Плата расширения Funduino IO Expansion V5 с поддержкой Xbee, RS485

Технические характеристики

• Модель: Funduino IO Expansion Board V5 (аналог DFRobot IO Expansion Shield V5 Arduino)
• Напряжение питания: 5В постоянного тока DC (от платы Arduino)
• Интерфейсы: XBee, Bluetooth, APC220, IIC/I2C, SDIO/SPI, RS485, 3-wire Servo/Sensor, GPIO (опционально UART, PWM, ADC и др.)
• Чип-контроллер RS485: MAX485 Maxim
• RS485-трансивер: полудуплексный
• Метод передачи данных RS485: дифференциальный сигнал (балансный)
• Интегрированный согласующий резистор (терминатор) RS485: 120 Ом
• Индикация: состояние вывода D13, состояние связи XBee
• Ручное управление: кнопка сброса Reset
• Порты-терминалы
  • Vin (PWR_IN): вход 6~12В DC для Arduino
  • Servo_IN: вход напряжения для серво-мотора / датчика
• Защита: от переполюсовки клемм питания шины Servo
• Размеры: 52.8 х 52.6мм
• Вес: 26г

Открытая образовательная платформа Arduino создана профессионалами для обучения базовым основам построения электронных устройств. Она также позволяет приобрести начальные навыки программирования современных микроконтроллеров. За время своего существования, цифровая платформа Arduino шагнула далеко вперёд в развитии, успела обзавестись множеством удобных многофункциональных модулей расширений, призванных упростить новичкам первичную разработку проектов. Плата расширения Funduino IO Expansion Board V5 совместима с оригинальными контроллерами Arduino UNO R3, Arduino Mega 1280/2560 R3, Arduino Due 2012 и другими схожими моделями. Модуль расширения оснащён стандартными Arduino-разъёмами и устанавливается поверх платы с микроконтроллером. Дополнительно поддерживаются аналоги Arduino-совместимых контроллеров от сторонних производителей, выполненных в эквивалентном формате R3.

Пятая версия расширения ввода-вывода для Arduino несёт в себе множество полезных функций. Плата Funduino IO Expansion Board имеет гораздо большее количество выводов и разъёмов в отличии от стандартного набора портов, представленных в той же микроконтроллерной плате Arduino UNO R3. Расширение поддерживает интерфейсы подключения модулей беспроводной связи XBee и Bluetooth. Есть интерфейс подключения простого РЧ-трансивера APC220 с частотой рабочего радиоканала 418~450МГц. Абсолютно все доступные цифровые и аналоговые выводы Arduino скомбинированы с 5-вольтовой линией напряжения Arduino в специальные 3-контактные группы, которые можно использовать для питания и управлениями 6 серво-моторами или различными трёхпроводными датчиками / сенсорами. Если программному приложению на Arduino требуется загрузка или сохранение данных, в порт SDIO устанавливается модуль чтения-записи карты памяти с интерфейсом SPI. Аппаратная шина IIC/I2C отделена от остальных выводов в персональном 4-контактном разъёме. Плюсом продублированы кнопки сброса Reset и индикаторы состояния D13 / питание PWR.

Несмотря на обилие встроенных интерфейсов, плата расширения Funduino IO Expansion Board позволяет использовать одновременно лишь часть из них. Это связано с ограниченным количеством исходных контактов Arduino на самой плате Arduino UNO R3. Модуль расширения построен так, что 19 "родных" аппаратных линий Arduino разведены на контакты разных интерфейсов и запараллелены между собой, т.е. смультиплексированы. А контроллеры Arduino и не предусматривают по две или более активных функций на одном используемом выводе. Выбор интерфейса XBee или RS485, задействуемого в Arduino-приложении, организован тремя съёмными перемычками. Первая и вторая перемычки выполняют переадрессацию сигналов по последовательной шине UART. Третья перемычка служит включателем управляющего канала D2 для интерфейса RS485.

Промышленный интерфейс RS485

Модуль расширения Funduino IO Expansion Board V5 легко подключается к промышленным локальным сетям стандарта RS485, состоящих из не более 32 абонентов. Может работать в режимах передачи или приёма сообщений на скорости до 2.5Мбод в одном сегменте. Плата укомплектована полудуплексным приёмо-передатчиком MAX485 Maxim. Управление переключением режимов трансляции возлагается на код программного приложения для контроллера Arduino через цифровой порт D2 Arduino. Использование: низкий сигнал - приём сообщений, высокий сигнал - передача сообщений. Дифференциальные линии RS485 размещены на терминалах A и B вкупе с клеммами напряжения +5V и согласования нулевого потенциала GND. Шина RS485 защищена от колебательных помех встроенным резистивным терминатором номиналом 120 Ом.

Питание модуля Funduino IO expansion V5 с поддержкой Xbee и RS485

Расширение Funduino IO Expansion Board получает стабилизированное напряжение 5В через порт Arduino Power. Равнозначные клеммы и пины PWR_IN позволяют запитать внутренний LDO-регулятор, расположенный в модуле контроллера Arduino, входящим напряжением 6~12В DC. Электрическая схема расширения ввода-вывода V5 распределяет рабочее 5-вольтовое напряжение по всем интерфейсам платы кроме Servo/Sensor и XBee. Для XBee установлен отдельный LDO-регулятор 3.3В с независимым выходом 3.3VOUT. Клеммы Servo_PWR относятся исключительно к шине питания Servo/Sensor. Линии этой шины защищены от неправильной полярности подключения внешнего источника напряжения.

Интерфейсы на плате Funduino IO Expansion Board

Таблица перекрёстного использования Arduino-портов

Документация

1. Электрическая принципиальная схема IO Expansion Shield V5 Arduino (PDF)

Программное обеспечение

1. Примеры программирования RS485 для расширения Funduino IO Expsansion Board V5 (zip-архив)