Arduino Shield

Se stai imparando ad usare Arduino o vuoi espanderne le possibilità, non vi è alcun dubbio: prima o poi ti imbatterai (o ti sei già impabbuto) nel termine Arduino Shield.  Questo articolo ti illustrerà cosa sono gli Arduino Shield (e cosa non sono), perchè sono incredibilmente utili, E diverse cose da tenere in mente prima di comprare.

Come si sà Arduino è nato per la prototipazione, lo studio e per la realizzazione di fantastiche idee in ambito elettronico.

Già da se è in grado di realizzare le più disparate applicazioni ma se vogliamo aggiungere quel qualcosa in pù che possa consentirgli di implementare ad esempio connessioni Bluetooth, WIFI o addirittura GSM, pilotare motori tutto può diventare molto più complicato, soprattutto se si è nuovi a questo genere di cose.

E’ qui che entrano in gioco gli Shield. Si tratta di schede già pronte per essere accoppiate con Arduino semplicemente accoppiandole su a mo di scudo (da cui deriva proprio il nome). In questo modo uno Shield incorpora una specifica funzione che viene così aggiunta ad Arduino semplificandoci la vita dal punto di vista Hardware: cioè non dobbiamo occuparci ci costruire noi la scheda o assemblare l’elettronica necessaria. Non ci è richiesta alcuna competenza di elettronica, dobbiamo solo inserire l’Arduino Shield. Un’altra importante nota a nostro vantaggio è che spesso questi Shield sono dotati di librerie per farli funzionare, così anche buona parte della complessità Software è risolta alla base. Inoltre, spesso, gli Shield vengono corredati di buona documentazione che ci faciliterà ulteriormente il compito. Così grazie ad un Arduino Shield possiamo velocemente realizzare la funzione che vogliamo.

Lo scenario è praticamente immenso: possiamo trovare Shield display di ogni tipo, Shield per pilotare i motori, Shield per connetterci alle reti Ethernet cablate o anche in Wi-Fi, Shield per aggiungere una miriade di sensori, Shield, Shield e … Shield.

Per inserire uno Shield ad Arduino utilizzeremo le connessioni di cui quest’ultimo dispone, in particolare di quella fila di “header” (le strisce nere di connessione laterale) inserendo i “pin” degli Shield stessi.

Dovremo tenere a debita considerazione alcuni elementi prima di procedere all’acquisto di uno Shield.

Compatibilità

Gli Shield di norma sono compatibili con Arduino Uno da cui ereditano la piedinatura per la connessione fisica, come in figura qui sopra. La maggior parte di essi saranno anche compatibili con Arduino Mega. Si tenga infatti a mente che un Arduino Mega conserva la piedinatura iniziale di un Arduino Uno a cui però estende alcune funzionalità come le porte seriali, un maggior numero di pin, una aumentata quantità di memoria e diverse altre cose.

Alcuni Shield non sono però compatibili o interscambiabili tra loro, quindi è sempre buona norma consultare la documentazione prima di acquistare.

Non esistono (almeno non così diffusi), Shield per Arduino Nano o Mini. Questi ultimi infatti esistono per permettere all’utente di utilizzarli all’interno di altri circuiti o per costruire delle schede corredate di elettronica specifica o realizzata in base alle specifiche esigenze.

Documentazione

La documentazione è un altro fattore importante da considerare quando si sceglie o si decide di acquistare un Arduino Shield.

Grazie alla documentazione saremo in grado di capire se il nostro Shield è quello giusto per l’applicazione che vogliamo realizzare. Avremo a disposizione link a librerie o esempi per poter utilizzare al meglio lo Shield stesso.

Può essere la parte più importate della nostra esperienza con lo Shield. Grazie alla diffusione degli Shield e delle librerie spesso si trovano in rete anche esempi o articoli (come questo) scritti da altri utenti o da esperti.

Siti autorevoli come Adafruit Industries e Sparkfun hanno un’ampia gamma di documentazione e librerie per gli Arduino Shield che vendono. Molte di queste librerie sono facilmente utilizzabili anche per Shield prodotti a basso costo o per le “imitazioni”.

Versioni

Da tenere in considerazione sono le versioni. Spesso lo stesso Shield lo si trova in versioni diverse, indicate da sigle come v1 o v2 oppure da codici distintivi. E’ importante saperlo perchè differenti versioni potrebbero richiedere differenti librerie e, nei casi più estremi, gli Shield potrebbero non essere compatibili con alcune board di alcune versioni di Arduino. Ancora una volta la documentazione ed i siti specilizzati possono aiutarci a scegliere.

Saldatura si, Saldatura no

Quando siamo davanti ad uno Shield già bello e pronto non dobbiao fare altro che inserirlo sulla board di Arduino ed il gioco è fatto.

Esiste però uno specifico set di Shield specificatamente indicati per la prototipazione o per realizzare applicazioni personalizate e su misura. Questi Shield permottono di saldare dei componenti direttamente sull’area predisposta allo scopo e ci danno l’occasione di realizzare l’hardware che vogliamo.

Più Shield?

Infine, uno Shield non esclude l’altro. Esiste la possibilità di aggiungere più Shield allo stesso Arduino e così moltiplicare le possibilità di applicazione.

In questo caso però è bene tenere conto se gli Shield sono tra loro compatibili. Questo perchè alcuni pin di Arduino potrebbero essere utilizzati esclusivamente per uno Shield e non per un altro. Esistono Shield che condividono tra loro i pin di Arduino e possono quindi coesistere. Anche in questo caso la documentazione di ogni Shield ci guiderà sulla scelta.

Vi suggerisco di iniziare proprio dai siti citati prima, dove troverete Shield, documentazione e librerie.