Jako oficjalny partner handlowy Arduino, Conrad Electronic oferuje szeroką gamę produktów. Jeśli korzystasz z płytek Arduino w swojej firmie i chciałbyś rozszerzyć je o nowe projekty, shieldy Arduino będą dla Ciebie interesujące. Co to jest shield Arduino i jakie wersje są dostępne? Więcej informacji można znaleźć w naszym przewodniku.
Arduino to platforma open source do tworzenia projektów DIY. Platforma obejmuje zarówno sprzęt, jak i oprogramowanie i jest skierowana do osób zainteresowanych elektroniką i programowaniem, niezależnie od ich poziomu doświadczenia.
Fizyczne płytki wyposażone w mikrokontroler, znane jako Arduino-Boards, posiadają różnorodne wejścia i wyjścia analogowe oraz cyfrowe. Dostępne są różne modele, różniące się funkcjonalnością i parametrami technicznymi, przy czym każdy mikrokontroler można zaprogramować do realizacji określonych zadań.
Płytki Arduino można rozbudowywać za pomocą tzw. Arduino Shields – rozszerzeń, które dodają nowe możliwości, takie jak obsługa czujników czy dodatkowych funkcji. Są one projektowane z myślą o konkretnych zastosowaniach – od komunikacji bezprzewodowej (Wi-Fi, Bluetooth), po sterowanie silnikami czy pomiar parametrów środowiskowych.
shieldy zostały zaprojektowane w celu rozszerzenia możliwości płytek Arduino poprzez integrację różnorodnych czujników, elementów wykonawczych oraz modułów komunikacyjnych.
Do najczęściej stosowanych komponentów należą m.in. porty do podłączenia czujników temperatury oraz odbiorników podczerwieni. Często występują także elementy służące do wyświetlania i wprowadzania danych, takie jak wyświetlacze 7-segmentowe, przyciski oraz buzzery piezoelektryczne emitujące sygnały dźwiękowe
Głównym założeniem jest połączenie wielu elementów sprzętowych na jednej płytce, co znacząco upraszcza okablowanie i pozwala zaoszczędzić miejsce.
Funkcje te można zazwyczaj łączyć — przykładowo: czujnik mierzy temperaturę, wynik prezentowany jest w formie czytelnej dla użytkownika na wyświetlaczu LED, a dane są równocześnie przesyłane bezprzewodowo do innego urządzenia.
Te moduły zostały zaprojektowane z myślą o integracji funkcji sieciowych. Projekty oparte na tej platformie sprzętowej, dzięki zastosowaniu nakładki Ethernet Shield, mogą komunikować się zarówno z siecią lokalną, jak i z Internetem. Kontroler Ethernet montowany jest na pinach 10-13 i może być podłączony za pomocą standardowego kabla Ethernet.
Rozwiązania tego typu doskonale sprawdzają się w projektach z zakresu Internetu Rzeczy (IoT), w których kluczową rolę odgrywa łączność pomiędzy urządzeniami. Typowe zastosowania obejmują m.in. tworzenie serwerów WWW, pobieranie danych ze stron internetowych i usług online, a także wysyłanie wiadomości e-mail.
Warto wiedzieć: po uruchomieniu środowiska programistycznego, w dostępnej bibliotece znajdziemy dwie opcje konfiguracji połączenia sieciowego przy użyciu modułu Ethernet. Możliwe jest wykorzystanie gotowych obiektów do zbudowania funkcjonalności serwera lub klienta.
Rozszerzona płytka pozwala Arduino-Boardss na sterowanie obciążeniami.
Najczęściej wykorzystywana jest do obsługi silników – shield umożliwia łatwe sterowanie zarówno silnikami prądu stałego, jak i krokowymi.
Dzięki temu znajduje zastosowanie przede wszystkim w projektach z zakresu robotyki oraz wszędzie tam, gdzie konieczna jest precyzyjna kontrola ruchu. Za pośrednictwem modułu możliwe jest również sterowanie podłączonymi przekaźnikami i cewkami elektromagnetycznymi.
Niezależnie od rodzaju obciążenia – silnik, cewka czy przekaźnik – są one podłączane do indywidualnie sterowanych wyjść za pomocą złączy śrubowych. Dodatkowo dostępne są dwa kolejne złącza, które pozwalają na podpięcie zewnętrznego źródła zasilania, jeśli zapotrzebowanie na prąd przekracza możliwości samego Arduino.
Shield można z łatwością zintegrować z istniejącymi projektami za pomocą bibliotek Arduino. Jest również kompatybilny z modułami TinkerKit.
Te płytki rozszerzające zostały zaprojektowane z myślą o prototypowaniu i pracach rozwojowych. Są to uniwersalne moduły, które umożliwiają użytkownikom szybkie i wygodne tworzenie oraz testowanie własnych układów elektronicznych.
Niezabudowana płytka stykowa może być dowolnie lutowana za pomocą elementów elektronicznych, takich jak rezystory, kondensatory, diody LED, układy scalone i inne. Część obszaru przeznaczona jest na montaż stabilizatorów napięcia oraz punktów zasilania.
Dzięki uniwersalnemu charakterowi Proto Shield może być łączony z innymi nakładkami dla Arduino w celu rozszerzenia funkcjonalności – na przykład z modułem sterowania silnikami lub shieldem sieciowym Ethernet.
Ekran OLED w formie nakładki (Shield) stanowi kompaktowe i energooszczędne rozwiązanie wyświetlające. Urządzenie łączy wysokiej jakości wyświetlacz z diodami organicznymi, charakteryzujący się doskonałym kontrastem, jasnością oraz szerokim kątem widzenia, z płytką Arduino. Prosta integracja umożliwia prezentację tekstów, prostych grafik i animacji, a niskie zużycie energii sprawia, że nakładka idealnie sprawdza się również w projektach zasilanych bateryjnie.
W jakim języku programuje się Arduino?
Programowanie odbywa się przy użyciu Arduino API (Arduino Programming Language), czyli zmodyfikowanej wersji języka C++. Został on dostosowany do łatwiejszej obsługi mikrokontrolerów oraz specyfiki działania płytek Arduino. API zawiera wiele gotowych funkcji, co znacząco upraszcza proces tworzenia oprogramowania. Główny kod uruchamiany na płytce Arduino składa się z dwóch podstawowych funkcji: setup() i loop(). Pierwsza z nich wykonywana jest jednokrotnie po uruchomieniu programu, natomiast druga działa w sposób ciągły tak długo, jak długo zasilane jest urządzenie.
Do pisania, kompilacji i przesyłania kodu na płytkę użytkownicy korzystają ze środowiska Arduino IDE (Integrated Development Environment).
Jakie jednopłytkowe komputery mogą być alternatywą dla Arduino?
Alternatywę dla Arduino stanowią komputery jednopłytkowe, takie jak Raspberry Pi czy BeagleBone. Raspberry Pi to najpopularniejszy mini-komputer wyposażony w wydajny procesor ARM, wyjście HDMI, porty USB oraz złącza GPIO, umożliwiające podłączanie elementów elektronicznych. Urządzenie to obsługuje różne systemy operacyjne i pozwala na stosowanie dodatkowych modułów rozszerzających, zwanych Pi HATs (Hardware Attached on Top).
BeagleBone również korzysta z procesorów ARM i oferuje otwartą platformę, chętnie wykorzystywaną przez deweloperów potrzebujących prostych interfejsów do obsługi narzędzi. Podczas gdy Raspberry Pi znajduje zastosowanie głównie w edukacji i projektach hobbystycznych, rozwiązania BeagleBone są częściej stosowane w przemyśle, gdzie wymagane jest podłączenie wielu urządzeń peryferyjnych.