Una Arduino Shield (o escudo) es una extension de hardware que puedes agregar a tu placa Arduino para darle capacidades adicionales. Puedes tener una shield para controlar motores, o puede usar una shield Wi-Fi para conectar tu placa Arduino a Internet.
Arduino, como plataforma, se ha convertido en un ecosistema muy amplio, en donde existe una ampliación de hardware en forma de shield para cada propósito o idea que desees desarrollar.
¿Por qué usar una Arduino Shield?
Para contestar esta pregunta rápidamente, le gran ventaja de usar una Arduino Shield es la comodidad.
Es cierto que la mayoría de las Arduino Shield pueden ser reemplazados usando en forma directa un módulo especifico del circuito que necesitamos para expandir las capacidades de nuestra placa, haciendo el cableado directamente.
Entonces, ¿cuáles son las ventajas de usar una Arduino Shield?
- No necesitas preocuparse por los circuitos. Por lo general, todos los componentes que necesitas están en la placa de la shield.
- Puedes separar fácilmente la Arduino Shield de tu placa y volverla a conectar cuando lo desees, sin preocuparse por hacer de nuevo el circuito y volver a cablear todo.
- Las Arduino Shield son fáciles de conectar: solo tienes que montarlos sobre los pines de tu placa Arduino, con menos errores que conectando las partes por separado.
- Todos los componentes electrónicos de la Arduino Shield están cuidadosamente empaquetados en el mismo espacio de tu placa Arduino.
- Las Arduino Shield agregan nuevas características a tu placa Arduino de una manera fácil, que de otro modo sería difícil de hacer.
Ventajas de usar Arduino Shields
Las Arduino Shield toman toda la complejidad del hardware y lo reducen a una interfaz simple de usar. Esto te permite desarrollar tu idea más rápidamente.
Las ventajas no son solo por el lado del hardware, en muchos casos, las Arduino Shield también tienen librerías de programación asociadas a ellas. Estas librerías te permiten implementar fácilmente las funciones de hardware disponibles en la shield.
Existen shields para controlar todo tipo de cosas: pantallas LCD, matriz de LEDs, comunicaciones Wi-Fi y Bluetooth, motores de corriente continua, suministro de energía, contadores geiger, etc.
Lo más probable es que si necesitas hacer algo, existe una shield para que puedas comenzar a trabajar y hacer funcionar rápidamente tu proyecto.
¿Cómo funcionan las Arduino Shield?
Las Arduino Shields al conectarse a tu placa Arduino se comunican por una o varias vías:
- Usando los pines digitales
- Usando los pines analógicos
- Usando el puerto serie
- Usando el bus I2C
- Usando el bus SPI
Alternativamente, pueden usar algunos pines de interrupciones. Por el lado de la alimentación, lo hacen usando los pines de 5V y GND.
Las Arduino Shield pueden obtenerse de dos formas: como placa completamente montada y probada, o en forma de kit para montar.
Como regla general, las Arduino Shield deben tener el mismo factor de forma que una placa Ardunio normal, como, por ejemplo, la Arduino UNO, usando el espaciado de pines para que solo haya una forma posible de conectarla.
Por otro lado, la gran mayoría de las Arduino Shield son compatibles con los otros modelos de placas Arduino, como la Arduino Mega 2560, siempre y cuando respeten el formato de conexión de los pines.
Es recomendable que antes de adquirir alguna Arduino Shield leas su documentación y verifiques sus requisitos de conexión y uso. Por regla general, las Arduino Shield vienen con una librería y varios ejemplos de uso.
Arduino Shield para cada ocasión
La oferta de Arduino Shield es muy amplia, y existe una para casi cada cosa que se te ocurra. Es muy difícil poder escribir de todas ellas, así que se hará una lista de las importantes y significativas que existen, y que seguramente en algún momento necesitaras para tus actuales y futuros proyectos.
ESP8266 Wi-Fi Shield
La ESP8266 Wi-Fi Shield es una Arduino Shield compatible con Arduino UNO y Arduino Mega 2560.
Esta Arduino Shield permite que nuestra placa Arduino pueda conectarse a un router Wi-Fi usando el chip ESP8266. El chip ESP8266 puede ser configurado para que actúe como cliente, como servidor o como ambos a la vez.
Con esta shield es muy fácil configurar un servidor web inalámbrico, que a la vez se conecte a Internet.
Asi, podemos hacer proyectos interesantes para para Internet de las cosas (IoT) o proyectos relacionados con Wi-Fi.
Ethernet Shield
Puede conectar fácilmente su placa Arduino a Internet usando una Ethernet Shield. Con esta Arduino Shield, la placa Arduino puede actuar como un cliente o un servidor en la red.
Solo tienes que montar la shield en la placa Arduino y conectarlo a la red usando un cable Ethernet.
Existen varios modelos de Ethernet Shield, con diferentes chips. Algunas de estas shields tienen también una ranura para tarjeta SD, la cual es muy útil para almacenar archivos y datos descargados de la red, o para servir estos archivos en la red.
Motor Shield
La Motor Shield proporciona una manera fácil y comoda de controlar motores de corriente continua (CC) con nuestra placa Arduino. Solo se necesita conectar los motores a las tomas especiales para ellos.
Existen varios modelos de Arduino Shield para control de motores, pero una de las más populares es la que usa el chip L293.
Por lo general, esta shield viene con 3 chips de controladores de motores, y puede controlar 4 motores de CC o 2 motores paso a paso (steppers) o 2 servomotores. Adicionalmente, viene con un enchufe para conectar una fuente de alimentación externa para los motores.
Rele Shield
La Rele Shield proporciona una manera fácil de controlar los altos voltajes. Esta shield viene con cuatro relés y proporciona interfaces de control normalmente abiertas y normalmente cerradas.
Esta Arduibo Shield tiene cuatro LED para mostrar el estado de cada relé. Es ideal para controlar lámparas, pequeños motores, y cualquier cosa baja potencia.
GPS Shield
La GPS Shield es en realidad una sencilla placa que viene con un módulo de GPS. Los dos modelos más populares son los fabricados por Sparkfun y por Adafruit.
Ambas Arduino Shield tienen espacio libre en la placa para agregar componentes propios, pero la de Adafruit viene con una ranura para tarjeta microSD y un RTC.
Proto Shield
La Proto Shield es una placa para desarrollo de prototipos, por lo que no hace mucho por sí sola. Sin embargo, es especialmente útil para diseñar tus proyectos sin ocupar mucho espacio, ya que viene con un mini tablero que se adapta perfectamente a la parte superior de la shield.
Además, en esta Arduino Shield puedes soldar tus componentes de circuito al área de creación de prototipos para hacer un circuito ordenado y permanente.
LCD Shield
La LCD Shield viene con una pantalla LCD monocromática (algunos modelos son RGB) y con un teclado de cuatro o cinco botones.
Algunos modelos de esta Arduino Shield usan varios pines de la placa Arduino, otros solo usan los pines del bus I2C, lo cual es más ventajoso y practico, ya que se pueden conectar otros sensores a esos pines ya que todos pueden compartir el bus I2C. Esto significa que se puede tener los demás pines libres para conectar otros componentes.
Capacitive Touchpad Shield
La Capacitive Touchpad Shield es una placa muy sencilla que permite adicionar un teclado sensitivo a la placa Arduino.
Estas Arduino Shield vienen de varios tamaños, desde 4 teclas, de 10 teclas (como los teclados telefónicos) hasta 16 teclas, esta última en formato hexadecimal.
Joystick Shield
La Joystick Shield es otra placa sencilla Arduino Shield que proporciona dos entradas analógicas simples y cuatro botones separados, y un botón debajo del joystick.
Es ideal para hacer controladores de juegos.
Camera Shield
La Camera Shield viene con una cámara con 5MP que se comunica con la placa Arduino mediante comunicaciones por el bus SPI.
No es exactamente una Arduino Shield por su factor de forma, pero es una manera fácil de agregar una cámara a tus proyectos Arduino. Puedes capturar imágenes en formato JPEG de 5MP y grabar pequeños cortos de video.
HC-05 Bluetooth Shield
Esta Arduino Shield incluye un módulo Bluetooth HC-05, que se comunica vía puerto serie con la placa Arduino.
Es muy fácil de usar, mediante el uso de comandos AT, premitiendo asi la creación de una conexión inalámbrica transparente.
GSM/GPRS Shield
La GSM/GPRS Shield te permite enviar SMS, MMS, GPRS y audio a través del puerto serie utilizando comandos AT.
Esto significa que con esta Arduino Shield puedes construir fácilmente un teléfono con la placa Arduino, o activar y desactivar cosas simplemente enviando un SMS, o hacer una llamada telefónica. Por ejemplo, puedes controlar una lámpara, o un motor por SMS.
