O que são shields para Arduino? 1

As placas Arduino fornecem a inteligência para os nossos projetos (através de um microcontrolador). Na maioria dos casos, a interação com o mundo externo é feita conectando-se sensores, atuadores e outros módulos através dos conectores de expansão. Mas quem já fez montagens usando jumpers e protoboards percebeu como isso é trabalhoso e como o resultado é frágil.

Os shields são placas que se encaixam ao Arduino para acrescentar funcionalidades de uma forma simples e confiável. A padronização elétrica e mecânica dos shields possibilitou que, de um lado, uma variedade grande de shields fossem oferecidos e, de outro, que placas com microcontroladores diferentes dos usados nos Arduinos originais pudessem suportar a maioria dos shields.

Como funcionam os shields para Arduino?

O ponto de partida para o funcionamento dos shields são os conectores de expansão das placas Arduino. Presentes desde a primeira versão, estes conectores receberam alguns acréscimos aos longos dos anos. Atualmente o projeto de shields se baseia nos conectores de expansão do Arduino UNO R3:

Na figura acima, além dos conectores fêmea usuais, está indicado também (na parte inferior, ao centro) o conector de programação que é usado por alguns shields.

Um dos “segredos” para a grande variedade de shields é que este conectores disponibilizam quase todos os sinais do microcontrolador ATmega328 usado no Arduino UNO. Para ter acesso aos sinais do Arduino, os shields utilizam pinos que se encaixam nos conectores. Normalmente eles possuem pinos inclusive nos sinais que não utilizam, para facilitar a fabricação e dar mais rigidez mecânica à montagem. Alguns shields possuem na parte superior conectores fêmea para permitir empilhar outro shield (isso só é possível se os dois shields não estiverem usando os mesmos sinais ou tiverem precauções para permitir o compartilhamento deles).

Do ponto de vista mecânico, um shield deve ter o mesmo tamanho e formato que o UNO R3. É preciso tomar cuidado para evitar contatos indesejados do shield ao conector de programação ou ao topo do conector USB. Normalmente os shields não são fixados por parafuso, os conectores fornecem a fixação mecânica.

Com relação ao software, não há distinção entre conectar componentes ao Arduino através de um shield ou via fios. Desta forma é comum utilizarmos com shields bibliotecas não desenvolvidas especificamente para eles. Por outro lado, temos também bibliotecas criadas para suportar componentes ou interligações utilizados por certos shields específicos.

Exemplos de shields para Arduino

Existe uma variedade muito grande de shields, vamos ver alguns exemplos e com isso entender melhor o que os shields possibilitam.

LCD Shield com Teclado: Com um display alfanumérico de 2 linhas de 16 caracteres e seis botões, este shield permite criar facilmente interfaces com operador. O resultado é uma montagem compacta, dispensando as inúmeras ligações que teriam que ser feitas através de fios.

Protoshield: Permite realizar pequenas montagens soldando diretamente nas trilhas ou em uma protoboard miniatura coloca no topo. Muito útil para montar de forma mais definitiva projetos mais simples.

Base Shield Groove: O sistema Groove utiliza conectores e cabos padronizados para interligar diversos tipos de dispositivo ao Arduino. Este shield fornece os conectores para conexão destes dispositivos. Com o sistema Groove as suas montagens ficam bem mais simples e sem problemas de mau-contato.

Shield Mutifunções Nível Intermediário: Concentra em um único shield uma grande variedade de dispositivos, podendo ser usado tanto para aprendizado como para montagem de alguns projetos. O display de quatro dígitos, os três botões e o buzzer permitem interagir com o usuário e conectores no shield permitem ligar sensores de temperatura e outros dispositivos.

Motor Shield L293D: Este shield possui dois chips L293D, específicos para acionamento de motores, com capacidade de chavear até 16V e 600mA. Com ele podemos controlar até 4 Motores DC, 2 Servos ou 2 Motores de Passo. É a placa perfeita para projetos de robótica que necessitem de poucos motores.

Ethernet Shield W5100: Permite conectar o Arduino a uma rede local Ethernet. O W5100 implementa internamente o protocolo TCP/IP, liberando o Arduino para as funções de controle. Use este shield para aplicações de IoT (Internet das Coisas) onde você possa ligar o Arduino diretamente a um switch ou roteador.

Agora que você já conhece os shields para Arduino, que tal usar um deles para o seu próximo projeto?

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