Shields

¿Qué es un Shield?

Los shields son ​​placas de circuito modulares que se integran con tu Arduino para añadirle funcionalidades adicionales. ¿Quieres conectar tu Arduino a internet y publicar en Twitter? Hay un shield para eso. ¿Quieres convertir tu Arduino en un rover autónomo? Hay shields para eso. Hay muchísimos shields disponibles, y todos permiten personalizarlo todo para mejorar la funcionalidad de tu Arduino.

Muchas shields Arduino son apilables. Puedes conectar varias shields para crear una pila de módulos Arduino. Por ejemplo, podrías combinar una SparkFun RedBoard con una shield meteorológica y una shield WiFi (ESP8266) para crear una estación meteorológica inalámbrica.

Los shields suelen incluir un boceto de ejemplo o una biblioteca . Por lo tanto, no solo se conectan fácilmente a tu Arduino, sino que, para que funcionen, normalmente solo necesitas cargar un código de ejemplo. 

La terminología y el diseño dependen de la plataforma del entorno y del factor de forma. Las shields para Arduino suelen usar la huella R3 de Arduino Uno. Sin embargo, pueden tener un diseño diferente según la arquitectura. Las PCB apilables para Raspberry Pi se denominan HAT o pHAT, mientras que para BeagleBone se denominan CAPE 

Factor de forma de la shield

Cada protector Arduino debe ajustarse al mismo factor de forma que el Arduino al que se acopla.

Las shields diseñadas para funcionar con el Arduino Uno R3 tienen pines de alimentación y tierra en un conector de ocho pines (anteriormente de seis), y pines analógicos en un conector de seis pines junto a este. Los pines digitales cubren el otro borde del lado opuesto: un conector de ocho pines separado de uno de 10 pines por una extraña separación de 1,27 cm. Algunas shields también requieren una conexión al conector ICSP de Arduino (el conector de programación 2x3 del extremo). 

Funcionalidad de pin

Algunas shields ocupan todos los pines disponibles en Arduino, mientras que otros solo usan un par. Algunos shields se comunican con Arduino mediante SPI , I₂C o puerto serie . Otros shields utilizan las interrupciones , entradas analógicas y PWM de Arduino . Al apilar shields , es importante asegurarse de que no se superpongan los pines.

Se debe asegurarse de que los pines del shield sean compatibles con su placa de desarrollo. Si un shield se diseñó pensando en el ATmega328p, la funcionalidad del pin podría estar en una ubicación diferente. Por ejemplo, el shield XBee se diseñó para el Arduino Uno R3 (una placa basada en el ATmega328P). Si usara el Arduino Leonardo (una placa basada en el ATmega32U4) o el Arduino Mega 2560 (una placa basada en el ATmega2560), necesitaría redireccionar la conexión y redefinir las definiciones de los pines. 

Algunos diseños de shields pueden variar según el tamaño y el entorno de la placa de desarrollo. Algunos de estos diseños incluyen los de Thing Plus , Pro Mini , Pro Micro , Arduino Nano , Arduino MKR y Teensy . 

Las placas de prototipos no suelen ampliar la funcionalidad del Arduino como otras placas, pero sí ayudan de otras maneras. Permiten, por ejemplo, conectar varios pines a terminales de tornillo o crear un espacio para construir y probar un circuito en la placa.

• Kit ProtoShield : La estrella de esta categoría. El ProtoShield incluye una amplia zona de prototipado en el centro. La mitad de esta zona tiene puentes de soldadura en la parte inferior que se pueden cerrar para que funcione como una placa de pruebas , mientras que la otra mitad funciona como una zona estándar de prototipado/placa perforada.

• ProtoScrew Shield : Similar al ProtoShield, pero cada pin también está conectado a un terminal de tornillo. Útil para conectar motores externos, sensores de alta resistencia o para crear una conexión sólida entre cada pin, que no es tan permanente como una conexión soldada.

• Shield Qwiic : ¡La manera perfecta de integrar tu Arduino con el sistema Qwiic de SparkFun ! Este shield cuenta con cuatro conectores Qwiic y un circuito de cambio de nivel para conectar y comunicarse fácilmente con las conexiones Qwiic I2C . También cuenta con una amplia área de prototipado con funciones útiles para facilitar su creación.

• Kit de escudo para joystick : Convierte tu Arduino en un controlador básico. Con un joystick y cuatro botones, este escudo es ideal para un controlador de robot sencillo.

• Protector microSD : muchos Arduinos tienen un espacio de almacenamiento limitado, pero este protector fácil de usar (junto con la biblioteca SD ) permite una gran cantidad de almacenamiento adicional para cosas como el registro de datos.

• Mux Shield II : Este shield de Mayhew Labs es una excelente manera de añadir hasta 48 entradas o salidas analógicas y digitales a un Arduino usando el diseño R3.

Escudos de tecnología inalámbrica e IoT

Estos shields añaden diferentes tipos de tecnologías inalámbricas a tu Arduino. Van desde la conexión a internet para tu próximo proyecto IoT con Arduino hasta la recepción y el registro de las coordenadas GPS de tu robot basado en Arduino, ¡y mucho más!

• Shield WiFi (ESP8266) : Este shield utiliza el SoC ESP8266 de Espressif para añadir conectividad WiFi a un Arduino con la configuración R3. Viene con firmware preinstalado para comandos AT, por lo que funciona como una puerta de enlace WiFi controlada en serie. Además, permite acceder a los pines de E/S del ESP8266 e incluso reprogramarlo con su propio firmware.

• Arduino Ethernet Shield 2 : ¿Quieres acceder a internet pero prefieres una opción cableada? ¡El Ethernet Shield es perfecto para ti! Empezar a usar el Ethernet Shield 2 es fácil con la biblioteca Ethernet de Arduino . El shield también incluye una ranura microSD integrada para almacenar archivos grandes y enviarlos por tu red.

• Shield LTE CAT M1/NB-IoT (SARA-R4) : Este shield añade funcionalidad celular inalámbrica de alto ancho de banda a tu proyecto de IoT. Hemos creado una biblioteca Arduino con algunos ejemplos para que puedas empezar a enviar SMS o comunicarte con servidores mediante una conexión TCP/IP. 

• XBee Shield : Los XBee son excelentes módulos de RF compatibles con múltiples protocolos inalámbricos (802.15.4, especificación Zigbee de Digi y BLE). Simplemente empareja una radio XBee en el shield con otra XBee y estarás en camino de crear un robot controlado por gestos .

• Shield de registro GPS : Con este shield puedes registrar la posición, velocidad y altitud de tu Arduino usando el módulo GPS GP3906-TLP integrado.

Música y sonido

• Shield para reproductor MP3 : Convierte tu Arduino en un reproductor MP3. Simplemente conecta una tarjeta µSD con archivos MP3, añade altavoces, sube el código de ejemplo y ¡crea tu propia caja de música MP3 !

• Shield MIDI : Ensamble este shield para que su Arduino tenga acceso al protocolo de comunicación MIDI . Además de los puertos de entrada y salida MIDI, el shield también incluye dos potenciómetros para controlar parámetros como el tono, el volumen o el tono. Para obtener instrucciones de ensamblaje y ejemplos de uso del shield MIDI.

• Shield de Espectro : Este recibe una entrada de audio estéreo y la divide en 7 bandas por canal. Lee la amplitud de cada canal con el ADC de tu Arduino. Usa estos datos para controlar cualquier cosa, desde LEDs y motores hasta fuego .

• Shield EasyVR 3 Plus : Este shield añade tecnología de reconocimiento de voz a tu Arduino mediante el módulo EasyVR para que puedas crear tu propio proyecto controlado por voz. 

Controladores de motor

• Kit Ardumoto Shield : con este kit puedes utilizar el shield Ardumoto para crear un robot básico con los motores DC incluidos.

Escudos varios

Estos protectores no encajan realmente en ninguna de las categorías anteriores, pero aun así nos gustaría destacarlos en esta lista ya que añaden una funcionalidad interesante y única a tu Arduino.

• Shield CAN-Bus : Permite que tu Arduino se comunique con tu coche u otra aplicación CAN. También cuenta con una ranura µSD para registrar datos, conectores para GPS y una pantalla LCD para registrar y reportar datos. Consulta la Guía de Conexión para obtener más información y un código de ejemplo para empezar.

• Protector de interfaz Vernier : este protector tiene cuatro conectores British Telecom (2 analógicos y 2 digitales) para interactuar con todo tipo de sensores Vernier .

• Lector RFID simultáneo : Añade seguimiento de artículos a tu Arduino mediante identificación por radiofrecuencia (RFID). El módulo M6E Nano de esta placa lee y escribe en etiquetas RFID UHF EPCglobal Gen 2 y puede leer varias etiquetas simultáneamente. Nuestra biblioteca RFID para Arduino incluye numerosos ejemplos para que puedas empezar tu próximo proyecto RFID.

• Weather Shield : ¿Quieres crear tu propia estación meteorológica ? Weather Shield es un excelente punto de partida. Cuenta con sensores para monitorizar la temperatura, la humedad, la presión barométrica y la luminosidad, además de puertos para conectar un módulo GPS y medidores meteorológicos para controlar la velocidad, la dirección y la pluviosidad del viento.

• EL Escudo Dos : ¡El cable electroluminiscente es genial! Usa este escudo para añadir hasta ocho hilos de cable EL a tu proyecto. Consulta estos tutoriales de cable EL para inspirarte en tu propio proyecto EL.

• Escudo de Cthulhu : Uno de los escudos más singulares e ingeniosos que ofrece SparkFun. ¡El Escudo de Cthulhu puede emitir y recibir señales de un conjunto de electrodos colocado en la lengua! Para obtener ideas geniales para experimentos que combinen este escudo con sensores, consulta esta entrada del blog y empieza con la sustitución y el aumento sensorial.