M贸dulos y Shields Arduino

Una de las principales ventajas de la plataforma Arduino es su popularidad. La plataforma cuenta con el apoyo activo de los fabricantes de dispositivos electr贸nicos que producen versiones especiales de varias tarjetas, ampliando la funcionalidad b谩sica del controlador.

Estas tarjetas, que pueden ser m贸dulos o bien tarjetas de expansi贸n (tambi茅n llamadas arduino shield o simplemente shields), se utilizan para realizar una variedad de tareas y pueden simplificar significativamente la vida de los usuarios.

En esta cetegor铆a nos ocuparemos de todos los m贸dulos y shields que podemos utilizar con Arduino.

Arduino Nano Shield

Modulo Arduino Nano Shield

Se conoce como “Arduino Nano Shield” a la placa o m贸dulo que sirve como expansi贸n de I/O (entradas y salidas) y nos facilita el uso del Arduino Nano cuando necesitamos…

M贸dulo L298N

M贸dulo L298N 2

M贸dulo Controlador de Motores L298N El m贸dulo L298N es un motor driver con un doble puente H que nos permite manejar dos motores de corriente continua o un motor paso…

M贸dulos Arduino

Existen muchas placas que no llegan a ser Shields, ya que no son apilables, a las que llamamos m贸dulos. Ejemplos de m贸dulos pueden ser el controlador de motores L298N o el m贸dulo聽HC-05 para conectividad聽Bluetooth.

 

Shields Arduino

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Las shields son las placas que se montan encima de otras y sirven para brindar alguna funcionalidad extra o ampliar las capacidades de hardware de nuestro arduino, como por ejemplo manejo de motores, conectividad ethernet o wifi, etc.

Las Shields por lo general son apilables, pudiendo montar varios “pisos” de placas uno arriba de otro.

La palabra inglesa Shield se traduce como escudo o pantalla. En nuestro contexto, debe entenderse como algo que cubre la placa controladora, que crea una capa adicional de dispositivo, una pantalla detr谩s de la cual se esconden varios elementos.

 

驴Por qu茅 necesitamos arduino shields?

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La respuesta es muy simple: 1) para ahorrar tiempo, y 2) alguien podr铆a ganar dinero con ello. 驴Por qu茅 perder tiempo dise帽ando, ensamblando, soldando y depurando un m贸dulo propio si lo podemos conseguir ya hecho y probado?

Las tarjetas de expansi贸n bien dise帽adas y montadas en equipos de calidad suelen ser m谩s fiables y ocupan menos espacio en el dispositivo final. Esto no significa que debamos descartar la idea de investigar y armar nosotros nuestras placas, despu茅s de todo, un buen maker siempre trata de entender c贸mo funciona lo que utiliza. Pero podemos hacer dispositivos m谩s complejos, si no tratamos de inventar la p贸lvora en cada proyecto, y nos centramos en el hecho de que antes que nosotros, otras personas ya resolvieron y simplificaron algunas cosas.

Naturalmente, hay que pagar por el desarrollo de otros. Casi siempre el costo de estas placas ser谩 m谩s alto que el precio de los componentes individuales. Pero depender谩 de cada uno decidir qu茅 tan cr铆tico es gastar tiempo o dinero. Teniendo en cuenta los bajos costos de la industria china, el coste de los shields de arduino disminuye constantemente, por lo que la mayor铆a de las veces conviene m谩s optar por el uso de dispositivos prefabricados.

Los ejemplos m谩s populares de estos m贸dulos y shields arduino son las tarjetas de expansi贸n para trabajar con sensores, motores, pantallas LCD, tarjetas SD, redes y GPS, escudos con rel茅s incorporados para la conexi贸n a la carga.

Conexi贸n de escudos Arduino

Para conectar un shield a arduino basta con calzarla o acoplarla cuidadosamente en la placa principal. Normalmente, los pines de la placa se enchufan f谩cilmente en los z贸calos de la placa Arduino. En algunos casos, es posible que sea necesario ajustar cuidadosamente los pines si la tarjeta no est谩 soldada correctamente. Lo principal aqu铆 es actuar con cuidado y no aplicar una fuerza excesiva.

Como regla general, cada tarjeta de expansi贸n est谩 dise帽ada para una versi贸n espec铆fica del controlador, aunque, por ejemplo, muchos shields para el Arduino Uno funcionan normalmente con las placas Arduino Mega. El pinout de los contactos en el mega se hace de manera que los primeros 14 contactos digitales y contactos en el lado opuesto de la placa coincidan con la ubicaci贸n de los contactos en la Arduino UNO.

Programaci贸n de Arduino Shield

La programaci贸n de un circuito de placa de expansi贸n no es diferente de la programaci贸n habitual de Arduino, porque desde el punto de vista del controlador simplemente conectamos nuestros dispositivos a sus pines habituales. En el esquema es necesario especificar los pines que est谩n conectados a los contactos correspondientes en la placa de expansi贸n. Por regla general, el fabricante indica los pines correspondientes en la propia etiqueta o en un manual de conexi贸n separado. Si descarga los bocetos recomendados por el fabricante de la placa, ni siquiera tendr谩 que hacer esto.

La lectura o escritura de las se帽ales de las etiquetas tambi茅n se hace de la forma habitual: usando las funciones analogRead (), digitalRead (), digitalWrite () y otros comandos conocidos para cualquier Arduinero. En algunos casos, puede haber colisiones cuando est谩s acostumbrado a este esquema de conexi贸n, y el fabricante ha elegido otro. Aqu铆 s贸lo hay que tener cuidado.

Shield de sensores Arduino

Como regla general, esta placa de expansi贸n se incluye en los kits de arduino, y por lo tanto es con esta tarjeta con la que los Arduinistas se encuentran m谩s a menudo. El Shield es bastante simple – su principal tarea es proporcionar opciones m谩s convenientes para conectarse a la placa Arduino. Esto se hace por medio de conectores de alimentaci贸n y tierra adicionales conectados a la tarjeta a cada uno de los pines anal贸gicos y digitales. Tambi茅n en la placa se pueden encontrar conectores para conectar una fuente de alimentaci贸n externa (para conmutar es necesario instalar puentes), LED y bot贸n de reinicio. Las opciones de etiquetas y los ejemplos de uso se encuentran en las ilustraciones.

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Existen varias versiones de la tarjeta de expansi贸n del sensor. Todos se diferencian en el n煤mero y tipo de conectores. Las m谩s populares hoy en d铆a son las versiones de Sensor Shield v4 y v5.

Motor Shield para Arduino

Este escudo Arduino es muy importante en proyectos de rob贸tica, ya que te permite conectar a la placa Arduino inmediatamente motores ordinarios y servomotores. La tarea principal de la placa es asegurar la gesti贸n de los dispositivos que consumen suficiente corriente para una placa Arduino normal. Las caracter铆sticas adicionales de la placa son la funci贸n de control de la potencia del motor (por medio de PWM) y el cambio de la direcci贸n de rotaci贸n. Hay muchos tipos de placas de blindaje del motor. Todos ellos tienen en com煤n la presencia en el circuito de un potente transistor, a trav茅s del cual se conecta una carga externa, elementos de disipaci贸n de calor (normalmente un radiador), el circuito para conectar una fuente de alimentaci贸n externa, conectores para conectar los motores y el pin para conectar el arduino.

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Arduino Ethernet Shield

El trabajo en red es una de las tareas m谩s importantes de los proyectos modernos. Existe una tarjeta de expansi贸n para la conexi贸n a la red local a trav茅s de Ethernet.

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Placas de expansi贸n para prototipos

Estas placas son muy sencillas: disponen de placas de contacto para el montaje de los elementos, de un bot贸n de rearme y de la posibilidad de conectar una fuente de alimentaci贸n externa. El objetivo de estas etiquetas es aumentar la compacidad del dispositivo, cuando todos los componentes necesarios se encuentran directamente encima de la placa principal.

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Arduino pantalla LCD y pantalla tft

Este tipo de placa se utiliza para trabajar con pantallas LCD en arduino. Como usted sabe, incluso la m谩s simple conexi贸n de pantalla de texto de 2 l铆neas no es una tarea trivial: es necesario conectar 6 contactos de la pantalla a la vez, sin contar la fuente de alimentaci贸n. Es mucho m谩s f谩cil insertar el m贸dulo listo en la tarjeta y simplemente cargar el croquis correspondiente. La popular pantalla LCD Keypad Shield tiene de 4 a 8 botones en el tablero, lo que le permite organizar una interfaz externa para el usuario del dispositivo. TFT Shield tambi茅n ayuda

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Arduino Data Logger Shield

M贸dulos y Shields Arduino 17Otra tarea, que es bastante dif铆cil de implementar de forma independiente en sus productos, es el almacenamiento de los datos recibidos de los sensores, con referencia temporal. La etiqueta ya confeccionada no s贸lo permite guardar datos y recibir tiempo del reloj incorporado, sino tambi茅n conectar los sensores de forma c贸moda mediante soldadura o en la placa de montaje.

En resumen

En este art铆culo hemos considerado s贸lo una peque帽a parte del enorme surtido de varios dispositivos que ampl铆an la funcionalidad de arduino. Las tarjetas de expansi贸n le permiten concentrarse en lo m谩s importante: la l贸gica de su programa. Los creadores de cada escudos proveen informaci贸n sobre la instalaci贸n correcta y el modo de suministro de energ铆a necesario. Todo lo que tienes que hacer es encontrar la placa correcta, conectarla al arduino y cargar el sketch.