Shield de 4 relés para Arduino Uno: esquema, pinagem e o borne que encosta no USB

Comprei este shield de 4 relés para um projeto meu. Os problemas apareceram logo no encaixe e acabei parando de usar. Estou registrando tudo aqui para que ninguém passe pelo que eu passei, e porque não achei esquema nem página dele na internet.

O layout é o do Keyestudio KS0251, mas a minha placa é uma cópia com outros relés: WangLi WL4100F-DC05V-SHG, de 3 A a 250 VAC ou 30 VDC. Cada relé tem um borne de 3 vias (NO, COM e NC) e um LED.

Do lado da solda só aparece a marcação "Relay Shield" e as trilhas. Não tem esquema, nem nome de fabricante:

O primeiro problema: com o shield encaixado no Uno, visto de frente, o borne do relé 1 fica em cima do conector USB-B. As pontas dos terminais, que saem pelo lado da solda, ficam encostadas na carcaça metálica do conector (marquei em vermelho):

De lado dá para ver melhor. A ponta de solda do borne do relé 1 encosta na carcaça do USB, que é ligada ao terra do Arduino. Se houver tensão em um desses terminais, ela pode ir parar no terra, e dois terminais podem entrar em curto entre si pela carcaça:

O segundo problema: o borne do relé 3 pousa em cima do conector de alimentação do Uno e deixa o shield um pouco levantado, sem encaixar até o fim nos pinos:

Como não existe esquema, tirei este com o multímetro: os conectores do Arduino, os quatro canais, os contatos dos relés e os bornes de saída. Os canais 2, 3 e 4 foram desenhados iguais ao 1, que foi o que medi por inteiro:

Resumo do esquema, por canal: o pino do Arduino vai à base do transistor por um resistor de 3,9 k (R2), e outro de 3,9 k (R3) puxa o pino para o terra. O LED é ligado direto no pino, com um resistor de 1 k (R4) para o terra. A bobina do relé vai do +5 V ao coletor, com um resistor de 15 ohms (R1) em série e um diodo em paralelo com a bobina. O relé liga com o pino em nível alto.

Isso explica uma pegadinha: o LED acende com o pino em nível alto, mesmo que o transistor não esteja puxando a bobina. Com o shield mal encaixado, o LED acender não quer dizer que o relé fechou. Foi o que vi no meu projeto, com o LED aceso e o relé sem estalar.

Os pinos, medidos por continuidade:

• D7: LED1 e relé 1
• D6: LED2 e relé 2
• D5: LED3 e relé 3
• D4: LED4 e relé 4

É a mesma ordem do Keyestudio KS0251, e a ordem inversa da que alguns lugares dão (D4 para o relé 1).

Tentei resolver cortando o excesso dos terminais pelo lado da solda. As fotos acima são de depois do corte, e os dois problemas continuaram. Uma saída é isolar o conector USB e o jack com fita ou um pedaço de papel, mas o certo seria os bornes estarem em outra posição. Se você usa esse shield, confira com o multímetro se os terminais do relé 1 não estão conduzindo para o terra do Uno.