Datasheet Prototype Shield Versão 1.5

for Arduino

www.prototypeshield.com

Descrição

Prototype Shield for Arduino é uma placa auxiliar para Arduino que possui 35 opções não simultâneas de conexões com os periféricos eletrônicos mais utilizados e seus componentes auxiliares com o objetivo de facilitar o desenvolvimento de protótipos e projetos de maneira fácil e robusta, facilitando também o aprendizado da plataforma Arduino. Foi criada em Florianópolis por Dimas Rafael Broering. 2

Como utilizar Veja quais componentes irá utilizar para seu projeto ou protótipo de validação de conceito, observando a tabela de pinos e sua compatibilidade, caso não haja utilize a malha furada da placa. Verifique se a fonte de alimentação é suficiente. Faça o software e teste seu protótipo, faça um lote piloto e valide sua ideia com o mercado, se validar de continuação no desenvolvimento do produto!

Artigos de apoio disponíveis no blog do Dimas em www.dimasbroering.com

3

Passos de como utilizar

4

Ideia

Levantamento das hipóteses

Validar conceito

com Protótipo

Analisar Tabela de

Pinos

Analisar se a fonte é

suficiente

Soldar os Componentes

Fazer o software

Testar Protótipo

Fazer lote piloto

Testar no mercado

Se validou, continue o

desenvolvimento do produto e coloque no mercado!

Uno Duemilanove

Leonardo Mega

Compatibilidade

5

Compatível com os Arduinos acima e com os que utilizem a mesma disposição de pinos. Cuidado ao encaixar os pinos! No Uno por exemplo encaixe da direita para esquerda

Visão geral dos pinos do Arduino

99 mm

63 mm

Dimensões da placa

Obs: A placa é maior que o Arduino.

8

# 1 Led RGB #13 Push Buttons #25 RTC

#2 Led #14 Push Buttons #26 RF RX

#3 Buzzer #15 Sensor de Corrente #27 Sonar

#4 Relê #16 NRF24L01 #28 IR RX

#5 Display I2C #17 Touch #29 Acelerômetro e Giroscópio

#6 Higrômetro #18 Servo Motor 1 #30 Bússola I2C

#7 Gás 1 #19 Servo Motor 2 #31 Sensor de Chuva

#8 Gás 2 #20 Servo Motor 3 #32 Sensor de Som

#9 Potenciômetro #21 RF TX #33 Linha Led

#10 DTH 22 #22 Fluxo #34 LM 35

#11 Bluetooth #23 LDR #35 Transistor

#12 ESP 8266 (ESP-01) #24 IR TX

Componentes Compatíveis - Prototype Shield for Arduino v 1.5

Pino Função 1 Função 2 Função 3 Função 4

0 Bluetooth 4.0 – HM-10 ESP8266 Bluetooth HC-05

1 Bluetooth 4.0 – HM-10 ESP8266 Bluetooth HC-05

2 IR RX Push Button 2

3 IR TX Led RGB Vermelho Transistor

4 Sonar Trigger

5 Sonar Echo

6 Medidor de Fluxo Buzzer Linha Led RGB

7 Relê

8 Touch Push Button 1

9 NRF24L01 RF RX Led RGB Verde

10 NRF24L01 RF TX Servo 1

11 NRF24L01 Led RGB Azul Servo 2

12 NRF24L01 Servo 3

13 NRF24L01 Led Amarelo

A0 LDR

A1 Sensor de Corrente Higrômetro Sensor de Gás 1

A2 Sensor de Som Sensor de Chuva Potenciômetro LM 35

A3 Sensor de Gás 2 DTH 22

A4 Display I2C RTC Bússola Acelerômetro Giroscópio

A5 Display I2C RTC Bússola Acelerômetro Giroscópio

Cada pino só funciona com uma função, menos nos pinos de A4 e A5 (I2C) As funções foram distribuídas pensando nas combinações mais prováveis

Tabela de Pinos – Prototype Shield for Arduino v 1.5

9

1) Led RGB

+ Pino Função

3 R - Red - Vermelho

6 G - Green - Verde

11 B - Blue - Azul

Resistor Sequência de Cores

330 ohms Laranja, Laranja, Marrom, *

330 ohms Laranja, Laranja, Marrom, *

220 ohms Vermelho, Vermelho, Marrom, *

10

Função: Led multicolor, consegue criar todas as cores com a combinação dos leds internos vermelho, verde e azul. Utiliza-se 3 resistores para limitar a corrente. 2 de 330 ohms no led azul e no led verde e 1 de 220 ohms no led vermelho.

330 ohms / 330 ohms / 220 ohms

2) Led

+

Pino Função

13 Led

Resistor Sequência de Cores

330 ohms Laranja, Laranja, Marrom, *

11

Função: Led amarelo, serve para fazer alguma indicação luminosa no projeto. Com o programa de exemplo Blink no Arduino é possível testá-lo.

3) Buzzer

+

Pino Função

6 Buzzer

12

Função: Buzzer é composto por 2 camadas de Metal e uma terceira camada interna de cristal Piezoeléctrico, quando acionado emite uma frequência sonora, serve para alertas sonoros.

4) Relê

+ Pino Função

7 Relê

Conector Relê 5V

Diodo 1N4007 Transistor

BC 548 Resistor 4K7

13

Função: Um relé ou relê é um interruptor eletromecânico, a movimentação física deste interruptor ocorre quando a corrente elétrica percorre as espiras da bobina do relé, criando assim um campo magnético que por sua vez atrai a alavanca responsável pela mudança do estado dos contatos. É necessário uma interface para ligá-lo ao Arduino, através de um transistor, um resistor e um diodo. Serve para isolar o circuito e possibilita ligar dispositivos de corrente alternada ~ 110/220v . Muito cuidado ao manusear!

Atenção: ~ 110/220v Risco de Choque Elétrico!

Contatos NA – Normalmente Aberto C - Comum NF - Normalmente Fechado

5) Display I²C

+

Pino Função

GND

A4 SDA - I2C

A5 SCL – I2C

+5V

14

Função: Display I²C é um display com interface ao protocolo I²C (inter-intergrated Circuit) criado pela Philips. O display serve para mostrar informações do projeto com a vantagem de utilizar apenas 2 pinos do Arduino.

6) Higrômetro

+

Pino Função

A1 Higrômetro

15

Função: Higrômetro é um sensor que detecta as variações de umidade no solo, é ligado na porta analógica do Arduino que possui um conversor Analógico/Digital.

7) Gás 1

+

Pino Função

A3 Sensor de Gás

16

Função: Gás 1 é um conector para sensores de gás e fumaça que detectam a variação do gás, está ligado na porta analógica A3 do Arduino que possui um conversor Analógico/Digital. Com o MQ-2 por exemplo lê os gases: Propano, Metano, Hidrogênio e outros.

8) Gás 2

+

Pino Função

A1 Sensor de Gás 2

17

Função: Gás 2 é um conector para sensores de gás e fumaça que detectam a variação do gás, está ligado na porta analógica A1 do Arduino que possui um conversor Analógico/Digital. Com o MQ-4 por exemplo lê os gases: Propano, Metano e Butano.

9) Potenciômetro

+

Pino Função

A0 Potenciômetro

18

Função: Potenciômetro é um componente eletrônico que possui resistência elétrica ajustável. É um resistor de três terminais onde a conexão central é deslizante e manipulável. Nessa configuração atua como um divisor de tensão, ele está ligado ao pino analógico A0 a qual possui um conversor analógico/digital, conforme varia a tensão muda os dados no Arduino.

+5v S -

10) DTH 11 ou DTH 22

+

Pino Função

A3 DTH 22

19

Função: DTH 11 ou DTH 22 são sensores de temperatura e umidade, sendo que o DTH 22 permite temperaturas abaixo de 0. Serve para medir a temperatura de ambientes a qual se deseja fazer um controle ou medição, por exemplo medir a temperatura de uma cidade ou fazer o controle de uma chocadeira em uma granja.

11) Bluetooth

+

Pino Função

0 RX

1 TX 20

Função: Bluetooth 4.0 HM-10 ou Bluetooth HC-05, serve para comunicação com outros dispositivos através de Bluetooth. Necessita de componentes auxiliares: 1 regulador de tensão e 2 capacitores. Pois o regulador de tensão do Arduino não o suporta.

HM-10 HC-05

7805

10 uF 100 uF

12) ESP8266 ESP-01

+ Pino Função

0 RX

1 TX

100 uF x 16v

10 uF x 16v LM1117 2N7000

1K 10K 10K

ESP8266 ESP-01

100pF 21

Função: É um microprocessador com Wifi embutido, utilizado para conectar o Arduino à internet. Componentes auxiliares: 1 regulador de tensão de 3.3v e 2 capacitores. 1 interface com transistor de 5v para 3v para o TX do Arduino pois a tensão de trabalho do ESP é de 3.3v.

13,14) Push Buttons

+

10K 10K

Obs: Há duas esperas para ligar em push buttons externos. Resistores são soldados em pé.

22

Pino Função

8 Push Button 1

2 Push Button 2

Função: Push button é uma chave que contém um botão que ao ser pressionado abre ou fecha os contatos do dispositivo, abrindo ou fechando o circuito onde ele está conectado com contato momentâneo. Serve para fazer alguma ação no projeto ou mexer algum menu de opções.

15) Sensor de Corrente

23

Pino Função

A1 Sensor de Corrente

Função: O sensor de corrente SCT-013-000 mede corrente de até 100 A de forma não invasiva, semelhante ao modo de funcionamento do alicate amperímetro. Necessita de componentes auxiliares: 1 capacitor e 3 resistores.

10 uF x 16v 10K 10K 33 ohms

SCT-013-000

16) NRF24L01

+

24

Pino Função

9 CE - Chip Enable RX / TX

10 CSN - SPI Chip Select

11 SCK - SPI Clock

12 Mosi – SPI Slave Data Input

13 Miso – SPI Slave Data Output

100pF NRF24L01

Função: O NRF24L01 é um transceptor de baixo consumo de energia e pela velocidade de comunicação, que pode chegar a 2Mbps. Utilizado para comunicação de envio e recepção de dados. Pode chegar a 10 metros ambiente fechado e 50 metros ambiente aberto. Necessita de um capacitor desacoplador de 100pF.

17) Touch

+

25

Pino Função

8 Touch

Função: O sensor touch utiliza o CI TTP223B, é capaz de detectar toques com o dedo. A saída é ativada por 12 segundos. Pode servir como chave no projeto para fazer algum acionamento utilizando o touch screen.

Sensor Touch Screen

18,19,20) Servo Motores

+

26

Pino Função

10 Servo 1

11 Servo 2

12 Servo 3

Função: O Servomotor é uma máquina eletromecânica, que apresenta movimento proporcional a um comando. Bastante utilizado em aeromodelos e projetos de robótica como braços robóticos. É possível utilizar um servo com a alimentação do próprio Arduino,(usar o jumper) se utilizar 2 ou 3 servos é necessário utilizar alimentação externa utilizando os pinos indicados pela flecha vermelha.

+5v fonte externa Jumper 5v da placa

21) RF TX

+

27

Pino Função

10 RF TX

Função: Módulo transmissor para comunicação via rádio frequência. Serve para controle remoto, alarmes e projetos de robótica. Alcance: 20-200 metros conforme tensão.

MX-FS-03V

22) Medidor de Fluxo de Líquidos

+

28

Pino Função

6 Medidor de Fluxo

Função: Usado para medir a quantidade de líquido como a água que circula em um cano, enviando pulsos PWM. Serve para fazer o monitoramento do consumo de água por exemplo.

YF-S201

23) LDR

+ 10K LDR

29

Pino Função

A0 LDR

Função: O LDR (Light Dependent Resistor) é um componente cuja resistência varia de acordo com a intensidade da luz. Serve por exemplo para saber se é dia ou noite em fotocélulas dos postes de iluminação.

24) IR TX

+

Led IR

2N2222 470 ohms

30

Pino Função

3 IR TX

Função: O led emissor infravermelho pode ser utilizado em circuitos eletrônicos para controle de alarmes, automação residencial entre outros. O transistor serve para amplificar o sinal. Necessita dos componentes auxiliares transistor e resistor.

25) RTC

+ RTC

31

Pino Função

A4 RTC

A5 RTC

Função: O RTC (Real Time Clock) é um relógio de tempo real com calendário completo, fornece: horas, minutos, segundos, dia, data, mês e ano. A bateria permite manter a informação mesmo se a alimentação for desligada. Serve para utilizar em projetos que precisam de data e hora.

26) RF RX

+ RF RX

32

Pino Função

9 RF RX

Função: Módulo receptor para comunicação via rádio frequência. Serve para controle remoto, alarmes e projetos de robótica.

27) Sonar

+ HC-SR04

33

Pino Função

4 Sonar Trigger

5 Sonar Echo

Função: O Sensor ultrassônico HC-SR04 é capaz de medir distâncias de 2cm a 4m. Emite e Recebe sinal sonoro ultrassônico e calcula a distância. Serve para medir distâncias em projetos diversos como os de robótica.

28) IR RX

+ TSOP4838

34

Pino Função

2 IR RX

Função: Receptor Infravermelho TSOP4838 serve para receber sinais infravermelho. Serve para uso em alarmes, sistema de controle remoto por infravermelho, entre outros.

29) Acelerômetro e Giroscópio

+

35

Pino Função

A4 Acelerômetro e Giroscópio

A5 Acelerômetro e Giroscópio

Função: O sensor MPU-6050 contém um acelerômetro e um giroscópio. São 3 eixos para o acelerômetro e 3 eixos para o giroscópio. Serve para projetos de robótica, para saber a aceleração de um robô por exemplo.

MPU-6050

30) Bússola I2C

+

36

Pino Função

A4 Bússola I2C

A5 Bússola I2C

Função: O Módulo bússola eletrônica HMC5883L é um módulo que contém um sensor magnético. Serve para informar a direção a um robô por exemplo.

HMC5883L

31) Sensor de Chuva

+

37

Pino Função

A2 Sensor de Chuva

Função: Sensor de Chuva detecta se está chovendo. Serve para monitorar um ambiente como uma plantação por exemplo.

Sensor de Chuva

32) Sensor de Som

38

Pino Função

A2 Sensor de Som

Função: O Sensor de Som KY-038 mede com um microfone a intensidade sonora do ambiente Pode ser utilizado como alarme ou como acendedor de luz com palmas por exemplo.

KY-038

33) Linha Led RGB

+

39

Pino Função

6 Linha Led

Função: Linha de Led RGB WS2812. 8 leds rgb endereçáveis em uma única placa podendo ser acionados individualmente. Serve para indicações e efeitos visuais.

Linha de led RGB endereçável

34) Transistor

40

Pino Função

6 Transistor

Função: O transistor da série TIP31 pode ser usado em várias aplicações, na placa é utilizado para fazer uma interface com cargas maiores como motores por exemplo, permite controlar corrente de até 3 ampéres. O C é o coletor do transistor, é possível utilizar alimentação externa ( + ).

35) Placa furada

+

Função: Conectar outros componentes não previstos na placa ou componentes com problema de compatibilidade que utilizam a mesma porta.

41

42

Bons projetos!

www.prototypeshield.com