همونطور که می دونین، آردوینو یک میکروکنترلر متن باز برای توسعه است. این پلتفرم برای طراحی ایده های جالب الکترونیکی و ارتباط با سنسورهای مختلف کاربرد بسیار زیادی داره. آردوینو به خودی خود هم بسیار شگفت‌انگیزه و قابلیت های بیشماری رو در اختیارمون قرار میده که شما می‌تونید پروژه های جذابی رو با این میکروکنترلر به تنهایی انجام بدید. اما وقتی که می خواهیم شروع به اضافه کردن انواع قابلیت های کاربردی مثل بلوتوث، Wi-Fi، RF، درایورهای موتور و… کنیم، ممکنه واسمون مشکل باشه. به خصوص اگر در زمینه الکترونیک و برنامه نویسی هم تازه کار باشیم. شیلد (Shield) های آردوینو تمام این پیچیدگی های سخت افزاری را می گیرند و آن را به یک رابط ساده تبدیل می کنند.
شیلدها به ما این امکان رو میدند تا ایده خودمون رو سریعتر اجرا کنیم. البته باید اضافه کنم علاوه بر پوشش سخت افزاری، هر شیلد معمولا دارای کتابخانه های برنامه نویسی مرتبطی هم هست که این کتابخانه ها به ما اجازه می دن تا ویژگی های سخت افزاری موجود در شیلد رو به راحتی پیاده سازی کنیم.
تنوع در شیلد های آردوینو بسیار زیاد است، مثلا شیلدهای LCD، شیلدهای LED ماتریس، شیلدهای Wi-Fi و بلوتوث، شیلدهای موتور، شیلدهای منبع تغذیه و… وجود دارند که در این مقاله به 25 تا از کاربردی ترین شیلدهای موجود برای بورد آردوینو اشاره می کنیم.
شیلد ها درست به قسمت بالای آردوینو متصل می شن. ردیف‌های پلاستیکی سیاه سوراخ‌ها در امتداد طرفین آردوینو که هدر نامیده می‌شن و پین‌های روی یک سپر با ردیف‌های سرصفحه آردوینو در یک راستا قرار می‌گیرن و به خوبی جا می‌شن.
1- شیلد اترنت (Ethernet Shield)
با استفاده از شیلد اترنت می‌تونین بورد Arduino رو به اینترنت وصل کنین. فقط کافیه شیلد رو به بورد Arduino وصل کنین و بعد اونو به شبکه وصل کنین.
2- شیلد رله (Relay Shield)
شیلد رله یک ماژول با چهار تا رله مکانیکی هست که به کمک اون به آسونی می‌تونین ولتاژهای بالا رو کنترل کنین.
3- شیلد پروتو (ProtoShield)
Protoshield یک شیلد نمونه‌سازی هست که روند نمونه‌سازی رو تسهیل می‌کنه. با استفاده از این شیلد می‌شه به آسونی بردبورد (breadboard) رو به Arduino متصل کرد.
4- شیلد موتور (Motor Shield)
با استفاده از این شیلد می‌شه به آسونی جهت و سرعت موتور رو کنترل کرد و از موتور در پروژه‌ها استفاده کرد.
5- شیلد LCD
به کمک این شیلد می‌شه به راحتی از 16×2 Character LCD استفاده کرد. به کمک این شیلد می‌تونین یک 16×2 Character LCD، سه تا پین بک‌لایت و 5 تا پین keypad رو فقط با استفاده از دو تا پین I2C بورد Arduino کنترل کنین.
6- شیلد Capacitive Touchpad
به کمک این نوع شیلد می‌تونین رابط های تاچ خازنی ساده بسازین.
7- شیلد CAN-BUS
شیلد CAN-BUS از MCP2515 CAN buscontroller به همراه رابط SPI و گیرنده/فرستنده MCP2551CAN استفاده می‌کنه تا CAN-BUS بتونه از Arduino استفاده کنه.
8- شیلد تشخیص‌دهنده دود ( Smoke detector Shield)
این نوع شیلد می‌تونه تجمع گازهای قابل احتراق رو در هوا تشخیص بده و اون رو در قالب مقدار آنالوگ بخونه. از این شیلد می‌شه در ساخت سیستم تشخیص‌دهنده دود استفاده کرد.
9- شیلد تولید ولتاژ منفی (Negative Voltage Generation Shield)
این شیلد برای بورد Arduino ولتاژ منفی تولید می‌کنه. اگه به ولتاژ منفی نیاز دارین این شیلد می‌تونه بهتون کمک کنه.
10- شیلد Wave
این شیلد می‌تونه خیلی از مشکلات مربوط به کیفیت صدا که در پروژه‌های الکترونیکی حول محور صدا بهشون بر می‌خوریم رو برطرف کنه. این شیلد می‌تونه 22khz فایل صوتی، 12 بیتی غیرفشرده (uncompressed) رو فارغ از مدت زمان‌شون پخش کنه. فایل‌های صوتی از روی یک کارت SD/MMC خونده می‌شن. با استفاده از این شیلد می‌تونین فایل‌های صوتی با کیفیت بالا به پروژه‌هاتون اضافه کنین.
11- شیلد CISECO ProtoX
شیلد CISECO ProtoX یک بورد نمونه‌سازی هست که دارای پدهای SMT و serial breakout هست.
12- شیلد 64-Button
به کمک این شیلد می‌تونین 64 تا کلید رو به بورد Arduino وصل کنین. از این شیلد می‌تونین در پروژه‌های مربوط به آلات موسیقی، رابط‌های کامپیوتری و غیره استفاده کنین.
13- کیت شیلد Joystick
شیلد Joystick تعدادی ورودی آنالوگ ساده و چهار تا کلید مجزا و یک کلید زیر joystick داره.
14- شیلد GSM/GPRS
به کمک شیلد GSM/GPRS می‌تونین بورد Arduino رو به شبکه GSM/GPRS تلفن همراه وصل کنین. این شیلد با تکیه بر فرمان‌های ساده AT امکان برقراری تماس و ارسال پیام رو برای شما فراهم می‌کنه.
15- شیلد Gameduino
این شیلد نوعی آداپتور بازی (game adapter) برای Arduino و قطعاتی هست که رابط SPI دارن. این شیلد دارای دو شاخه‌هایی (plug) برای مانیتور VGA و اسپیکرهای stereo هست.
16- شیلد microSD
شیلد microSD امکان ذخیره‌سازی انبوه (mass-storage) رو برای بورد Arduino فراهم می‌کنه و می‌تونین از این شیلد در پروژه‌های جمع‌آوری و ثبت داده (data-logging) و غیره استفاده کنین.
17- شیلد NFC/RFID
این شیلد برای کاربردهای 13.56MHz RFID یا NFC مناسبه. این نوع شیلد می‌تونه تگ‌ها رو بخونه و بنویسه و به همین خاطر برای پروژه‌های RFID-tag خیلی مناسبه.
18- شیلد Adrafruit NeoPixel
به کمک این شیلد می‌تونین ماتریس 5×8 اِل ای دی‌های RGB رو فقط با استفاده از یک پین کنترل کنین.
19- شیلد MP3 Player
با استفاده از این شیلد MP3 Player می‌تونین جلوه‌های صوتی و موسیقی به پروژه‌هاتون اضافه کنین.
20- شیلد دوربین (Camera Shield)
با استفاده از این شیلد می‌شه پیچیدگی Camera control interface (رابط کنترل دوربین) رو کاهش داد. این شیلد برای پیکربندی سنسور و رابط SPI برای فرمان‌های دوربین و جریان داده از رابط I2C استفاده می‌کنه.
21- شیلد GPS Logger
شیلد GPS Logger دارای یک ماژول GPS هست و برای ثبت داده‌ها در کارت SD طراحی شده.
22- شیلد Wireless SD
شیلد Wireless SD این امکان رو برای بورد Arduino فراهم می‌کنه تا به صورت بی‌سیم با یک ماژول بی‌سیم ارتباط برقرار کنه. این شیلد یک شیار کارت SD هم داره.
23- شیلد cc300 Wi-Fi
این شیلد یک واحد پردازش شبکه است که فرایند اتصال به شبکه رو تسهیل می‌کنه. این شیلد می‌تونه بار MCU روی نرم‌افزار رو کاهش بده و برای همین گزینه‌ی مناسبی برای اپلیکیشن‌های کم هزینه و کم مصرف MCU هست .
24- شیلد ESP8266 Wi-Fi
شیلد ESP8266 Wi-Fi یک شیلد Arduino برای ESP8266 Wi-Fi SoC هست. ESP8266 Wi-Fi SoC یک پلتفرم شناخته‌شده برای پروژه‌های اینترنت اشیاء و شبکه‌ی Wi-Fi هست.
25- شیلد HC-05 Bluetooth
این شیلد شامل یک ماژول بلوتوث SPP است که استفاده ازش آسونه و برای راه‌اندازی اتصالات سریالی بی‌سیم شفاف طراحی شده.
جمع بندی
همونطور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم، شیلد های آردوینو کار کدنویسی بورد رو واسمون بسیار ساده تر میکنن. با استفاده از شیلدهایی که در این مقاله معرفی کردیم می تونید به راحتی پروژه های دلخواه خودتون رو پیاده سازی کنید.
