Shield mở rộng cho Arduino Nano: đế Terminal hay Nano Sensor Shield, nối cảm biến, servo, nguồn

So sánh đế ra chân Terminal cọc vít và Nano Sensor Shield V1.0 cho Arduino Nano: cách nối cảm biến, servo, màn hình I2C vào cụm G-V-S, cổng UART và cách cấp nguồn ngoài.

Arduino Nano nhỏ gọn, cắm vừa breadboard, nhưng khi nối nhiều cảm biến, servo hay đưa mạch vào hộp thì dây cắm breadboard rất dễ lỏng. Hai mạch mở rộng giải quyết việc này: đế ra chân Terminal chuyển mọi chân của Nano ra cọc vít, còn Nano Sensor Shield V1.0 chia mỗi chân thành một cụm 3 chân G–V–S để cắm thẳng dây servo, cảm biến. Bài này so sánh hai loại, cách nối cảm biến, servo, màn hình I2C và cách cấp nguồn để mạch chạy ổn định.

1. Hai mạch mở rộng cho Arduino Nano

• Đế ra chân Terminal: Nano cắm vào hai hàng chân cái ở giữa, mỗi chân D0–D13, A0–A7, VIN, 5V, 3V3, GND được đưa ra một cọc vít. Dây trần siết thẳng vào cọc, không cần hàn.
• Nano Sensor Shield V1.0: mỗi chân D0–D13, A0–A7 có một cụm 3 chân GND, nguồn, tín hiệu; có thêm cổng I2C, cổng UART, nút reset và jack DC 5,5 × 2,1 mm để cấp nguồn ngoài. Kích thước 58 × 53,5 mm.

Cả hai đều không kèm mạch Arduino Nano. Cách cắm Nano vào hai mạch này và sơ đồ chân của Nano có trong bài bắt đầu với Arduino Nano CH340.

2. Chọn đế Terminal hay Sensor Shield

• Chọn đế Terminal khi mạch đã chạy ổn và cần lắp vào hộp, tủ điện: dây siết vít không tuột khi rung, thay dây không cần hàn.
• Chọn Sensor Shield khi đang thí nghiệm, làm robot, mô hình nhiều servo và module cảm biến 3 chân: cắm, rút rất nhanh, có jack nguồn ngoài cho tải tốn dòng.

3. Dùng đế ra chân Terminal

• Cắm Nano đúng chiều: đối chiếu chữ in tên chân trên đế với chữ trên Nano, chân 5V, GND phải trùng nhau. Cắm ngược chiều thì nguồn đi vào sai chân, Nano nóng và không chạy; rút ra ngay.
• Siết dây: tuốt đầu dây khoảng 5–6 mm. Dây nhiều sợi nhỏ thì xoắn chặt hoặc bấm đầu cos pin để sợi không xòe sang cọc bên cạnh. Siết vừa tay rồi kéo nhẹ thử.
• Nguồn: cấp 5 V vào cọc 5V, hoặc adapter khoảng 7–9 V vào cọc VIN để IC ổn áp trên Nano hạ xuống 5 V. Tải tốn dòng như relay, servo nên lấy nguồn riêng.

4. Nối cảm biến, servo, màn hình vào Sensor Shield

• Cụm G–V–S: G là GND, V là nguồn, S là chân tín hiệu (chính là chân D hoặc A cùng tên). Luôn đọc chữ G, V, S in cạnh cụm trước khi cắm; cắm ngược đầu thì GND và tín hiệu đổi chỗ, module không chạy.
• Servo: dây nâu vào G, đỏ vào V, cam vào S. Dùng các chân có PWM (D3, D5, D6, D9, D10, D11) cho dễ, dù thư viện Servo chạy được trên mọi chân digital.
• Cảm biến 3 chân (GND, VCC, OUT): cắm thẳng vào một cụm. Cảm biến có 4 chân (VCC, GND, DO, AO) thì dùng dây cái rời. Chân A6, A7 của Nano chỉ đọc được analog, không dùng làm chân digital.
• Màn hình, module I2C như OLED 0.96 inch, LCD I2C: cắm vào cổng I2C (nối với A4, A5). Nhiều module I2C có thể dùng chung cổng nếu khác địa chỉ. Chương trình mẫu: OLED 0.96 inch với Arduino Nano, LCD 1602 I2C (sơ đồ chân I2C của Uno và Nano giống nhau: SDA là A4, SCL là A5).
• Cổng UART (TX, RX) nối với D1, D0, cũng là đường nạp chương trình. Module Bluetooth, RS-485 cắm ở đây phải rút ra khi nạp, nếu không Arduino IDE báo lỗi not in sync (xem bài sửa lỗi Nano không nạp được code cùng đợt bài này).

5. Cấp nguồn khi dùng shield

• Chỉ cắm USB đủ cho cảm biến, LED, màn hình và một servo nhỏ chạy không tải. Cổng USB máy tính thường chỉ cấp khoảng 0,5 A.
• Adapter 7–12 V vào jack DC của Sensor Shield khi mạch chạy độc lập hoặc cần thêm vài servo, relay. Lần đầu cấp nguồn, đo điện áp giữa chân V và G của một cụm bằng đồng hồ vạn năng, thấy khoảng 5 V rồi mới cắm tải.
• Nguồn 5 V riêng (ví dụ adapter 12 V qua mạch hạ áp) cho nhiều servo, động cơ, dải LED: nối dây nguồn của tải thẳng vào nguồn riêng, GND nối chung với Nano, chỉ dây tín hiệu S lấy từ shield.

Servo hút dòng lớn lúc bắt đầu quay. Nguồn yếu làm điện áp sụt, Nano tự khởi động lại hoặc servo rung giật. Không nối nguồn 5 V ngoài vào chân 5V của Nano trong lúc đang cắm cáp USB, vì hai nguồn sẽ đẩy dòng vào nhau.

6. Lỗi hay gặp

7. Xem thêm

• Sản phẩm: Arduino Nano CH340, đế ra chân Terminal, Nano Sensor Shield V1.0.
• Bắt đầu với Arduino Nano CH340: sơ đồ chân, driver và nạp code.
• Màn hình OLED 0.96 inch SSD1306 với Arduino Nano.

Cần tư vấn chọn mạch mở rộng cho dự án, liên hệ PYWORLD qua số 0915703319.