Ortalıkta duran Arduino Uno için bir programcı kalkanı yapıyoruz. Arduino için en ilginç shieldler CNC shield v3 nedir

Arduino platformunun en önemli avantajlarından biri popülaritesidir. Popüler platform, kontrolörün temel işlevlerini genişleten çeşitli kartların özel sürümlerini yayınlayan elektronik cihaz üreticileri tarafından aktif olarak desteklenmektedir. Oldukça mantıksal olarak genişletme kartları (başka bir isim: arduino kalkanı, kalkan) olarak adlandırılan bu tür kartlar, çok çeşitli görevleri yerine getirmeye hizmet eder ve bir arduinistin hayatını büyük ölçüde kolaylaştırabilir. Bu yazıda, bir Arduino genişletme kartının ne olduğunu ve çeşitli Arduino cihazlarıyla çalışmak için nasıl kullanılabileceğini öğreneceğiz: motorlar (motor sürücü kalkanları), LCD ekranlar (LCD kalkanlar), SD kartlar (veri kaydedici), sensörler (sensör kalkanı) ve diğerleri.

Önce terimleri anlayalım. Arduino genişletme kartı, belirli işlevleri yerine getirmek için tasarlanmış eksiksiz bir cihazdır ve standart konektörler kullanılarak ana denetleyiciye bağlanır. Bir genişletme kartı için başka bir popüler isim, İngilizce Arduino kalkanı veya basitçe kalkandır. Gerekli tüm elektronik bileşenler genişletme kartı üzerine kuruludur ve mikrodenetleyici ve ana kartın diğer elemanları ile etkileşim standart arduino pinleri aracılığıyla gerçekleşir. Çoğu durumda kalkan, ana arduino kartından da güç alır, ancak çoğu durumda başka kaynaklardan güç sağlamak mümkündür. Herhangi bir kalkanda, diğer bileşenleri onlara bağlayarak kendi takdirinize bağlı olarak kullanabileceğiniz birkaç ücretsiz pim vardır.

İngilizce Shield kelimesi kalkan, ekran, ekran olarak çevrilir. Bizim bağlamımızda, arkasında çeşitli öğelerin gizlendiği bir ekran olan, cihazın ek bir katmanını oluşturan denetleyici kartını kaplayan bir şey olarak anlaşılmalıdır.

Arduino kalkanlarına neden ihtiyaç duyulur?

Her şey çok basit: 1) böylece zamandan tasarruf ederiz ve 2) birisi bundan para kazanabilir. Zaten monte edilmiş olarak alıp hemen kullanmaya başlayabileceğiniz bir şeyi tasarlamak, yerleştirmek, lehimlemek ve hata ayıklamak için neden zaman harcayasınız? İyi tasarlanmış ve yüksek kaliteli donanım üzerine monte edilmiş genişletme kartları genellikle daha güvenilirdir ve son cihazda daha az yer kaplar. Bu, kendi kendine montajı tamamen terk etmeniz gerektiği ve belirli öğelerin çalışma prensibini anlamanız gerekmediği anlamına gelmez. Ne de olsa, gerçek bir mühendis her zaman kullandığı şeyin nasıl çalıştığını anlamaya çalışır. Ancak tekerleği her seferinde yeniden icat etmezsek ve dikkatimizi bizden önce çok az kişinin çözdüğü şeylere odaklarsak daha karmaşık cihazlar yapabileceğiz.

Doğal olarak, fırsatlar için ödeme yapmanız gerekir. Neredeyse her zaman, son kalkanın maliyeti, tek tek bileşenlerin fiyatından daha yüksek olacaktır, benzer bir seçeneği her zaman daha ucuza yapabilirsiniz. Ancak burada harcanan zaman veya paranın sizin için ne kadar kritik olduğuna karar vermek size kalmış. Çin endüstrisinden olası tüm yardımlar dikkate alındığında, panoların maliyeti sürekli olarak düşüyor, bu nedenle çoğu zaman seçim, hazır cihazların kullanılması lehine yapılıyor.

Kalkanların en popüler örnekleri, sensörlerle çalışmak için genişletme kartları, motorlar, LCD ekranlar, SD kartlar, ağ ve GPS kalkanları, yüke bağlanmak için dahili röleli kalkanlardır.

Arduino Kalkanlarını Bağlama

Kalkanı bağlamak için, onu ana karta dikkatlice "koymanız" yeterlidir. Genellikle, tarak tipi blendajın (erkek) pinleri Arduino kart konektörlerine kolayca takılır. Bazı durumlarda, kartın kendisi düzgün bir şekilde lehimlenmemişse pimleri dikkatlice ayarlamak gerekir. Burada esas olan dikkatli hareket etmek ve aşırı güç uygulamamaktır.

Kural olarak, kalkan, denetleyicinin çok özel bir versiyonu için tasarlanmıştır, ancak örneğin, birçok Arduino Uno kalkanı, Arduino Mega kartlarıyla oldukça iyi çalışır. Mega üzerindeki pin çıkışı, ilk 14 dijital kontak ve kartın karşı tarafındaki kontaklar, UNO üzerindeki kontakların konumu ile çakışacak şekilde yapılır, böylece arduino'dan kalkan kolayca olur.

Arduino Shield Programlama

Bir devreyi genişletme kartıyla programlamak, normal bir arduino programlamasından farklı değildir, çünkü kontrolör açısından, cihazlarımızı normal pinlerine bağladık. Çizimde, kalkanda bağlı olan pimleri panodaki karşılık gelen pimlere belirtmeniz gerekir. Kural olarak, üretici, kalkanın kendisinde veya ayrı bir bağlantı kılavuzunda pimlerin yazışmasını belirtir. Kart üreticisi tarafından önerilen eskizleri indirirseniz, onu yapmanıza bile gerek kalmayacak.

Kalkan sinyallerinin okunması veya yazılması da olağan şekilde yapılır: herhangi bir arduinistin aşina olduğu fonksiyonlar ve diğer komutlar kullanılarak. Bazı durumlarda, bu bağlantı şemasına alıştığınızda ve üretici farklı bir şema seçtiğinde çarpışmalar mümkündür (örneğin, düğmeyi yere ve kalkanın üzerine - güce çektiniz). Burada sadece dikkatli olmalısın.

Kural olarak, bu genişletme kartı arduino kitleri içinde gelir ve bu nedenle arduino insanları en sık onunla buluşur. Kalkan oldukça basittir - ana görevi, Arduino kartına bağlanmak için daha uygun seçenekler sağlamaktır. Bu, panoya analog ve dijital pinlerin her birine getirilen ek güç ve toprak konektörleri aracılığıyla yapılır. Ayrıca kartta harici bir güç kaynağı bağlamak için konektörler (geçiş yapmak için atlama telleri takmanız gerekir), bir LED ve bir yeniden başlatma düğmesi bulabilirsiniz. Kalkan seçenekleri ve kullanım örnekleri resimlerde mevcuttur.

Sensör genişletme kartının birkaç versiyonu vardır. Hepsi konektör sayısı ve tipinde farklılık gösterir. Günümüzde en popüler sürümler, Sensor Shield v4 ve v5'tir.

Bu arduino kalkanı robotik projelerinde çok önemlidir. Normal ve servo motorları aynı anda Arduino kartına bağlamanızı sağlar. Kalkanın ana görevi, normal bir arduino kartı için yeterince yüksek akım tüketen cihazların kontrolünü sağlamaktır. Kartın ek özellikleri, motor gücünü kontrol etme (PWM kullanarak) ve dönüş yönünü değiştirme işlevidir. Birçok çeşit motor koruma levhası vardır. Hepsinde ortak olan, devrede harici bir yükün bağlandığı güçlü bir transistörün, soğutucu elemanların (genellikle bir radyatör), harici gücü bağlamak için devrelerin, motorları bağlamak için konektörler ve bir arduino'ya bağlanmak için pimlerin varlığıdır.

Ağ ile çalışmanın organizasyonu, modern projelerdeki en önemli görevlerden biridir. Ethernet yoluyla bir yerel alan ağına bağlanmak için ilgili bir genişletme kartı vardır.

Prototip Genişletme Kartları

Bu kartlar oldukça basittir - montaj elemanları için temas yüzeyleri vardır, bir sıfırlama düğmesi görüntülenir ve harici güç bağlamak mümkündür. Bu kalkanların amacı, gerekli tüm bileşenler ana kartın hemen üzerine yerleştirildiğinde cihazın kompaktlığını arttırmaktır.

Arduino LCD kalkanı ve tft kalkanı

Bu tür kalkan, arduino'da LCD ekranlarla çalışmak için kullanılır. Bildiğiniz gibi, en basit 2 satırlık metin ekranını bağlamak bile önemsiz bir görev olmaktan uzaktır: güç kaynağını saymadan 6 ekran kontağını aynı anda doğru şekilde bağlamanız gerekir. Hazır bir modülü bir arduino kartına yerleştirmek ve ilgili taslağı yüklemek çok daha kolaydır. Popüler LCD Tuş Takımı Kalkanında, 4 ila 8 düğme hemen panoya bağlanır, bu da cihazın kullanıcısı için hemen harici bir arayüz düzenlemenizi sağlar. TFT Kalkanı da yardımcı olur

Arduino Veri Kaydedici Kalkanı

Ürünlerinizde tek başınıza gerçekleştirmeniz oldukça zor olan bir diğer görev ise sensörlerden alınan verilerin zaman referanslı olarak saklanmasıdır. Hazır kalkan, yalnızca verileri kaydetmeye ve dahili saatten zaman almaya değil, aynı zamanda sensörleri lehimleyerek veya devre kartına uygun bir şekilde bağlamaya da izin verir.

Kısa özet

Bu yazıda, arduino'nun işlevselliğini artıran çok çeşitli cihazların yalnızca küçük bir bölümünü ele aldık. Genişletme kartları, en önemli şeye, yani programınızın mantığına odaklanmanızı sağlar. Kalkanların yaratıcıları, doğru ve güvenilir kurulum, gerekli güç kaynağı sağladı. Size kalan tek şey, değerli İngilizce word shield'ı kullanarak ihtiyacınız olan kartı bulmak, onu arduino'ya bağlamak ve taslağı yüklemek. Genellikle, bir kalkanın herhangi bir programlaması, zaten bitmiş bir programın dahili değişkenlerini yeniden adlandırmak için basit eylemler gerçekleştirmeyi içerir. Sonuç olarak, bitmiş cihazların veya prototiplerin montaj hızının yanı sıra kullanım ve bağlantı kolaylığı elde ediyoruz.

Genişletme kartlarını kullanmanın dezavantajı, maliyeti ve doğasında bulunan kalkanların çok yönlülüğü nedeniyle olası verimlilik kaybıdır. Özel uygulamanız veya son cihazınız için kalkanın tüm özelliklerine ihtiyaç duyulmayabilir. Bu durumda shield'ı sadece prototipleme ve test etme aşamasında kullanmalısınız ve cihazınızın son halini oluştururken kendi layout ve layout tipinize sahip bir tasarımla değiştirmeyi düşünün. Size kalmış, doğru seçim için tüm olanaklara sahipsiniz.

Kural olarak, Arduino donanım platformuyla tanışma, en basit çevre birimlerini bağlamakla başlar: LED'ler, düğmeler, sesli uyarılar vb. Tipik olarak, bunun için devreler bir devre tahtası üzerinde toplanır, ancak başka bir seçenek de mümkündür. Satışta, en yaygın basit çevre birimlerinin zaten düzenlendiği bir kalkan var. Bu çok işlevli kalkan, Ali'den 2 dolara satın alındı.

Cihaz antistatik bir çanta içinde gelir. Modülün boyutları 69 x 53 x 20 mm, ağırlığı 24,4 g'dır.

Cihaz, Arduino UNO, Arduino Leonardo ve Arduino Mega kartlarıyla çalışacak şekilde tasarlanmıştır, ancak elbette kabloları kullanarak bu cihazı Arduino ailesinin herhangi bir kartına bağlayabilirsiniz. Bununla birlikte, ikincisi bu incelemenin yazarına mantıklı görünmüyor, çünkü bu durumda bu kartın ana avantajı kayboluyor - kurulum kolaylığı.

Unutulmamalıdır ki bu kartı klasik Arduino UNO'nun üstüne kurarken kart hafif bir yamuk yükseliyor, bunun sebebi Arduino UNO kartındaki oldukça büyük USB-BF konektörü. Elbette Arduino Leonardo kartında böyle bir sorun olmayacak. Ancak bu, bu kalkanın çalışmasını hiçbir şekilde etkilemedi.

Kartta, yanında bir sıfırlama düğmesi ve Bluetooth modüllerini veya bir ses modülünü bağlamak için bir APC220 konektörü bulunan, 74HC595 kaydırma yazmaçları aracılığıyla bağlanan 4 yedi bölümlü gösterge vardır.

Ek olarak, kartın Arduino kartının D10, D11, D12, D13 portlarına bağlı dört kırmızı LED vardır. Zil D3 bağlantı noktasına bağlıdır, ses yayıcının yerleşik bir jeneratör ile donatıldığına dikkat edilmelidir, bu nedenle onunla basit bir melodi çalmak işe yaramayacaktır. Tahtanın altında, A0 bağlantı noktasına bağlı bir düzeltici bulunur.

A1, A2, A3 bağlantı noktalarına bağlı üç düğme (sırasıyla dijital bağlantı noktaları D15, D16, D17). D5, D6, D9, A5 bağlantı noktalarına dört adet üç pimli konektör bağlanır ve harici aygıtları bağlamak için tasarlanmıştır. Cihaz listesi, analog LM35 veya dijital DS18B20 sıcaklık sensörlerini bağlamak için bir konektör ile tamamlanır. Sensörler A4 portuna bağlanır. Jumper J1, sensörlerin doğru çalışması için 10 kΩ direncini bağlar veya bağlantısını keser

LED'leri ve bir ses yayıcıyı kontrol etmek, herhangi bir basit dijital cihazı kontrol etmekten farklı değildir. Örneğin, port_D programını kullanarak LED'leri yanıp sönebilir ve sesli uyarı verebilirsiniz.

Bir potansiyometre ile çalışmak, değişken bir direnç kullanarak D13 bağlantı noktasına bağlı LED'in yanıp sönme frekansını kontrol eden klasik AnalogInput örneğiyle de açıklanabilir.

Butonları kullanarak LED'leri kontrol etmeyi deneyebilirsiniz, bunun için programı indirmeniz gerekir. _3_LED_with_button

Yedi bölümlü göstergeler güçlü bir görselleştirme aracıdır, kullanılmazlarsa üzerlerinde rastgele karakterlerin görüntülendiği unutulmamalıdır.

Programı kullanarak performanslarını kontrol edebilirsiniz. _7seg

Prensip olarak, bu kalkanı temel alarak, herhangi bir donanım değişikliği olmaksızın, örneğin bir geri sayım sayacı Count_Down_Timer gibi çeşitli zamanlayıcılar oluşturabilirsiniz. Zamanlayıcı, 10 saniyelik artışlarla 10 saniye ile 60 dakika 50 saniye arasında zaman aralıkları ayarlamanıza olanak tanır. Bu zamanlayıcıda, dakikayı ayarlamak için A2'ye basın, saniyeyi ayarlamak için A3'e basın ve geri sayımı başlatmak için A1'e basın. Ayarlanan sürenin sonunda sesli bir sinyal duyulur.

Genel olarak, kalkan olumlu bir izlenim bırakıyor. Bu cihaz sadece temel Arduino ile tanışmanızı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda zamanlayıcı, olay sayacı vb. gibi basit bir projenin temeli olabilir. Doğal olarak, kalkana maksimum sayıda çevre birimi koyma girişiminin dezavantajı, her özel projede bazı cihaz detaylarının kullanılmayacağıdır.

Böylesine ilkel bir çevre, yalnızca ilk aşamadaki öğrenmeyle ilgili olacak gibi görünebilir. Bu kısmen doğrudur. Tabii ki, Arduino kartına birkaç düğme, LED, bir buzzer veya yedi segmentli bir gösterge bağlamakla ilgili sorunlar yalnızca bir kişi için ortaya çıkabilir. Sen. Az ya da çok deneyimli herhangi bir radyo amatörünün bununla sorun yaşaması pek olası değildir.

Burada soru farklıdır, eğer amaç minimum sürede bir prototip cihaz oluşturmaksa, o zaman ekstra önemsiz işlemler tam olarak yaratıcılığı gerçekten uzaklaştıran şeydir. Aslında, bu kalkan, para karşılığında olanaklar ve kendi boş zamanınızı satın alma ideolojisine uyuyor.

kullanışlı bağlantılar

http://radioskot.ru/blog/raspinovka_usb_i_micro_usb/2013-09-11-97
http://publicatorbar.ru/2017/12/21/arduino-multi-function-shield/
http://robocraft.ru/blog/arduino/59.html
https://www.youtube.com/watch?v=_z263RK31QA

İnceleme, Denev tarafından hazırlanmıştır.

Arduino, çok fazla güce sahip küçük bir karttır, Açık Donanımın tipik bir temsilcisidir ve donanım korsanları arasında yaygın bir popülerlik kazanan ilk cihazlardan biridir. Şaşılacak bir şey yok: kullanışlı bir elektronik tasarımcı, yeni başlayanların bile bunu hızlı bir şekilde anlamasına ve kendi cihazlarını sıfırdan geliştirmeye başlamasına olanak tanır.

Hızlı bir şekilde nasıl başlanır?

Hızlı bir başlangıç için, yeni başlayanlar için en kolay yol hazır bir tahta satın almaktır - maliyeti yaklaşık 30 dolardır. Kartta yalnızca iki yonga olacak - bir ATMEL mikrodenetleyici ve bağlı olduğu bir USB arayüz yongası. Diğer tüm öğeler, gerektiğinde bağımsız olarak eklenir.

Arduino programları (argoda "skeçler" olarak adlandırılır) Wiring dilinde yazılır. Aslında bu, "digitalWrite" (bir bağlantı noktasına bir değer yazma) veya "analogRead" (bir ADC'den bir değer okuma) gibi özel prosedürlerle genişletilmiş sıradan bir C++'tır. Tüm bunlar, özellikle C++ programlama deneyiminiz varsa, bir veya iki oturumda uzmanlaşır. Yazılı eskizler derlenir ve ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software) kullanılarak USB aracılığıyla Arduino'ya yüklenir. ATMEL veri sayfalarına ve montajcı yapılarına derinlemesine dalmaya gerek kalmadan en basit projeyi bir araya getirmek yaklaşık otuz dakika sürer. Dil sezgiseldir ve iyi bir çevrimiçi yardım, nüanslarla başa çıkmanıza yardımcı olur. Ve bu arada, lehimsiz bir devre tahtası ve bir dizi tel varsa lehimleme de isteğe bağlıdır.

Tüm mikrodenetleyici pimleri, sensörleri, düğmeleri, ekranları ve benzerlerini bağlayabileceğiniz iki düzgün pede yönlendirilir. Bununla birlikte, emniyet kemeri ne kadar karmaşıksa, onunla birlikte o kadar fazla hemoroid olabilir. Bir çift LED ve düğmeden bahsediyorsak, o zaman zorluk yok. Ancak motorları kontrol etmek veya radyo arabirimi aracılığıyla veri alışverişi yapmak istiyorsanız, bir takım zorluklar ortaya çıkar. Bu kusurla mücadele etmek için kalkan panoları - işlevselliği genişletmek için hazır panolar - buldular.

Kalkan Panosu nedir?

Kalkan kartı, donanım geliştiricilerin karşılaştığı ortak görevlerin uygulanması için anahtar teslimi bir çözümdür. Bu tür görevlere örnek olarak, radyo arabirimi aracılığıyla veri iletimi, Ethernet ile çalışma ve elektronik motorların kontrolü verilebilir. Genişletme kartlarının Arduino'ya kurulumu kolaydır, pim bloklarıyla kenetlenir ve çok sert bir sandviç yapı oluşturur.

Aynı anda birkaç kart kurabilirsiniz, asıl mesele, cihazların aynı Arduino pinleri için çakışmaması. İnternette biraz araştırma yaparak, popüler kalkanların ve işgal ettikleri iğnelerin listesini içeren tablolar bulabilirsiniz (shieldlist.org).

Ardından geriye kalan tek şey, uygun kitaplığı ana taslağa bağlamak ve kitaplığa ekli örnek taslağı kullanarak devrenin çalışmasını denemektir. Bu yaklaşımla, iki kez zaman tasarrufu sağlanır: önce donanımın geliştirilmesi ve hata ayıklaması için, ardından yazılım için. Bununla birlikte, gerçekten başarılı ve popüler olan yalnızca birkaç düzine kalkan tahtası vardır. İyi bir kalkanın kötü olandan farkı nedir?

Her şeyden önce, bir sıfırlama düğmesi olmalıdır. Arduino'da bir kalkanla hata ayıklayan herkes bunu takdir edebilir - normal sıfırlama düğmesine erişilemez hale gelir ve eldeki dikdörtgen nesnelerin yardımıyla ona basma egzersizleri can sıkıcıdır. İyi bir kalkan, Arduino Mega ile de uyumlu olmalıdır - Arduino'nun ATmega1280 veya ATmega2560 üzerinde genişletilmiş bir sürümüne sahipseniz, tanıdık Uno veya Duemilanova için yapılmış bir kalkanın bununla çalışacağı kesin değildir. Ve hepsi Mega'da donanım SPI'sından sorumlu pinlerin başka bir yere taşınması nedeniyle! Kalkan, Arduino ile SPI veri yolu üzerinden iletişim kuruyorsa, "göbeğini" incelediğinizden emin olun - orada yalnızca pimleri değil, aynı zamanda siyah kare 2x3 dişi konektör görürseniz Mega ile uyumluluk umabilirsiniz. Aşağıda, genel görevler için en iyi hazır Shield panolarına genel bir bakış hazırladım.

Motor kontrolü

Motorları kontrol etmeniz gerekiyorsa, yetenekli Amerikalı mühendis Limor Freed namı diğer ladyada (ladyada.net/make/mshield/) tarafından oluşturulan Motorshield kalkanını kullanmaktan çekinmeyin.

Kalkanın ana avantajı, dört adede kadar DC motoru, iki adede kadar kademeli motoru ve iki servoyu desteklediği için çok yönlülüğüdür. Kombine edilebilir: örneğin, bir step motor ve iki DC motor. Kalkanın temeli, kanal başına 600 mA'ya kadar akım ve 4,5 ila 36 V arasında çalışma voltajları sağlayabilen iki L293D dörtlü H-köprü mikro devresi tarafından sağlanır. Bir mikro devrenin girişlerini paralel bağlayarak, akım sınırını 1.2 A.

Bu shield ile örneğin bir yarış arabası modelinin motorlarını ve direksiyonunu, bir koordinat tablosunun step motorlarını aynı anda kontrol edebilirsiniz. Daha güçlü yükler için Ardumoto'yu Sparkfun'dan bir L298 yongası (2 A'ya kadar yük akımlarına sahip iki kanal) veya iki VNH2SP30 yongası üzerinde Monster Moto Shield'in daha gelişmiş sürümü (sparkfun.com/products/10182) ile kullanabilirsiniz. 30'a kadar teslim ve maksimum 41 V voltaj ile. Son seçeneğe gelince, bilgili uzmanlara danışmayı unutmayın: sonuçta, yükler oldukça makul, ek bir radyatör almanız gerekebilir. yanmamak için

Ethernet ile Çalışmak

Ethernet kalkanları için iki ana seçenek vardır - Microchip'in eski güzel ENC28J60 yongasına ve Wiznet'in daha gelişmiş W5100'üne dayalı. Her iki çözüm de iletişim için SPI veri yolunu kullanır ve yalnızca dört Arduino pimini alır. Ancak ENC28J60 çok daha önce ortaya çıktı ve gelişmiş W5100'e açıkça kaybediyor: yalnızca 10 Mbps, IP, UDP, TCP için donanım desteği yok. Ayrıca W5100, dört soketle çalışmanıza izin verir (bu, aynı anda dört adede kadar bağlantı desteği anlamına gelir).

Genel olarak, W5100'ü kullanmanızı şiddetle tavsiye ederim, çünkü mikrodenetleyicinin ana kaynağını - kaydedilmesi gereken RAM'i (SRAM) önemli ölçüde kurtarır (Atmega328'de yalnızca bir kilobayt vardır). Ön işlemenin diğer tüm avantajları açıktır: W5100'ün kendisi TCP protokolü aracılığıyla paketleri isterken ve başlık sağlama toplamlarını hesaplarken, Atmega daha önemli şeyleri güvenle yapabilir.

Diğer bir örnek örnek, Arduino ekibinden Arduino Ethernet Shield'dir (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield). Bununla birlikte, şunları yapabilecek bir eskiz oluşturabilirsiniz:

DHCP aracılığıyla dinamik bir IP adresi alın;
NTP protokolünü kullanarak zamanı ayarlayın;
adları DNS aracılığıyla çöz;
RADIUS aracılığıyla yetkilendirmeyi geçmek;
basit bir Web sunucusu olarak hareket edin veya bir Web istemcisi olarak hareket ederek isteklerde bulunun ve yanıtları ayrıştırın.

Benzer panolardan, Freetronics - PoE'li EthernetShield'ın (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe) gelişimine dikkat çekilebilir. Bir Ethernet cihazına bağlı olduğu aynı Ethernet hattından güç sağlama fikri 2001 yılında doğdu ve iki yıl sonra resmi IEEE 802.3af endüstri standardı haline geldi. Kendi deneyimlerime göre, Ethernet üzerinden iletişim kuran ve özel bir güç anahtarından 100 metrelik bir yarıçap içinde binanın etrafına dağılmış otonom kutulara güç sağlamak için daha uygun bir şey olmadığını not ediyorum. Böyle bir kalkan biraz daha pahalıdır, ek bir PoE modülü mikro kartının satın alınmasını gerektirir ve SD konektörü yerine bir devre tahtası alanına sahiptir.

Böyle bir kalkanın kullanımı, yalnızca bir TCP / IP ağı üzerinden etkileşim gerektiren sabit yapılardadır. Örneğin, bağlı sensörlerin durumunu tarayıcıda görüntüleme veya bazı mekanizmaların uzaktan kumandası.

Arduino + Ethernet paketinin toprağa yapıştırılmış bir nem sensörü kullanarak twitter aracılığıyla kuruluktan şikayet ettiği ve acil sulama gerektirdiği "twitter-flower" projesini hemen hatırlıyorum. Tüm EthernetShield uygulamaları çeşitliliğiyle, sizi her kitaplığın elbette zaman kazandırdığı konusunda uyarmak istiyorum, ancak aynı zamanda mikrodenetleyicinin flash belleğinin birkaç kilobaytını da kaplıyor. Bu nedenle, er ya da geç Arduino Duemilanova'nızın 30 KB'lik boyut sınırına ulaşırsanız - onu bir Mega 2560 ile değiştirmeyi düşünün, eskizler için sekiz buçuk kat daha fazla bellek olacaktır.

SD kartları kullanma

Herhangi bir bilginin (örneğin, GPS koordinatları) toplanmasıyla ilgili projelerde, genellikle mevcut geçici olmayan hafıza miktarını artırmak gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu, standart bir SD kart bağlamaktır. Bunun için birkaç hazır kalkan var. Bildiğim en güzel seçenek, İspanyol çevre izleme firması Libellium (goo.gl/iHCy4) tarafından geliştirilen microSD modülü.

Kalkan yalnızca bir Arduino pin bloğunu kaplar ve FAT16 (tercih edilen) veya FAT32'de önceden biçimlendirilmiş SD ve SDHC kartlarla çalışmanıza izin verir. Aynı anda yalnızca bir dosyayla çalışabilirsiniz, uzun adlar desteklenmez.

Kablosuz kalkanlar

Lisanssız 433 ve 313 MHz bandında çalışan en basit genlik modülasyonlu RF modülleri (ASK), Arduino ile VirtualWire kütüphanesi aracılığıyla kullanılabilse de, bana yine de oldukça kötü bir seçenek gibi geliyor.

Parazite karşı çok hassastırlar, yalnızca düşük hızlarda kararlı çalışırlar, kanallara donanım ayrımı yoktur - aynı anda çalışan birkaç verici birbirine müdahale eder. Belki de bu yüzden henüz onlar için kalkan tahtaları görmedim.

Zıt kutup, kendi kendine güç sağlayan dağıtılmış sensör ağlarını düzenlemek için ideal olan Zigbee protokollerine dayalı Xbee kart ailesidir. Bu tür kartların her biri, kartta mikrodenetleyici bulunan bir cihazdır ve Arduino ile koordinasyonu sağlamak için kalkandan çok az şey gerekir. Bu tür kalkanlara genellikle "Xbee Kalkanı" denir, ancak her zaman değil - örneğin, Libellium tarafından geliştirilen İletişim Kalkanı (goo.gl/OZDxl). Kalkan, zorunlu olarak, Xbee formatındaki modülün yerleştirildiği iki sıra ped içerir.

Belki de tek dezavantaj, Xbee modülünün kendisinin fiyatıdır. Karşılığında, 250 Kbps'ye kadar hız, 90 metreye kadar görüş mesafesi (Xbee PRO modifikasyonu 1,2 km'ye kadar ulaşabilir), şifreleme, ekonomik güç tüketimi ve veri aktarma yeteneği (iki modül şeffaf bir şekilde iletişim kurar) üçüncü aracılığıyla birbirlerine).

Bir şirket kablosuz ağlardan bahsettiğinde, bir nedenden ötürü hatırladıkları ilk şeyin WiFi olduğu, çok daha az sıklıkla Bluetooth olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Örnekler, SparkFun (sparkfun.com/products/9954) tarafından sağlanan WiFly Shield ve Libellium tarafından sağlanan Bluetooth modülüdür (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). İkincisi, Xbee formatında yapılır ve herhangi bir Xbee adaptör kalkanı ile çalışır ve Arduino'dan gelen yazılım yapılandırması, seri bağlantı noktası ve AT komutları aracılığıyla bir modemle diyaloğa benzer. Bu arada, bir zamanlar USB arabirimi olmayan, ancak programlanmış ve Bluetooth aracılığıyla bilgisayara bağlanan orijinal Arduino BT kartı (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth) piyasaya sürüldü. Belki de fiyattaki artış nedeniyle geniş bir dağıtım almadı.

GSM üzerinden veri alışverişi için genellikle TTL seviyelerinde bir seri port üzerinde çalışabilen bir cep telefonu kullanılır.
Ancak şimdi sayıları giderek azaldı - bunların yerini USB alıyor, bu da sizin bir ana bilgisayar olmanızı (Arduino olan bir cihaz değil) kullanmanızı gerektiriyor. Ancak, neyse ki üreticiler, harici bir anteni ve bir SIM kart konektörünü döndürmeye devam ettiği bitmiş GSM modüllerini uzun süredir çalkalıyorlar. Bir örnek için uzağa bakmanıza gerek yok - Libellium'un SAGEM GPRS modeme dayalı Arduino için GPRS Dörtlü bant modülü (goo.gl/KueFH).
Bu özel modelin bir özelliği, GRPS modülünün çıkarılabilir olmasıdır ve yalnızca verileri aktaramazsınız - harici bir hoparlöre çıkış kabloludur.

Çeşitli kalkanlar

Özetle, neredeyse tüm tipik sorunların çözümlerinin uzun süredir kalkan şeklinde var olduğunu güvenle söyleyebiliriz. Ama bunun her şeyin bittiği yer olduğunu düşünmeyin. İşte bazı örnekler: Libellium'un Radyasyon Sensör Kartı (Geiger sayacı).

kendin yap kalkanı

Örnek olarak kendi LCD kalkanımızı oluşturalım. HD44780 denetleyicideki popüler 1602 alfanümerik LCD'nin bağlantı şeması iki versiyonda mevcuttur - sekiz bitlik veri yolu veya dört bitlik. Arduino kalkan oluşturma stratejisini keşfetmenin zamanı geldi: asla çok fazla iğne olmaz! Bunları minimumda kullanmaya çalışıyoruz ve bu nedenle dört bitlik bir şema seçiyoruz (mutluluğumuz için, böyle bir şema için destek, LiquidCrystal kütüphanesi biçiminde ArduinoIDE dağıtım kitine dahil edilmiştir).

Kalkanımızı oluşturmak için özel bir boşluk kullanıyoruz - birkaç fırfırlı bir devre tahtası olan bir proto kalkan. En önemli değeri, Arduino ile mükemmel bağlantı için doğru aralıklı pim delikleridir. Öyle oldu ki, biri hariç tüm pim blokları 2,54 mm aralıklı bir ızgaraya yerleştirildi (bu can sıkıcı gerçek olmasa da, herhangi bir "delikli devre tahtası" parçası alınabilir ve PLS yerleştirme fişlerini lehimleyebilir. BT). Bu, alıcının dalgınlıktan kalkanı ters çevirmemesi ve gelecekteki şaheseri tomurcuk halinde yakmaması için bilerek yapıldı.
Devrenin kontrastı ayarlamak için değişken bir direnç içerdiğini unutmayın. Bu önemli! Bunu unutursanız, şemanın geri kalanı ve doğru çizim ile hiçbir şey görünmez. Herhangi bir 10-20 kOhm iş görecektir ve özellikle bu protoshield'da zaten sağlanmıştır - analog0 girişine bağlı olmasına rağmen, fazladan kabloları lehimlemeniz gerekir.

PLS pin tarağından bir parça alıp önce ekran kontaklarına sonra da ekrana lehimleyelim. Bundan sonra, montaj telini almanız ve sırayla, kabloları ekrandan Arduino pinlerine şemaya göre dikkatlice sıyırmanız ve lehimlemeniz gerekir - neyse ki, bu basittir. Sezgisel olarak çoğunu ekranın altına saklamayı başardım.

Sonucu Arduino'ya koyalım ve LiquidCrystal dizininden ilk test taslağını yükleyelim. Ekranda hiçbir şey yok mu? Yoksa bir sürü siyah kare mi? Önemli değil, değişken direnci artırmanın zamanı geldi - eminim bir şeyler kesinlikle görünecektir! Bu durumda rahat bir nefes alabilirsiniz - artık kendi yaptığınız ilk kalkana sahipsiniz. Peki, kazandığı için - aynı anda Ruslaştırabilirsiniz. Bir keresinde standart kitaplığı değiştirdim, böylece Kiril karakterleri UTF-8'den görüntü karakter üretecine doğru bir şekilde çevrildi. Kitaplığın en son sürümünü github.com/mk90 adresinde arayın.

Ve programlama. Büyük analog cihazları veya mikro devreleri değiştirmek için tasarlanmıştır ve tüm radyo amatörleri için ideal bir hediyedir.

Arduino: yüksek teknoloji yapıcı

"Arduino", birçok pine ve kendi işlemcisine sahip bir mikrodenetleyici kartıdır. Kart, kartın işlevselliğini genişleten oldukça fazla sayıda sözde kalkanı (İngiliz kalkanından - kalkandan) bağlayabileceğiniz temeldir. Proses otomasyon sistemlerinde kullanılmakla birlikte robotikte de rahatlıkla kullanılabilir. Arduino board için pek çok aktivite alanı bulunmaktadır. Ancak radyo amatörleri arasında tam olarak ucuz, ancak basit ve çok işlevli bir tasarımcı olarak popülerlik kazandı.

Arduino'nun programlama yardımıyla olması gerektiği gibi çalışmasını sağlayabilirsiniz. Bu işlem kolaydır ve yeni başlayanlar bile üstesinden gelebilir. Ve kullanıcı C ++ dili becerilerine sahipse, tahtanın programlanması çok basit ve hızlı bir şekilde sonuçlanacaktır.

Kartın ana avantajı, ona sınırsız sayıda çevre aygıtı bağlayabilmesi ve böylece maksimum iş otomasyonu elde etmesidir. Ayrıca yeni başlayanlar için bir şeyler yolunda gitmezse önemli değil. Ağda, programlama ve bağlantı için pek çok bilgi ve talimat içeren çok sayıda topluluk vardır. radyo amatörleri harika bir seçimdir.

Yapıcının ücretsiz yazılım (örneğin, özel bir Linux dağıtımı) üzerinde çalıştığı unutulmamalıdır, bu nedenle işletim sistemi ve yazılım için fazladan ödeme yapmanız gerekmeyecektir.

Kalkan panoları (kalkanlar) ile çalışma

Yukarıda bahsedildiği gibi, cihazın işlevselliği, özel panolar - kalkanlar yardımıyla geliştirilmiştir. Bunlar, belirli bir süreci yönetmek için hazır panolardır. Kalkanlar konektörler - pimler kullanılarak bağlanır. Kalkanlar kullanılarak kontrol edilebilen süreç yelpazesi çok geniştir: Ethernet üzerinden veri iletiminden elektrik motorlarının kontrolüne kadar. Kalkanları kullanarak kendi ellerinizle bir proses kontrol sistemi kurabilirsiniz. "Arduino", yalnızca programda belirtilen bir veya başka bir harici cihazın rolünü dağıtır ve genişletme kartlarının kendileri doğrudan çalışır.

Bazı verileri belleğe yazmanız gereken zamanlar vardır (örneğin, GPS noktaları). Bir hafıza sürücüsü olmadığı için Arduino'nun kendisi bunu yapamaz. Kalkanın kullanışlı olduğu yer burasıdır ve 64 GB'a kadar mikro SD kartları kullanma yeteneği ekler.

İşin garibi, kendi başınıza bile kalkan oluşturabilirsiniz. Örneğin, basit bir LCD ekran. Bir hesap makinesinden veya eski bir çağrı cihazından bir ekran alın ve kartın pimlerine takın. Elbette, Arduino'nun görüntüyü ekranda göstermesi için yine de bir program yazmanız gerekiyor. İşte bu kadar, ev yapımı kalkan hazır.

"Arduino" programlama

Arduino programları Wired dilinde yazılmıştır. Bu dil birçok yönden C++'a benzer. Ancak programlama beceriniz olmasa bile Wired ile uğraşmak yine de zor değil. "Arduino" ile ilgili forumlarda, onun için programlara "skeçler" denir. Çok tembel olsanız veya kendinizi programlayamasanız bile, çok sayıda hazır eskiz bulabilirsiniz.

Her çizim kendi kitaplık setini gerektirir. Arduino forumlarında da aranabilirler. Yeni başlayanlar için, belirli bir süreç için eskiz yazmak için adım adım talimatlar içeren çok iyi bir referans kılavuzu var.

Kendi ellerinizle Arduino için kalkanlar oluşturma

Arduino için kalkan satın almak hiç gerekli değil. Diyelim ki fazladan 30 dolarınız yok, ancak pek çok gereksiz ayrıntı ve bir şeyi otomatikleştirmeye yönelik büyük bir istek var. Sorun değil. Önemli olan, zaten flaşlı bir işletim sistemine ve eskiz yazma yeteneğine sahip bir ana kartınızın olmasıdır.

Doğaçlama parçalardan bir Arduino devresi elde edilebilir. Kendi ellerinizle, sadece bileşenleri lehimlemek için kalır. Bununla birlikte, yapının hareketsiz olduğu varsayılırsa, hiçbir şeyin lehimlenmesine gerek yoktur. Bileşenleri kablolarla bağlamanız yeterlidir. Arduino için böyle bir ev yapımı kalkanın maliyetinin fabrikadan çok daha ucuz olacağı belirtilmelidir. Örneğin, elektrik motorlarının çalışmasını otomatikleştirmek için bir Arduino kiti 80-90 dolara mal olacak. Ama montajı kendiniz yaparsanız maliyeti 30 dolara kadar düşürebilirsiniz.

Belirli alanlar için oluşturulmuş başka birçok kit de vardır ve bunlar, ana karta ek olarak gerekli tüm parçaları içerir. Örneğin, akıllı ev, video gözetimi, iklim kontrolü veya stereo sistemler oluşturmak için bir kit.

Doğal olarak, tüm kalkanlar kendi başınıza yapılamaz. Bazı durumlarda, doğru detayları bulamıyorsunuz. Örneğin, hafıza kartı için uzantılı bir kalkanın satın alınması gerekecektir.

Arduino'yu ne için kullanabilirsiniz?

Bu cihaz için pek çok uygulama var, sadece bazı kullanım örneklerini ele alacağız.

Örneğin, bir arabanız var. Ve hız ile ilgili bilgileri radyonun LCD ekranında görüntülemeniz gerekir. Arduino'dan hız göstergesi nasıl yapılır? Çok basit. Ücret satın alıyoruz. Örneğin Arduino Mega 2560, Ublox NEO 6m GPS GPS modülü. Bundan sonra, ağda kontrol için hazır eskizler arıyoruz, tüm bunları Arduino'da yazıyoruz, birbirine ekliyoruz ve bitirdiniz.

Kendi ellerinizle bütün bir kontrol sistemini aynı kolaylıkla oluşturabilirsiniz. Arduino bunu mümkün kılar. Önemli olan, gerekli eskizleri ve detayları stoklamaktır.

Robotikte "Arduino" kullanımı

Arduino, robotikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Panoya çok sayıda servo, motor, sensör bağlı olduğundan, tamamen kendi başınıza yapılmış bir robot elde edebilirsiniz. "Arduino" aynı zamanda onu istediğiniz gibi programlamanıza izin verir. Demir parçalarını sürmek, sürmek ve zıplamakla ilgileniyorsanız, "Arduino" kesinlikle sizin için.

Ek olarak, cihazı bazı sensörlerle birlikte bir quadrocoptere bağlarsanız, iyi bir gözlemci robot elde edebilirsiniz. Ve bu zaten oldukça faydalı bir gelişme.

Robotikte, dikkate değer bir hayal gücü gösterilebilir ve "Arduino" yardımıyla - onu uygulamaya koyabilirsiniz. Hatta bazı ustalar, sadece bu yapıcıyı kullanarak Futurama'dan prototipler bile yapıyor.

Bir sonuç yerine

Arduino kontrol kartları, özelleştirmedeki esneklikleri nedeniyle herhangi bir işlemi otomatikleştirmek için idealdir. Ayrıca, bu konuyla ilgili zengin referans kılavuzu sayesinde hiç kimse tahta programlamada sorun yaşamayacak. Çalışma sürecinde bir şey kırılırsa, onu kendiniz tamir etmek zor olmayacaktır. "Arduino", bir kişinin sınırsız hayal gücü göstermesine izin verir. Bu pano ile, akıllı telefon aracılığıyla yerden ısıtma kontrol sisteminden robota kadar neredeyse her şeyi oluşturabilirsiniz.

Bir LED'i ve benzerlerini yanıp sönmek elbette harika, ama ben günlük hayatta uygulanabilecek, az ya da çok değerli bir şey yapmak istedim. Muhtemelen en basit şey, güçlü akım tüketicilerini açıp kapatmaktır - ampuller, ve Fanlar, pompalar, kayıt cihazları vb. Bunun için Relay-Shield bize yardımcı olacaktır. İnternette hazır çözümler, bir sürü şema var. Ama bunu kendin yapmak daha eğlenceli.

Burada. Artık bileşenleri lehimlemeye başlayabilirsiniz. Her şeyden önce, atlama telleri ve küçük elemanlar (dirençler, diyot düzeneği, transistörler).

En zahmetlisi ise bağlantı pinlerini mühürlemek... Ama bir şekilde başardım :) Yani siz de yapabilirsiniz. Önemli olan, "sümük", "kısa" ve "lehimsiz" olmamasıdır :)
İşte bitmiş ürünün bazı fotoğrafları. Diyelim ki, bir sergileme seçeneği değil ama yine de ...
Bu arada, röle sargılarına paralel duran SMD diyotları aşağıdan görülebilir. Transformatör iki tel ile sabitlenmiştir.

Ve test taslağını yükleyin:

/*
Test Ev yapımı röle Kalkanı (Ghost D. 2012)
7 ve 8 numaralı dijital pimleri kullanma
*/

geçersiz kurulum()(
//
pinMode(7, ÇIKIŞ);
pinMode(8, ÇIKIŞ);
}

geçersiz döngü() (
digitalWrite(7, YÜKSEK); // İlk röleyi aç
gecikme(2000); // bekleriz
digitalWrite(8, YÜKSEK); // İkinci röleyi aç
gecikme(2000);
digitalWrite(8, DÜŞÜK); // İkinci röleyi kapatın
gecikme(2000);
digitalWrite(7, DÜŞÜK); // ilk röleyi kapat
gecikme(2000); //
}

Yeni kalkanımız röleleri tıklar. İşte!!!

Not: Benim versiyonumda, test sırasında transformatör oldukça güçlü bir şekilde ısınıyor. Ya bilgiler PSU'da yanlış belirtilmiş (seçtiğim yerden) (300 mA gibi) ya da bununla ilgili bir sorun vardı ...