Jak rozšířit možnosti svého Arduina: Výběr vhodných Shieldů

Přeměnit Arduino na zařízení s mnoha různými funkcemi je možné díky širokému spektru shieldů, které jsou k dispozici. Shields jsou rozšiřující desky, které se jednoduše připojují k Arduino desce a umožňují jí vykonávat nové úkoly. V tomto článku se podíváme na několik zajímavých shieldů, které rozšíří možnosti vašeho Arduina, a to nejen v oblasti zvuku a vizuálních výstupů, ale také pro ovládání herních zařízení.

Pokud máte zájem o hudbu a MIDI zařízení, MIDI Shield je dalším zajímavým rozšířením pro Arduino. Tento shield umožňuje komunikaci s jakýmkoli zařízením, které podporuje MIDI protokol, a to jak pro odesílání, tak příjem dat. MIDI, který byl poprvé představen v 80. letech, stále zůstává standardem v hudební a zvukové produkci. Shield využívá piny 7, 6, 4, 3, 2, A1 a A0 na desce Arduino Uno. I když je tento shield prodáván jako kit, jeho sestavení není příliš složité a pro jeho ovládání jsou k dispozici různé návody.

Pro vizuální výstupy je zajímavým řešením RGB LCD Shield, který využívá technologii LCD k zobrazení textu a jednoduché grafiky. Tento shield se připojuje k Arduinu prostřednictvím sběrnice I2C, což znamená, že pro komunikaci potřebuje pouze dva piny (SDA a SCL). Kromě běžného zobrazení textu nabízí tento shield možnost volby barvy podsvícení, což vám umožňuje experimentovat s různými vzhledy. I2C sběrnice je velmi užitečná, protože umožňuje připojení dalších zařízení bez nutnosti využívat mnoho pinů na Arduinu. Pokud hledáte pokročilejší možnosti pro vizualizaci, můžete zvolit například SparkFun Color LCD Shield nebo TFT Touch Shield, které umožňují zobrazování barevných obrázků nebo dokonce dotykové ovládání.

Pokud máte zájem o rozšíření svého Arduino projektu o možnost interakce s uživatelem, Joystick Shield vám poskytne kompletní herní ovladač na jedné desce. Tento shield obsahuje joystick pro přesné ovládání pohybu v osách X a Y a pět tlačítek pro různé funkce. Používá pouze pět digitálních pinů a dva analogové piny, což ponechává dostatek prostoru pro další připojení zařízení. Je ideální pro projekty, kde je potřeba jednoduše ovládat různé funkce pomocí herního ovladače.

Pro ty, kteří chtějí přidat do svého projektu grafiku a plně barevné zobrazení, nabízí Adafruit TFT Touch Shield skvělou volbu. Tento shield má displej s rozlišením 240 x 320 pixelů a 18-bitovou barevnou hloubkou, což umožňuje zobrazení 262 144 různých barevných odstínů. Displej navíc disponuje dotykovou funkcionalitou, což umožňuje interakci s projektem pomocí dotyků. Tento shield vyžaduje mnoho pinů pro komunikaci, ale poskytuje širokou škálu možností pro zobrazení informací i grafiky v plné barvě.

Při práci s těmito shieldu se doporučuje pečlivě číst komentáře a návody uživatelů, které mohou obsahovat cenné rady a tipy, jak překonat problémy nebo využít funkce, které nejsou jasně popsány v oficiálních návodech. Komunitní podpora je jedním z největších benefitů při práci s Arduinem, protože mnoho uživatelů sdílí své zkušenosti a připravuje vlastní knihovny, které usnadňují implementaci.

Jak funguje registr posuvu 74HC595 a jak ho použít k ovládání více výstupů na Arduinu

Registr posuvu 74HC595 je jedním z nejběžněji používaných integrovaných obvodů pro rozšiřování počtu výstupů v projektech s Arduinem. Tento čip umožňuje ovládat až 8 výstupů pomocí jediného sériového připojení, což je ideální pro situace, kdy máme omezený počet pinů na desce, ale potřebujeme kontrolovat více zařízení, jako jsou například LED diody.

Binární číslo, které obsahuje 8 bitů, je možné přenést do registru posuvu 74HC595. Každý bit v tomto čísle může být přiřazen k jednomu výstupnímu pinu, což znamená, že každý pin bude mít buď stav vysoký (1) nebo nízký (0). Při posílání dat do registru posuvu se bity postupně přesouvají jeden po druhém na výstupy. To je možné díky připojení hodinového signálu (pin SH_CP), který řídí, kdy se bity přesouvají na výstupy.

Pokud například posíláme číslo 10101101, znamená to, že výstupy piny 0, 2, 3, 5 a 7 budou mít stav vysoký (1), zatímco ostatní výstupy budou mít stav nízký (0). Takto můžeme ovládat jednotlivé piny bez potřeby použít tolik fyzických pinů na Arduinu.

Pro základní použití registru posuvu 74HC595 na Arduinu stačí připojit tři piny k těmto základním funkcím: hodinovému pinu (SH_CP), pinu pro sériový vstup dat (DS) a pinu pro zajištění přenosu hodnot na výstupy (ST_CP). K tomu připojíme LED diody, které budou indikovat stav výstupů.

Pokud se LED diody nesprávně nezobrazuji, je důležité zkontrolovat zapojení. Ujistěte se, že všechny spoje na destičce jsou správně připojené, a že jste použili správné řádky na kontaktní destičce. Také je vhodné ověřit, že jste správně připojili všechny piny Arduina k odpovídajícím pinům na registru posuvu.

Je dobré si pamatovat, že práce s binárními čísly může být na začátku trochu matoucí, ale jakmile se naučíte, jak je správně interpretovat, stane se tento princip základním nástrojem pro efektivní ovládání výstupů v projektech s Arduinem.

Registr posuvu 74HC595 tedy není pouze nástroj pro rozšíření počtu výstupů, ale i skvělý způsob, jak se naučit základy práce s binárními čísly a bitovými operacemi, což je klíčové pro pokročilejší projekty v elektronice a programování.