Шилд, компонент, модуль.

Общие сведения

Мы уже разбирали что такое компонент. Напомню:



Любое электронное устройство состоит из электронных компонентов, которые, как это часто бывает размещаются на печатной плате. Плату, с размещенными на ней компонентами еще называется собранная плата. Но собранная плата - это еще не готовое устройство. Готовое электронное устройство должно работать, а для этого собранную плату нужно настроить, проверить работоспособность, разместить в корпусе и т.д.

Часто, электронные устройства состоят из нескольких печатных плат - модулей.

Модульный подход в радиоэлектронике применяется очень широко. Модули собираются из отдельных компонентов, а уже устройство из модулей. Такой подход очень удобен тем, что для создания готового устройства, наряду с обычными компонентами, можно использовать готовые модули, которые могут быть технологически достаточно сложными. Однако, иногда сами модули называют компонентами, и тут нет противоречия, ведь компонент - это то, из чего состоит электронная схема, а она вполне может состоять из модулей, хотя модуль это скорее готовое устройство. Чем же отличается модуль от готового устройства? На самом деле этот простой вопрос может оказаться довольно сложным для понимания. Все зависит от уровня иерархии. Например, контроллер Arduino мы можем считать готовым устройством. Это по сути и есть готовое устройство, которое, кстати, может состоять из отдельных модулей. В тоже время, в более сложном проекте, уже сам контроллер может быть всего-лишь модулем, среди прочих модулей, входящих в этот проект. С другой стороны, модулем можно назвать любую собранную плату или любую часть какого-либо устройства.

Набор электронных модулей.

Часто, в электронике применяется еще одно понятие - электронный блок. Это понятие очень похоже на понятие модуля, но несколько шире. Обычно блоком называют конструктивно законченное устройство. Можно сказать, что блок - это устройство, которое тоже может состоять из модулей, но конструктивно обособленное и является частью еще более сложного устройства. Например, компьютерный блок питания:

Еще одной разновидностью модуля является "шилд" - это плата расширения, позволяющая быстро расширить функциональные возможности вашей платы Arduino. Строгого определения что такое шилд (Arduino shield) - не существует, но так принято называть электронные модули, изготовленные под конкретный форм-фактор платы. В основном шилды изготавливают под форм-фактор Arduino UNO, но есть и под другие форм-факторы, например под Arduino Mega.

Идея шилдов состоит в том, что вы покупаете отдельный модуль, который "садится" сверху на ваш микроконтроллер. Можно использовать несколько шилдов одновременно, устанавливая их один на другой. В результате вы получить многофункциональный "пирог" Arduino.

Существует сотни, а может и тысячи самых разных шилдов, с некоторыми мы познакомимся в рамках курса, но об одном шилде я бы хотел поговорить уже сейчас. Это шилд для прототипирования, с беспаечной макетной платой, позволяющий собрать какую-нибуть вспомогательную схему прямо на этом шилде.

Шилд для прототипирования форм-фактора Arduino UNO

Сердцем шилда является беспаечная макетная плата. Есть аналогичный шилд для Arduino Mega. Для Arduino Nano такого шилда нет, но Arduino Nano сама может вставляться в беспаечную плату:

Есть несколько разновидностей беспаечных макетных плат, отличающихся друг от друга в основном размером.


Макетная плата на 400 контактов




Макетная плата на 830 контактов

Это основные платы, которые довольно часто используются. Кстати, все эти три платы есть в Tinkercad Circuits. Обычно этих плат бывает достаточно, но если проект очень большой - платы можно соединять, для этого по краям плат есть специальные крепления:


Также на нижней стороне платы есть двусторонний скотч, плату можно приклеить на какое-либо основание, для большей жесткости.



Устройство беcпаечной макетной платы

Макетная плата состоит из множества гнезд, отдельные группы которых электрически соединены между собой. Внутри пластикового корпуса расположены полоски с металлическими контактами, соединяющими между собой группы гнезд, образуя токопроводящие цепи. Указанные полоски не видны снаружи. На рисунке ниже изображено как они соединены между собой внутри. По краям у макетной платы имеются две группы контактов соединенные вдоль всей платы (на рисунке отмечены синим и красным цветом). Эти поля используются для подачи питания. Средняя часть макетной платы это основное рабочее поле. На нем производится основная работа по соединению электронных компонентов. Рабочее поле разделено по две части и в каждой части по пять вертикальных контактов объединены между собой в группу (на рисунке зеленым цветом).


Если воткнуть ножку кого-либо компонента в один из контактов группы, а ножку другого компонента вдругой контакт той же группы,
то ножки компонентов получатся соединенными друг с другом.

Для соединения можно использовать гибкие или жесткие перемычки:


Перемычки можно купить или изготовить самостоятельно

Пример соединения платы с контроллером Arduino и соединений на самой макетной плате.









Copyright © R9AL 2020 Все права защищены

---