашему желанию.

Shield’ы под Arduino UNO устанавливаемые на Trema Nano Shield (сверху) подключаются через переходные колодки (приобретаются отдельно), которые приподнимут подключённый Shield над Trema Nano Shield.

В колодки Trema Nano Shield предназначенные для подключения Arduino NANO можно установить Arduino Pro Mini 5V 16MHz (устанавливается в отверстия до пунктирной линии), но тогда ей будут соответствовать только цифровые выводы от D0 до D9 включительно и выводы шины UART на Trema Nano Shield, подключение остальных выводов можно увидеть в таблице ниже. Платы Arduino Pro Mini 5V 16MHz не будут работать с Shield’ами использующими выводы D10-D13, шину SPI, или I2C. Платы Arduino Pro Mini 3V3 8MHz не совместимы с Trema Nano Shield.

Плата: Выводы:
Trema Nano Shield D0-D9 D10-D13 A0-A3 A4-A7 UART I2C
Arduino NANO D0-D9 D10-D13 A0-A3 A4-A7 UART I2C
Arduino Pro Mini 5V 16MHz D0-D9 нет D10-D13 A0-A3 UART нет

При установке Arduino NANO или Arduino Pro Mini 5V 16MHz обращайте внимание на распиновку, выводы GND устанавливаемых плат Arduino должны совпадать с выводам GND на колодках Trema Nano Shield.

Если к крайним контактным отверстиям Trema Nano Shield припаять штыревые (папа) или переходные (мама-папа) колодки, то Trema Nano Shield, помимо своего непосредственного назначения, сможет выполнять и функцию обычного Trema Shield. Это значит что при установке Trema Nano Shield (без Arduino NANO) на плату Arduino UNO, выводы последней будут подключены к цифровым (D) и аналоговым (S) колодкам Trema Nano Shield, также будут подключены шины I2C и UART (Serial).

У платы Arduino NANO на два аналоговых вывода больше, чем у платы Arduino UNO. Это значит что выводы A6 и A7 колодки аналоговых выводов (S) Trema Nano Shield, будут работать только с установленной платой Arduino NANO.

Источник

Arduino NANO shield

Хотите превратить Arduino Nano в Arduino Uno?
Нет ничего проще, нужно всего лишь припаять штырьковые контакты в специально сделанные отверстия на плате.

Для чего же нужен этот шилд? В первую очередь – это плата расширения Arduino Nano V3.0 с выведенными контактами I/O ввода/вывода.
Плата нужна для удобного и быстрого, беспаечного подключения различной периферии.
Огромное количество модулей и датчиков, разработанных для платформы Arduino выполнено в формате трёхпроводного соединения.
Шилд совместим с Nano v2.x и v3.x версий.
Плюс(VCC),
Минус(GND),
Сигнал(S)

Вот от каждого выхода микроконтроллера и вывели ещё 2 контакта , Плюс(VCC), Минус(GND).

В центре платы находится площадка для установки Arduino Nano, а сама плата имеет такие же размеры как Arduino UNO.

Теперь не надо устанавливать Arduino на макетную плату и вести десятки проводов питания от единственного вывода +5 Вольт. Напряжение 5 В на контактах Плюс(VCC), Минус(GND) для питания модулей, берётся с вывода 5V и GND Arduino NANO.
Всё находится рядом — это удобно, практично и визуально хорошо смотрится.

Кроме цифровых и аналоговых выводов, на плате находятся контакты для I2C и UART, для подключения соответствующих модулей.

На шилде выведены тройки контактов:
14 трехпроводных (VCC, GND, S) цифровых контактов, из них 6 с возможностью ШИМ,
8 аналоговых трехпроводных (VCC, GND, S) контактов,
1 внешний разъем питания для подключение питания 6-20 Вольт,
шина I2C из 4 выводов (SDA, SCL, GND, Vcc)
шина UART(Serial) из 4 выводов (TX, RX, GND, Vcc)
выход AREF,
Кнопка RESET,
выход питания 3.3 В.

Источник

Обзор шилдов Ардуино

Вначале стоит понять, о чем вообще пойдет речь, а вернее о том, что такое в сущности Arduino и при чем тут shield (в переводе с английского – щит).

Назначение устройства

Ардуино – во всех его модификациях UNO, NANO, MEGA и прочих – достаточно сложный контроллер по своим возможностям, скорее напоминающий полноценный компьютер. Arduino UNO

Его основное предназначение заключено в программном управлении различными пользовательскими устройствами, зачастую выпускаемыми непрофессионалами для нестандартных применений. Сюда можно отнести и различные системы контроля теплиц, отопления, безопасности, освещения, полива и прочих устройств, для которых продаваемые сборки или слишком дороги, или не обеспечивают требуемых возможностей в общем.

В своей основе, Ардуино – универсальный контроллер, в возможностях которого множество функций, выполняющих не только подачу управляющих сигналов, но и обработку обратной связи от датчиков, с использованием программного обеспечения, написанного начинающими или опытными специалистами. Сборка Arduino с несколькими shield

Что касается Arduino Shield, – они представляют собой дополнительные платы расширения, зачастую размещаемые на основную самого контроллера и совместимые с ним контактно.

В своей общности их очень много, для обеспечения различных дополнительных функций. Они применяются в плане предоставления возможностей связи, взаимодействия с сенсорами, управляемыми устройствами или попросту расширяют возможности самого Ардуино.

Конечно, кроме шилдов существуют и отдельно выпускаемые расширяющие модули, но зачастую их подключение к основной плате достаточно неудобно, оно производится проводами напрямую от их контактных площадок.

В отличие от такой конструкции, компоненты — шилды обладают правильным расположением входов, которые совпадают с аналогичными на основной плате. К тому же, в обязательном порядке предусмотрены крепления, дающие возможность совмещать один компонент над другим. В свою очередь, общая разводка позволяет подключать следующий shield выше предыдущего, создавая своеобразное комплексное устройство.

Попросту говоря, подключение шилдов ардуино выполняется методом своеобразного бутерброда, когда следующий вставляется в предыдущий. При этом снизу всей конструкции находится сам микроконтроллер.

Рассмотрим наиболее популярные схемы шилдов Ардуино.

Gprs shield от «Амперки»

Устанавливается шилд на Ардуино и работает с ней в комплексе. Плата оснащена разъемом сим-карты, местом установки аккумулятора CR1225 для часов реального времени и точкой подключения съемной антенны GSM связи. Последнюю можно позже заменить на более мощную.

Основное предназначение у платы – соединение Ардуино с пользователем посредством сотовой связи.

Шилд хранения файлов

Вопрос хранения данных всегда важен, особенно в системах их обработки. Ниже представлен большой брат более простой модели, позволяющий размещать его плату в сам стек устройств Ардуино.

Основная направленность шилда – обеспечивать интерфейс между контроллером и SD картой хранения данных. Запись и чтение устройством поддерживается в распространенных файловых системах FAT12 и FAT32.

Шилд хранения файлов

Младшая модель представлена модулем, но обе они достаточно легки к повторению благодаря своей простой конструкции. Младшая модель и ее схема

Shield, управляющий мощной нагрузкой

Конечно, требовательность коммутируемых устройств здесь не превышает 220В при 5А постоянного тока, но можно подключить к выходам магнитные пускатели, с помощью которых уже управлять гораздо более мощным оборудованием. Shield, управляющий мощной нагрузкой

Понимание принципов платы расширения и управляющих сигналов Arduino можно определить по схеме устройства:

К сожалению, описанное устройство не может коммутировать сети переменного тока. Для этого используется посредник, подключаемый далее – ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield for Arduino. Это семисторный вид шилдов Arduino на 8 каналов. Благодаря ему микроконтроллер может управлять шинами переменного тока. ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield for Arduino

Двигатели и Ардуино

Одной из ниш применения микроконтроллеров всегда были роботизированные приборы, для которых обязательно нужны драйверы, управляющие двигателями.

В нише Ардуино разработан целый класс таких устройств, предназначенных для установки в качестве шилда, с целью прямого контактного подключения двигателей. Примером может служить Motor Shield, предназначенный для контроля четырех фазовых моторов постоянного тока или пары шаговых. Motor Shield

Основа устройства – две мостовых микросхемы L293, контактные группы портов которых в точках подключения к Ардуино демонстрируются далее: Схема подключения Motor Shield

В верхнем левом углу можно видеть входы группы контроля, в которые поступает плюс, минус и управляющий сигнал. Где помечено стрелкой, обычно размещается перемычка, указывающая устройству, откуда оно берет энергию – от самой Ардуино или внешнего питания. Обычно в схеме используется напряжение 5В.

Для применения шилда с 4-мя фазовыми двигателями выполняется немного другой их монтаж с этой платой: Подключение фазовых двигателей к Motor Shield

Основная библиотека для управления – AFMotor.

Есть вариант исполнения от российского изготовителя. Его основное отличие – только одна мостовая L298, что соответственно уменьшает возможности устройства. Коммутация выполняется или одного шагового двигателя, или двух фазовых.

Плюсом можно назвать их поддерживаемую мощность – в параллельном режиме доступно питать 4-амперный мотор, рассчитанный на работу от 24В. Шилд управления двигателями от Амперки

Это еще не все, что относится к контролю моторов. Часто применяются роботизированные сборки, в которых намного больше, чем пара двигателей. Для них соответственно требуется много серво-шилдов. Большое их количество вполне заменит универсальный Multi Servo Shield. Его схема подключения: Multi Servo Shield

Конечно, устройство не блещет мощностью подключаемых моторов, но его плюс в их количестве. Можно использовать аж 24 штуки.

Питание

Важным вопросом для Atmega, как, впрочем, и любого микрокомпьютера, служит питание. Существуют шилды, обеспечивающие его бесперебойность в случае утраты внешнего источника: Power Shield

Функция выполняется схемой с литий-ионным аккумулятором, размещаемым на своей плате в общий стек Ардуино. Обеспечивается полный автоматизированный контроль поступления внешнего напряжения и поддержка всей сборки в рабочем состоянии в случае его отсутствия.

Не оставлен без внимания и вопрос внешних коммуникаций. Шилды этого типа зачастую поставляются вместе с разъемами чтения SD-card.

Самым простым из существующих на текущий момент считается W5100, более продвинутый – W5500. Последний обладает лучшей оптимизацией в плане быстродействия и энергосбережения. Основное предназначение обоих – связь посредством кабельных UDP сетей по протоколу TCP/IP. W5100 и W5500

Есть у этих плат и младший брат для соединения с Arduino NANO. Но он изготавливается в виде модуля, а не шилда, и лишен разъема для SD-card. Модуль LAN

Не забыты и беспроводные коммуникации по WIFI. К примеру, ниже представлен официальный шилд, использующий 802.11b/g соединения.

Как видно по фотографии, на схеме кроме разъема для SD-карт присутствует и мини-USB, через который можно производить обновление ПО самого устройства, в основе своей – микроконтроллера связи. WIFI Shield

Интерфейс с человеком

Самое главное для любого компьютера – обеспечивать интерфейс с человеком. Здесь есть целый комплекс шилдов, от экрана с несколькими управляющими клавишами до системы распознавания голоса. Последняя представлена ниже: EasyVR Shield 3.0

Среди функций шилда не только контроль произносимого человеком, но и воспроизведение определенного текста, записанного в память устройства. Очень удобная возможность для организации своеобразного голосового диалога с Ардуино.

Конечно, говорить мало, нужно еще и видеть, что происходит. Здесь поможет LCD Keypad shield – шилд, обладающий двухстрочным экраном на 16 символов в каждой строке. Кроме отображения информации на его плате расположено несколько клавиш, позволяющих отдавать команды их нажатием контроллеру. LCD Keyboard Shield

Конечно, эта модель не единственная. В ее классе множество устройств. Для конкретно названой, из технических данных можно сообщить, что она использует для своей работы множество портов Ардуино. Распиновка платы с описанием входов:

Используемая библиотека для работы с дисплеем – LiquidCrystal.

Шилды, изменяющие модель контроллера

Конечно, здесь речь идет не о наращивании мощности, а об увеличении размера платы под следующий вид модели и соответствующее количество контактов.

Хорошим примером может послужить Nano Uno shield, превращающий Ардуино НАНО в УНО. Nano Uno Shield

Объединяющий шилд

Существует целый класс плат, которые обладают возможностями объединения многих других, выводя выходы их на одну. Характерный представитель – Arduino Sensor Shield. Чего только на нем не присутствует – порты COM, I2C, 6 цифровых и 12 аналоговых, коннектор LCD двух видов, возможность присоединения Bluetooth, радио модуля, и ридера SD. Arduino Sensor Shield

Дополнительные возможности

В конце хотелось бы вспомнить Arduino More-Core Shield. Очень своеобразная вещь, в своей основе – дополнительный микроконтроллер, расширяющий возможности центрального с использованием процессора ATMega328. Этакое второе ядро системы, причем количество их можно наращивать, подключая колодки в общий стек. Стопка подключенных Arduino More-Core Shield

Перечислены, конечно, далеко не все виды и типы шилдов, рассказано было только о наиболее известных из них.

Главный плюс оборудования такого типа – низкая цена приобретения и владения, при глобальности предоставляемых возможностей. Даже начинающий специалист, пользуясь модулями и шилдами Ардуино, способен создать любое устройство, которое полностью покроет все его запросы.

Источник

Adblock
detector