ARD-DK003 Tarjeta de Expansión para Arduino Nano Shield

[ARD-DK003] ARD-DK003 Tarjeta de Expansión para Arduino Nano Shield

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Referencia Interna: ARD-DK003

Tarjeta de Expansión (Shield) I/O para Arduino Nano

Placa adaptadora Breakout que facilita la conexión directa de servomotores, sensores y módulos I2C eliminando el uso de la protoboard.

El Shield de Expansión I/O para Arduino Nano (a menudo conocido como Breakout Board) es un módulo de conectividad diseñado para multiplicar y organizar los puertos del microcontrolador. Su función principal es extraer todos los pines digitales y analógicos del Nano y presentarlos en un formato estándar de 3 pines (G/V/S: Ground, Voltaje, Señal). Esta estructura permite conectar directamente cables Dupont hembra de sensores ultrasónicos, servos y módulos de relés sin necesidad de armar complejos enredos de cables en una placa de pruebas (protoboard), asegurando conexiones firmes en proyectos definitivos.

Especificaciones Técnicas

Parámetro ElectrónicoRango / Valor Oficial
Voltaje de Entrada Externa7 V a 12 V DC (Suministrado a través del conector Jack DC)
Voltaje Operativo (Lógico)5 V y 3.3 V (Regulados por el propio Arduino Nano)
Corriente de Salida TotalLimitada por el regulador interno del Nano (Aprox. 500mA - 800mA)
Puertos Disponibles14 Pines Digitales I/O y 8 Pines de Entrada Analógica
Bus de Comunicación I2CPines dedicados e independientes (SCL, SDA, 5V, GND)
Bus de Comunicación SerialPines UART expuestos (RX, TX, 5V, GND) para módulos Bluetooth/WiFi
Parámetro Mecánico / EstructuraRango / Valor Oficial
Zócalo PrincipalConectores hembra duales espaciados a la medida exacta del Nano V3.0
Formato de Salida G/V/SArreglo de tres pines (Tierra, Corriente, Señal) por cada puerto del Nano
Botón de HardwarePulsador de Reset integrado en la esquina de la placa
Indicador VisualLED piloto SMD (Encendido continuo al recibir voltaje)
Conector de PoderJack DC tipo barril hembra (Centro positivo, 5.5mm x 2.1mm)
Dimensiones de la PlacaAproximadamente 57 mm x 54 mm x 15 mm

Ventajas Clave del Expansion Shield para Arduino Nano

Adiós a la Protoboard (Plug & Play): Elimina los falsos contactos provocados por cables sueltos. Gracias a la distribución de pines G/V/S, puedes conectar módulos, servomotores y relés insertando el cable hembra directamente a la placa principal, logrando ensamblajes compactos y listos para trabajar.

Protección de Alimentación: Incorpora un conector Jack DC. Si necesitas mover varios servomotores (los cuales consumen mucho amperaje), puedes conectar una batería de 9V o adaptador de 12V al Jack. Esto alimentará todo el sistema de manera estable, protegiendo el delicado puerto USB de tu computadora contra cortocircuitos.

Expansión Estratégica: Proporciona encabezados dedicados (headers) y separados para las comunicaciones seriales cruzadas (UART) y bus I2C (SDA/SCL), haciendo extremadamente sencilla la instalación de pantallas LCD, módulos Bluetooth o módulos de reloj (RTC) sin usar empalmes de cables.

El ensamble de este componente es mecánico. La tarjeta base es pasiva (no contiene programación propia); funciona como una regleta de extensión que simplifica y multiplica los puntos de conexión eléctrica de tu Arduino Nano.

Galería Dinámica de Conexiones de Hardware

Esquema 1: Orientación correcta para conectar el Arduino Nano sobre el Shield
Esquema 3: Conexión rápida de un servomotor SG90 usando la interfaz G/V/S
Esquema 2: Mapeo de la distribución de colores de pines (Tierra, Voltaje, Señal)
Esquema 4: Ejemplo de inyección de potencia con un eliminador de 9V
Guía Esencial de Conexión y Montaje de Hardware: El error más crítico y fatal al usar este módulo es montar el Arduino Nano al revés, lo que causará un cortocircuito que quemará el regulador al instante. Para evitarlo, observe siempre la placa del Shield: cerca del botón de Reset hay una marca blanca en la serigrafía y el pin "TX1" impreso. **El puerto USB de su Arduino Nano debe apuntar siempre hacia el lado contrario de donde se encuentra el conector de alimentación negro (Jack DC)**. Además, respete el código de colores de los pines del shield: la fila negra es GND (Negativo), la fila roja es 5V (Positivo) y la fila azul o amarilla es la Señal de datos.
🎓 Programación Transparente y Aprovechamiento de Pines

Puesto que el Shield de expansión es una extensión puramente eléctrica (hardware pasivo), su integración con el código es totalmente transparente:

  • Compatibilidad de Código: Todo el código que haya escrito previamente para un Arduino Nano, funcionará idénticamente al montarlo sobre el Shield. Si usted programó que el pin D13 encienda un LED, simplemente deberá conectar el LED en el pin 13 (fila de Señal) de la placa de expansión.
  • Gestión de Potencia: El Shield extrae el voltaje estabilizado de 5V desde el regulador interno del Nano y lo distribuye a lo largo de todos los pines de la fila central (V). Es decir, al declarar y leer un sensor en el pin A0, el sensor estará obteniendo su energía del pin rojo contiguo y compartiendo la misma tierra lógica (GND).
  • Puerto I2C y UART: Los pines adicionales marcados como I2C (SCL/SDA) son extensiones directas de los pines analógicos A5 y A4. Asimismo, el puerto TX/RX del bloque de comunicación es un espejo de los pines digitales 1 y 0. Nunca conecte sensores analógicos en los pines A4 y A5 si simultáneamente está operando una pantalla LCD I2C en los puertos dedicados.
// Código de Ejemplo: Aprovechamiento del Shield Nano para Múltiples Tareas // Control simultáneo de un Servo y lectura de un Sensor sin usar protoboard. #include <Servo.h> // Declaración del objeto Servomotor Servo miServo; // Asignación de pines según las conexiones directas en el Shield const int PIN_SERVO = 9; // Pin digital (PWM) para mover el servo const int PIN_SENSOR = A0; // Pin analógico para un sensor (Ej: Potenciómetro o LDR) const int PIN_LED = 13; // Pin digital para indicador visual void setup() { Serial.begin(115200); // Vinculamos el objeto Servo al pin digital asignado en el Shield miServo.attach(PIN_SERVO); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); // Llevamos el servo a su posición neutral por seguridad miServo.write(90); Serial.println("--- Arduino Nano con Shield de Expansión Operativo ---"); } void loop() { // 1. Leemos el valor crudo del sensor analógico conectado al grupo G/V/S del A0 int lecturaSensor = analogRead(PIN_SENSOR); // 2. Mapeamos la lectura (0 a 1023) a grados de rotación (0 a 180) para el Servo int anguloServo = map(lecturaSensor, 0, 1023, 0, 180); // 3. Imprimimos los datos procesados en la consola serial Serial.print("Dato crudo del Sensor: "); Serial.print(lecturaSensor); Serial.print(" | Girando Servo a: "); Serial.print(anguloServo); Serial.println(" grados."); // 4. Enviamos la orden de movimiento a la fila de SEÑAL del pin 9 en el shield miServo.write(anguloServo); // Indicador visual de ciclo digitalWrite(PIN_LED, HIGH); delay(100); digitalWrite(PIN_LED, LOW); // Retardo de estabilidad mecánica delay(200); }
1. ¿Puedo conectar esta placa de expansión a un Arduino UNO o Mega?
**No.** El diseño estructural, la distancia de los zócalos hembra y la asignación eléctrica de los pines de esta tarjeta están milimétricamente calculados en exclusiva para la placa **Arduino Nano V3.0**. Intentar encajar un Arduino diferente resultará físicamente imposible o provocará cortocircuitos irreparables debido al cruce de pines.
2. ¿Qué significan exactamente las letras G, V y S impresas junto a los pines?
Es el estándar de cableado de electrónica robótica (Típicamente usado en cables Dupont hembra de servos). **G** significa Ground (Tierra / Negativo, habitualmente cable marrón o negro y asociado a la fila de pines negros del shield). **V** significa VCC (Voltaje / Positivo de 5V, asociado a la fila roja y el cable rojo). **S** significa Signal (Señal de control o datos, asociado a la fila azul/amarilla y el cable naranja, amarillo o blanco).
3. ¿El Shield puede controlar motores grandes de llantas si lo alimento por el Jack negro?
**No, no puede controlar motores de potencia.** La tarjeta de expansión no contiene chips puente H (como el L298N o L9110) en su interior, es solo un organizador de cables pasivo. Alimentar el Jack con 9V servirá para darle una energía estable al Nano y a múltiples módulos lógicos y servomotores pequeños (SG90), pero para encender llantas y motores de corriente continua (DC), siempre será obligatorio intercalar un módulo controlador de motor dedicado entre el shield y los motores.
4. Si conecto una batería de 9V al Jack DC del Shield, ¿Necesito conectar el cable USB para encender el Nano?
**No es necesario.** La pista interna del Jack DC (positivo) en el shield está conectada directamente al pin **VIN** del Arduino Nano montado sobre él. Cuando usted conecta el adaptador de 9V o 12V a la tarjeta de expansión, la energía fluye hacia el Nano, encendiéndolo de inmediato y usando su regulador de voltaje interno para convertir esos 9V en 5V estables para toda la placa y los sensores. El cable USB solo será necesario si usted desea cargar un código nuevo o ver datos en el monitor serial.