【花雕学编程】常用的Arduino UNO 扩展板/拓展板十二种
2024-11-263.1万
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Arduino UNO是一个开放源码的电子原型平台，适合初学者和非专业人士。本文介绍了12种常见的Arduino UNO扩展板，包括传感器连接和执行器控制。这些扩展板可以帮助用户轻松实现各种互动项目，如机器人、智能家居等。Arduino的特点是开放源码、易用、便宜、多样和创新。
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Arduino是一个开放源码的电子原型平台，它可以让你用简单的硬件和软件来创建各种互动的项目。Arduino的核心是一个微控制器板，它可以通过一系列的引脚来连接各种传感器、执行器、显示器等外部设备。Arduino的编程是基于C/C++语言的，你可以使用Arduino IDE（集成开发环境）来编写、编译和上传代码到Arduino板上。Arduino还有一个丰富的库和社区，你可以利用它们来扩展Arduino的功能和学习Arduino的知识。 Arduino的特点是： 1、开放源码：Arduino的硬件和软件都是开放源码的，你可以自由地修改、复制和分享它们。 2、易用：Arduino的硬件和软件都是为初学者和非专业人士设计的，你可以轻松地上手和使用它们。 3、便宜：Arduino的硬件和软件都是非常经济的，你可以用很低的成本来实现你的想法。 4、多样：Arduino有多种型号和版本，你可以根据你的需要和喜好来选择合适的Arduino板。 5、创新：Arduino可以让你用电子的方式来表达你的创意和想象，你可以用Arduino来制作各种有趣和有用的项目，如机器人、智能家居、艺术装置等。  |
A （DIGITAL PINS）：Arduino 使用的引脚序列。
B（ESP8266 PIN 码）：ESP8266-12E 及其各自的引脚。在板的背面有销钉的命名法。
C（外部串行 USB 适配器连接）：用于连接外部串行 USB 适配器的引脚序列，用于固件更新或调试ESP8266。
D（屏蔽维护销）：一个被标识为 Maintenance Only 的三引脚序列，用于验证稳压器是否正确接收和提供电压。它不应用作供应来源。
E（用于修改操作模式的 DIP 开关）：四向 DIP 开关可更改操作模式。
CONTACT 1 （P1） 和 CONTACT 2 （P2）：用于将 ESP8266的 RX（以 P1 表示）和 TX（以 P2 表示）连接到 Arduino D0 （RX） 和 D1 （TX） 引脚。P1 和 P2 处于关闭位置，禁用从 ESP8266 到 Arduino TX 的 RX 连接，以及从 ESP8266 到 Arduino RX 的 TX 连接。
CONTACT 3 （P3） 和 CONTACT 4 （P4）：用于开启和关闭 ESP8266 的固件升级模式。要在 ESP8266 上启用固件写入/加载，P3 和 P4 必须处于 ON 位置。当 P4 处于 ON 位置时，DFU LED 将亮起，表示 ESP8266 已启用接收固件。要禁用固件更新模式并将 ESP8266 设置为正常操作，只需将 P3 和 P4 设置为 OFF 即可。
注意：所有 4 个触点都处于 OFF 位置，表示 ESP8266 在 Arduino 旁边以正常模式运行。
F （AD8 FROM ESP8266）：ESP8266 ADC 的引脚分配。一个引脚工作在 0 至 1V 范围内，另一个引脚工作在 0 至 3.3V 范围内。这些引脚仅在单独使用 ESP8266 （独立模式） 时使用。
G （ESP8266 RESET）：用于重置ESP8266的按钮。每当您更改 DIP 开关的位置时，您必须按下 ESP-RST 按钮。
H （ANALOG PIN AND POWER SUPPLY）：Arduino 使用的引脚序列。
这个屏蔽在 DIP 开关的触点 P1 和 P2 中有一个特点，这种特殊性实际上在尝试使用扩展板的人中引起了很大的怀疑。
根据扩展板的创建者的说法，当将其连接到 Arduino 时，只需要 2 个引脚。这些引脚将是 D0 和 D1（分别为 Arduino 的 RX 和 TX），此外，DIP 开关在屏蔽层上的 P1 和 P2 触点必须处于 ON 位置才能进行连接。P1 和 P2 是位编码器，用于确定 ESP8266 串行是否连接到 Arduino D0 和 D1。
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1- Arduino Uno R3 的尺寸和引脚与 Arduino Uno、Mega 2560、Leonardo 及其衍生产品兼容。
2- Arduino 的次要版本（例如 Nano 和 Pro Mini）兼容，但必须通过跳线进行连接。
3- Arduino 电压 （5V） 用于为扩展板供电。
4- 具有 3.3V 稳压器AMS1117因此 Arduino 提供的 5V 电压降低，无需外部电源即可为扩展板供电。
5- 它具有内置的逻辑电平转换器，因此 Arduino TTL 电平 （5V） 不会损坏以 TTL 3.3V 电平运行的ESP8266。
6- 它有一个 4 路 DIP 开关，用于更改电路板的操作模式。- 可用的操作模式：Arduino 的 WiFi Shield / 通过 Arduino 发送 AT 命令 / 通过 USB 串行外部/独立转换器进行固件升级。
7- 它具有指示性 LED （PWR / DFU / AP / STA）。
8- 因为它是扩展板格式，所以它允许插入其他板子和模块。
9- 它具有 ESP-RST 按钮，用于重置 ESP8266。
10- ESP8266 ADC 引脚在电路板上有两种形式，第一种在读取范围为 0 至 1V 的引脚上，第二种形式在 0 至 3.3V 范围内。
802.11 b/g/n 无线标准
STA/AP 模式支持
TCP/IP 协议栈，一个套接字
支持标准 TCP/UDP 服务器和客户端
支持串口传输速率设置：1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/74800/115200 bps
支持串行数据位：5/6/7/8 位
支持串行奇偶校验：无
支持串行停止位：1/2 位
引脚与 Arduino UNO、Mega 兼容
Arduino 引脚排列 2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/13
ESP8266 GPIO 引脚 0/2/4/5/9/10/12/13/14/15/16/ADC/EN/*UART TX/UART RX
KEY 按钮：模式设置
双端口 DIP 开关：Arduino 和 ESP8266 开关
WiFi 工作电流：连续传输操作：̃70mA（最大 200mA），空闲模式：<200uA
串行 WiFi 传输速度：110-460800bps
温度： -40°C ~ + 125°C
湿度：10%-90% 无冷凝
重量：约 20 克（0.7 盎司）
内容：
1 x Wifi 扩展板模块 ESP8266 ESP-12 用于 arduino uno
WiFi Shield 安装在 Arduino Uno 板上，能够在几分钟内通过互联网访问。它基于流行的芯片ESP8266，能够无线连接到调制解调器或路由器，并从 PC 或智能手机访问，从而能够控制设备。
1. 标准引脚接口，实现与 Arduino Uno step、Mega 等的完全兼容。（除非标准尺寸的 arduino，例如 Nano、Mini）
2. 3.3V 电源采用高级芯片（与官方 CC3000 扩展板的电源芯片相同），因此 3.3V Arduino 板提供了更高的精度，因此ESP8266作为官方 CC3000 芯片正常工作，没有间隙。
3. 引出 WiFi 电源 / 服务接口模块，方便开发者扩展供电和维护。
4. 板载稳定的工业级工业级系列WiFi模块，采用改进的PCB天线，信号更好。
5. 可快速切换拨码开关ESP8266-12工业级WiFi稳定运行模式（如运行模式和升级模式）模块，集成串口芯片，快速刷写固件。
6. 内置 5A 5V 至 3.3V 电平转换器，避免 WiFi 高压 TTL 电平对模块造成损坏。
7. 板载 ESP8266-12 稳定的工业级 WiFi 模块，带金属屏蔽，抗干扰。
8. 标准踏接导致稳定的工业级 WiFi 模块所有接口，让开发人员轻松开发。
9. 采用可堆叠设计，可保持堆叠在其他模块上方，易于使用。
10. 板载四个 LED 显示 ESP8266 的状态，即 PWR、DFU、AP、STA。
[*]Arduino ESP8266 Wifi 扩展板
[*]主模块：Wifi SoC ESP8266 V12E
[*]Arduino 精确扩展板设计。
[*]由 Arduino 的电源引脚供电。
[*]将 ESP8266 V12E 的完整引脚引脚插出。
[*]内置 Switch 建立与 Arduino 的通信模式，固件加载模式。
[*]集成 PWR、DFU、AP、STA LED。
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为了将本驱动板做到使用更加灵活，适应不同电机，舵机驱动要求，以及整个板子能够稳定运行
我们设计了如下几种供电方案，注意驱动板必须通过锂电池或者8.4V 3A以上的UPS电源供电，不能只Uno主板usb供电或者干电池供电
1、只通过Uno的DC（7~12V）头单一电源给Uno主板，驱动板，舵机同时供电
应用场景:
a、驱动9V以下得直流电机比如TT马达积木电机灯，外加sg90/mg90这种舵机；
b、PS2控制9V~12V的电机时，为了确保PS2不断连，建议使用航模电池或者大电流21700锂电池，两节18650供电不稳定。
c、电源切换开关达到IN(DC)位置，跳线帽短接5V位置
[*]支持4路直流电机，最大驱动电流3A
[*]支持驱动8路舵机，带自恢复保险丝，防止舵机堵转
[*]支持驱动2路4线步进电机
[*]支持4路编码电机
[*]板载无源蜂鸣器(A0)
[*]板载1个RGB全彩灯(A1)
[*]1个 i2c接口 、1个PS2X接口、1个Uart(蓝牙/wifi模块)接口 、1个NRF24L01无线模块接口
[*]1个超声波模块接口
[*]舵机电源可切换到外部供电
[*]软件支持Arduino IDE，Mixly，Mind+，Mblock5，MagicBlock(基于Scratch3.0可定制)
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MotorDriverBoard是由 深圳市易创空间科技有限公司，专门针对Arduino Uno(兼容Mega2560)机器人，电机驱动，多路舵机控制而研发的一款多功能电机驱动扩展板。驱动板采用I2C方式控制PCA9685(16路PWM输出芯片)。所以本驱动板电机或者舵机和arduino主板IO口不存在对应关系，是通过I2C扩展PWM控制的。