Moduler

Hvad er et modul?

Et modul samler en chip og de komponenter, den har brug for – spændingsregulator, modstande, kondensatorer, stik – på et lille printkort, der er klar til brug. Du forbinder strøm, stel og et par signalledninger, henter et bibliotek og er i gang. Det sparer dig for at designe, lodde og fejlfinde et kredsløb fra bunden, og det gør det nemt at prøve en idé af på et breadboard, før du bygger noget permanent.

Modultyperne

Displays og lyd

• Displays – skærme i alle størrelser: monokrome OLED, tegn-LCD og e-ink, farvedisplays fra små SPI-skærme til HDMI-touchskærme, LED-matrixer og 7-segment-displays.
• Audio-moduler – MP3-afspillere, små forstærkere, I2S-forstærkere, mikrofoner, stemmegenkendelse og buzzere.

Motorer, relæer og effekt

• Motordrivere – H-broer og drivere til DC-motorer, steppermotorer og servoer, fra små 2,5-12 V-drivere til kraftige moduler på mange ampere.
• Relæer – relæmoduler med 1-8 kanaler, solid state-relæer, MOSFET-moduler til PWM og jævnstrøm, samt relæer styret via USB, Ethernet og RS485.
• LED-drivere – justerbar step-down med strømbegrænsning til power-LED'er.

Trådløs kommunikation

• Bluetooth-moduler – lydmodtagere, Bluetooth-forstærkere, BLE-datamoduler, USB-adaptere og beacons.
• LoRa-moduler – radio med lang rækkevidde og lavt strømforbrug, LoRaWAN-noder og gateways.
• Radiomoduler – 2,4 GHz- og 433 MHz-sendere og -modtagere samt trådløse kontakter.
• Mesh-netværk – Zigbee-dongle til fx zigbee2mqtt og Home Assistant.
• GPS-moduler – GNSS-modtagere til mikrocontrollere og Linux, kombinerede 4G/GNSS-moduler og RTK.
• GSM/LTE-moduler – 4G CAT1/CAT4, NB-IoT, LTE-M, 5G og mobilantenner.
• RFID og NFC – læsermoduler samt kort, tags og klistermærker til 125 kHz, 13,56 MHz og UHF.

Kablet kommunikation

• Ethernet-moduler – shields med W5100S og W5500, PoE og seriel-til-Ethernet.
• Seriel og UART – USB-til-TTL-adaptere, RS232, RS485, CAN-bus, isolatorer og repeatere til industri og fejlfinding.

Signaler og I/O

• ADC og DAC – præcise analoge målinger og udgange med 0-10 V og 4-20 mA.
• Signalconvertere – omformere mellem 4-20 mA og spænding, DAC-moduler, isolatorer, NPN/PNP-adaptere og dataopsamling.
• Level shiftere – 3,3 V ↔ 5 V, optokoblede 12 V-indgange og en I2C-adresseskifter.
• Multiplexere – I2C-hubs, I2C-multiplexer og I/O-udvidelser med ekstra digitale ben.
• Shift-registre – flere digitale udgange med få ben.
• Stik-breakouts – adaptere, der gør det nemt at forbinde sensorer og USB-C uden lodning.

Tid og hukommelse

• RTC-moduler – realtidsure med backup-batteri, der holder tiden, når strømmen er væk.
• Hukommelsesmoduler – SD- og microSD-kortmoduler, I2C EEPROM og en seriel datalogger.

Sådan kobler du et modul til

Næsten alle moduler bruger én af disse forbindelsestyper:

Husk at krydse TX og RX ved UART (modulets TX til mikrocontrollerens RX), og at hver I2C-enhed på samme bus skal have sin egen adresse. Konflikter løses med en I2C-multiplexer eller en adresseskifter.

Plug-and-play-systemer

Mange moduler i butikken er fra DFRobots Gravity-serie med standardiserede PH2.0-stik: 3-polede til digitale og analoge signaler og 4-polede til I2C og UART. Med et Gravity-shield eller -udvidelseskort kan du sætte moduler på uden at lodde, hvilket er praktisk i undervisning og til hurtige prototyper. Fermion-serien er den tilsvarende serie af små breakout-print med stiftlister til breadboard.

Spænding og strøm – de klassiske faldgruber

• 3,3 V eller 5 V logik: ESP32 og Raspberry Pi tåler ikke 5 V på deres ben. Tjek modulets logikniveau, og brug en level shifter, hvis det ikke passer.
• Strømforbrug: motorer, relæer, mobilmoduler, forstærkere og LED-matrixer trækker mere strøm, end en mikrocontroller kan levere. Giv dem en separat forsyning, og forbind stel mellem alle dele.
• Støj: motorer og relæer sender spændingsspidser tilbage i forsyningen. Brug kondensatorer, hold signalledninger væk fra effektledninger, og vælg optokoblede moduler, når du styrer kraftige belastninger.
• Netspænding: relæmoduler kan skifte 230 V, men netspænding er livsfarlig. Byg relæet ind i et lukket kabinet, så ingen kan røre de blanke klemmer, og hold dig til lavspænding, hvis du ikke har erfaring med 230 V-installationer.

Kom godt i gang med et nyt modul

1. Find modulets driverchip eller model i varebeskrivelsen – det er den, du søger efter, når du skal finde bibliotek og eksempler.
2. Installer biblioteket via Arduino IDE's bibliotekshåndtering, og kør et af de medfølgende eksempler, før du skriver din egen kode.
3. Test modulet alene først. Virker det, så byg resten af projektet på, ét modul ad gangen – så ved du præcis, hvad der går galt, hvis noget holder op med at virke.
4. Til I2C-moduler er en I2C-scanner-sketch uundværlig: den viser, om modulet svarer, og på hvilken adresse.

Find det rigtige modul

• Vise data: start i displays.
• Styre motorer og belastninger: motordrivere og relæer.
• Sende data trådløst: kort afstand med Bluetooth, lang afstand med LoRa, overalt med 4G.
• Tale med industriudstyr: RS485 og CAN, 4-20 mA-omformere og 0-10 V DAC.
• Logge data: SD-kort sammen med et RTC-modul.

Relaterede kategorier

Modulerne skal have en hjerne: se Arduino, ESP32, Raspberry Pi og micro:bit. Til målinger finder du sensorer, til forsyning strøm og power, og til opbygningen prototyping med breadboards og ledninger.