Datasheet Prototype Shield · 2018. 2. 12. · Função: DTH 11 ou DTH 22 são sensores de...
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Datasheet Prototype Shield Versão 1.5
for Arduino
www.prototypeshield.com
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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
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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
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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!
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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
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Visão geral dos pinos do Arduino
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99 mm
63 mm
Dimensões da placa
Obs: A placa é maior que o Arduino.
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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
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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 Led RGB Verde Buzzer Linha Led RGB
7 Relê
8 Touch Push Button 1
9 NRF24L01 RF RX
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
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 -
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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34) Transistor
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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 ( + ).
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35) Placa furada
+
Função: Conectar outros componentes não previstos na placa ou componentes com problema de compatibilidade que utilizam a mesma porta.
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Bons projetos!
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