Porady
Uwaga! Poniższy opis został przetłumaczony automatycznie.
Interesujące fakty na temat Arduino Shields i Pi HATs
Podstawowa w pojedynczych komputerach i płytach mikrokontrolerowych
Co to są Arduino Shields i Pi HAT?
Jakie są rodzaje Arduino Shields i Pi HATs ?
Nasza wskazówka: Używaj mikrokontrolera do Smart Home
FAQ - najczęściej zadawane pytania dotyczące Arduino Shields i Pi HATs
Podstawowa w pojedynczych komputerach i płytach mikrokontrolerowych
Rysunek: Komputery jednopłytkowe Raspberry Pi® 2 z portem GP10 i złączami USB
Płyta mikrokontrolera i komputer Single Board oferują hobbystów i miłośniki możliwości realizacji własnych projektów elektronicznych. Komputer jednopłytkowy to niezależny komputer, który jest już wyposażony we wszystkie niezbędne elementy niezbędne do jego działania. Są to elementy, takie jak procesory, generatory impulsowe i pamięci stałe (ROM) oraz interfejsy, na przykład w-LAN lub Ethernet. Wszystkie komponenty, jak sugeruje pojęcie pojedynczej płytki, są zebrane na jednej płytce obwodu drukowanego lub płytce.
Przykładem może być komputer jednopłytkowy Raspberry Pi, system jedno-Chip z mikroprocesorem ARM. Został on zaprojektowany z myślą o hobby i edukacji, ale jest również stosowany w przemyśle, na przykład w dziedzinie techniki pomiarowej, sterowania i regulacji oraz automatyzacji procesów.
Płytki mikrokontrolerów są mniej skomplikowane niż komputery jednopłytkowe i bardzo proste i przyjazne dla użytkownika. Sercem płytki drukowanej jest mikrokontroler. Jest to mikroprocesor półprzewodnikowy, w którym za pomocą komponentów elektronicznych kryją się takie komponenty, jak procesor, pamięć, elementy timera lub przetworniki cyfrowo-analogowe. Każdy mikrokontroler wyposażony jest w tak zwane piny i / o (piny wejściowe / wyjściowe). Są to styki, za pomocą których można odbierać lub wysyłać sygnały cyfrowe.
Możliwość dowolnego określenia, czy działają jako styki wejściowe lub wyjściowe. Z tego powodu liczbę kontaktów określa się łącznie jako „wejście / wyjście ogólnego przeznaczenia” (angielski: GPIO). Piny skonfigurowane jako wejścia są w stanie odbierać sygnały, na przykład gdy są podłączone do czujnika. PIN, który jest skonfigurowany jako wyjście, umożliwia sterowanie między innymi diodami LED, głośnikami, silnikami, czujnikami lub wyświetlaczami. Podzespoły elektroniczne są podłączane do odpowiednich wejść i wyjść i mogą być odczytywane, sterowane i łączone przez mikrokontroler.
Bardzo dobrze znaną płytą mikrokontrolera jest Arduino. Jest dostępny w różnych wariantach modeli, które różnią się pod względem wyposażenia. Na przykład Arduino Uno, Arduino Nano i Arduino Mega. Arduino Uno jest dzięki swojej małej liczbie interfejsów bardzo dobry dla małych projektów i jest doskonałym wyborem dla początkujących. Zaawansowana wersja to Arduino Nano, który dzięki wyjątkowo małemu rozmiarowi jest przeznaczony do projektów miniaturowych. Arduino Mega charakteryzuje się dużą liczbą pinów i / o i dlatego nadaje się do bardziej złożonych projektów.
Co to są Arduino Shields i Pi HATs?
Arduino Shields i Pi HATS są najprostszym sposobem rozszerzenia zakresu funkcji popularnych płyt mikrokontrolerów lub pojedynczego komputera. Za pomocą tej pomocy można zainstalować dodatkowe urządzenia peryferyjne, bez konieczności lutowania, przykręcenia lub okablowania. Integracja przejściówek i płytek wtykowych nie jest konieczna. Są to więc rozwiązania oszczędzające miejsce, które nie wymagają większego wysiłku.
Arduino Shields to płytka rozszerzeń, która jest podłączona do płytki Arduino. Mają one ten sam cel, co karty rozszerzeń dla komputerów i sterują dodatkową funkcjonalnością, zwiększając przepustowość Arduino. Są one tak skonstruowane, że dokładnie odpowiadają kształtowi i obłożeniu styków płyty głównej. Z tego powodu można je bez trudu zamontować. PI HATy są z kolei przeznaczone dla Raspberry Pi. Skrót HAT oznacza sprzęt przymocowany na górze, co już podsumowuje przeznaczenie płyt. PI HATy są również po prostu wkładane. W zależności od wykonania, nadają się one do realizacji różnych projektów.
Dużą zaletą Arduino Shields i Pi HATs jest to, że można je ze sobą łączyć. Dzięki temu możliwe jest użycie kilku shieldów lub HATs w jednym urządzeniu. Karty rozszerzeń używają pinów na spodzie, aby podnieść niepotrzebne gniazda i z kolei połączyć je z górną krawędzią płyty. Dzięki temu kilka urządzeń shields lub HATs można układać jeden na drugim. Der Fachbegriff hierfür lautet Stacking. Należy pamiętać, że nie ma podwójnego przyporządkowania poszczególnych styków. Niektóre płyty mają zatem przełączniki DIP lub zworki do zmiany przypisania zapytanych styków.
Jakie są rodzaje Arduino Shields i Pi HATs ?
Shields i HATs są dostępne w różnych wersjach i są przeznaczone do szczególnych celów. Najbardziej powszechne są płytki do przesyłu danych (Ethernet, WLAN, Bluetooth itd.). Powodem tego jest to, że na przykład wiele płyt Arduino nie jest z natury kompatybilnych z siecią. Ethernet Shields to opcja tworzenia połączenia sieciowego. Arduino jest podłączony do lokalnej sieci i połączony z internetem. Dostępne są również Wi-Fi i Bluetooth Shields, które mogą służyć do sparowania ze sobą inteligentnych urządzeń. Możliwe jest również włączenie Arduino do sieci telefonii komórkowej, na przykład za pomocą GPRS Shields.
Do sterowania silnikami (np. poprzez przekaźnik) stosowane są także shields i HATs. Na przykład za pomocą Arduino Motor Shields można podłączyć, eksploatować i sterować silnikami i serwami na płytce Arduino. Ponadto przekaźnik Shields umożliwia podłączenie komponentów o wysokim napięciu roboczym, które standardowo nie są objęte Arduino.
Prototypowanie jest również możliwe z Shields i HATs, aby szybko wypróbować proste obwody lub realizować nowe pomysły. Przykładami płyt prototypowych są Arduino Proto Shield i Raspberry Pi Prototyping HAT. W tym ostatnim przypadku nadbudowa może być przeniesiona na płytkę Breadboard (płytka do układów testowych i eksperymentów) do płytki drukowanej.
Ponadto mogą służyć do wyświetlania danych na wyświetlaczu lub do sterowania Arduino za pomocą ekranu dotykowego. Ekran LCD i ekran dotykowy TFT to dwa dobre przykłady tego. Game Raspberry Pi umożliwia przekształcenie płyty głównej w konsolę do gier. Posiada wyświetlacz, może odtwarzać dźwięk i jest wyposażony we wskaźnik stanu naładowania akumulatora.
Możliwość stworzenia nawet całych stacji pogodowych za pomocą modułów Shields i HATs. Na przykład Raspberry Pi Sense MA być wyposażony w czujniki wilgotności, temperatury i ciśnienia powietrza. Moduł należy zainstalować w pewnej odległości od płytki Raspberry i w połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem jest w stanie rejestrować i rejestrować dane klimatyczne. Oprócz mini-joysticka do wprowadzania poleceń, moduł posiada czujnik pola magnetycznego i rozpoznawanie przyspieszenia, dzięki czemu może być również używany do identyfikacji pól magnetycznych i pomiaru wartości przyspieszenia.
Nasza praktyczna wskazówka: użyj Arduino Shields i Pi HATS do inteligentnego domu
Arduino i Raspberry Pi oferuje liczne możliwości tworzenia własnego inteligentnego domu - zwłaszcza poprzez integrację Shields i HATs. Istnieją na przykład płytki wtykowe, które działają jako odtwarzacz audio i umożliwiają odtwarzanie muzyki z chmury lub lokalnej sieci. Istnieją shields wyposażone w czujniki do wykrywania dymu i odpowiednio umożliwiają zamienić Arduino w czujnik dymu. Raspberry Pi Automation nadaje się nawet do sterowania urządzeniami elektrycznymi o niskim napięciu roboczym.
FAQ - najczęściej zadawane pytania dotyczące Arduino Shields i Pi HATs
Czy istnieje możliwość dostępu Raspberry Pi do Arduino Shields?
Arduino Shields są wprawdzie wyraźnie zaprojektowane dla Arduino, ale mogą być również obsługiwane przez Raspberry Pi za pomocą specjalnych platform. Na przykład Embedded-Pi płytka umożliwia wspólne i niezależne korzystanie z Raspberry Pi i Arduino-Shields. Ponadto na rynku dostępne są płytki adaptacyjne i inne połączenia mostowe.
Chciałbym, aby dwa shields ułożone zostały jeden nad drugim. Czy istnieje rozwiązanie w tym zakresie?
Rozwiązaniem może być tzw. go-between Shield. Montuje się go między dwoma kolidującymi Shields i ekranuje od siebie górne i dolne styki, dzięki czemu można je przypisać na nowo. Sygnały z górnego modułu są zatem przekierowywane, przez co konflikt zostaje wyeliminowany.