Ардуино Нано. Описание, характеристики, распиновка, схема.

Ардуино Нано. Описание, характеристики, распиновка, схема.

Arduino Nano - это небольшая, полноценная и удобная для макетирования плата на основе ATmega328 (Arduino Nano 3.x).
Она имеет примерно ту же функциональность, что и Arduino Duemilanove, но в другом корпусе.
У нее отсутствует только разъем постоянного тока, и она работает с помощью кабеля Mini-B USB вместо стандартного.

Технические характеристики

Микроконтроллер	ATmega328
Архитектура	AVR
Рабочее напряжение	5 В
Флеш-память	32 КБ (из которых 2 КБ используются загрузчиком)
ОЗУ (RAM)	2 КБ
Частота процессора	16 МГц
Аналоговые входы	8
EEPROM	1 КБ
Ток по выводу I/O	20 мА (выводы I/O)
Входное напряжение	7-12V
Цифровые Входы/Выходы	22 (6 из которых поддерживают ШИМ)
ШИМ-выходы	6
Потребление энергии	19 мА
Размер PCB	18 мм x 45 мм
Вес	7 г

Входы и Выходы

Цифровые Входы/Выходы (D2-D13):
Цифровые входы и выходы, подходящие для подключения датчиков и управления исполнительными устройствами.

Аналоговые Входы (A0-A7):
Для считывания аналоговых сигналов, таких как сигналы от датчиков освещенности или температуры.

TX/RX (D0, D1):
Пины для обмена данными через UART.

PWM Выходы (D3, D5, D6, D9, D10, D11):
Пины, поддерживающие широтно-импульсную модуляцию (PWM) для управления яркостью светодиодов или скоростью моторов.

Входы для Внешнего Источника Питания (VIN, 5V, 3.3V):
Для подачи питания на плату.

GND:
Земля (нулевые) выводы.

RESET:
Вход для сброса микроконтроллера.

Особенности
Маленький Размер: Компактные размеры делают Arduino Nano удобным для встраиваемых проектов.
USB Интерфейс: Возможность программирования и питания через USB.
Интегрированный Контроллер CH340G: Для управления USB-подключением.
Поддержка Bootloader: Возможность загрузки программ через USB.
Интегрированный Кварц: 16 МГц кварц для точного времени.

Применение

Электронные Проекты:
Arduino Nano отлично подходит для создания электронных устройств, таких как таймеры, измерители, и др.

Робототехника:
Используйте для управления двигателями, датчиками и для связи с компьютером.

Умный Дом и Автоматизация:
Для управления домашними устройствами и системами безопасности.

Интернет вещей (IoT):
Создавайте проекты, подключенные к Интернету для мониторинга и управления.

Образовательные Цели:
Отличный инструмент для обучения программированию и электронике.

Arduino Nano 3.0 - это универсальная и компактная плата, подходящая для широкого спектра проектов в области электроники и автоматизации.

 

Часто Задаваемые Вопросы (FAQs)

Питание
Плата Arduino Nano может быть запитана через подключение Mini-B USB, внешний источник питания с напряжением от 6 до 20 В (VIN) или стабилизированный внешний источник питания 5 В (+5V). Источник питания автоматически выбирается с наивысшим напряжением.

Память
Микроконтроллер ATmega328 имеет 32 КБ флеш-памяти (в том числе 2 КБ используются загрузчиком), 2 КБ ОЗУ и 1 КБ EEPROM.

Ввод и Вывод
Каждый из 14 цифровых пинов на Arduino Nano может использоваться в качестве входа или выхода с использованием функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead().
Они работают на напряжении 5 В. Каждый пин может выдавать или принимать максимум 40 мА и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию не подключен) от 20 до 50 кОм.

Кроме того, некоторые пины имеют специализированные функции:
Serial (Serieal Communication): Пины 0 (RX) и 1 (TX) используются для приема (RX) и передачи (TX) данных TTL серийной связи.
Внешние Прерывания: Пины 2 и 3 могут быть настроены для генерации прерывания по низкому уровню, фронту или спаду, или изменению значения.
PWM (ШИМ) Выходы: Пины 3, 5, 6, 9, 10 и 11 обеспечивают выход ШИМ на 8 бит с использованием функции analogWrite().
SPI (Serial Peripheral Interface): Пины 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) поддерживают SPI.
LED: Пин 13 имеет встроенный светодиод. Когда пин в состоянии HIGH, светодиод включен, когда пин LOW, светодиод выключен.

Arduino Nano имеет 8 аналоговых входов, каждый из которых обеспечивает разрешение на 10 бит (1024 различных значений).
По умолчанию они измеряют от 0 до 5 вольт, но возможна изменение верхнего предела их диапазона с использованием функции analogReference().
Аналоговые пины 6 и 7 не могут быть использованы в качестве цифровых пинов.

Кроме того, некоторые пины имеют специализированные функции:
I2C (Inter-Integrated Circuit): Пины A4 (SDA) и A5 (SCL) поддерживают I2C (TWI) коммуникацию с использованием библиотеки Wire (документация на сайте Wiring).

Есть еще несколько других пинов на плате:
AREF: Опорное напряжение для аналоговых входов, используется с функцией analogReference().
Сброс: Приведение этой линии в состояние LOW сбрасывает микроконтроллер и обычно используется для добавления кнопки сброса для шилдов, которые блокируют встроенную кнопку.

Коммуникация
Плата Arduino Nano обладает рядом средств для взаимодействия с компьютером, другой Arduino или другими микроконтроллерами.
Микроконтроллер ATmega328 предоставляет UART TTL (5V) последовательную связь, доступную на цифровых пинах 0 (RX) и 1 (TX).
На плате присутствует чип FTDI FT232RL, который направляет эту последовательную связь через USB, а драйверы FTDI (включенные в программное обеспечение Arduino IDE) предоставляют виртуальный последовательный порт для взаимодействия с программным обеспечением на компьютере.

Программное обеспечение Arduino IDE включает в себя монитор последовательного порта, который позволяет отправлять и принимать простые текстовые данные на плате Arduino.
Светодиоды RX и TX на плате мигают при передаче данных через чип FTDI и USB-подключение к компьютеру (но не при последовательной связи на пинах 0 и 1).
Библиотека SoftwareSerial позволяет осуществлять последовательную связь на любых цифровых пинах Arduino Nano.
Микроконтроллер ATmega328 также поддерживает I2C (TWI) и SPI коммуникацию. Программное обеспечение Arduino включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C.
Для использования SPI связи, пожалуйста, обратитесь к документации ATmega328.

Программирование
Плата Arduino Nano может быть запрограммирована с использованием программного обеспечения Arduino IDE. 
Микроконтроллер ATmega328 на Arduino Nano поставляется с предварительно загруженным загрузчиком, который позволяет загружать новый код без использования внешнего программатора. Он взаимодействует с использованием оригинального протокола STK500. Вы также можете обойти загрузчик и программировать микроконтроллер через заголовок ICSP (In-Circuit Serial Programming) с использованием Arduino ISP или аналогичного устройства.

Автоматический (программный) сброс
Вместо того чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, Arduino Nano спроектирована таким образом, что ее можно сбросить программно с помощью программы, работающей на подключенном компьютере.
Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) чипа FT232RL подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия активируется (уровень сигнала становится низким), линия сброса опускается на достаточное время для сброса микросхемы. Программное обеспечение Arduino использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажимая кнопку загрузки в среде Arduino. Это означает, что загрузчик может иметь более короткое время ожидания, так как понижение уровня DTR может быть хорошо согласовано с началом загрузки. Эта настройка имеет и другие последствия.
Когда Nano подключается к компьютеру с установленной операционной системой Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз, когда к нему подключается программное обеспечение (через USB). В течение следующей полсекунды или около того загрузчик работает на Arduino Nano. Хотя он запрограммирован игнорировать искаженные данные (т.е. что-то, кроме загрузки нового кода), он перехватывает первые несколько байт данных, отправленных на плату после открытия соединения.
Если сценарий, работающий на плате, получает одноразовую конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым оно взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения перед отправкой этих данных.

Дополнительные материалы по теме.
arduino ide библиотеки
arduino 1.8.13 windows. Установка arduino ide
Arduino NANO shield
Аналоговые порты Arduino
Arduino Nano ATmega168
Arduino Nano загрузка скетча
Arduino Nano v3 распиновка
Arduino Nano v 3.0 ch340g
Arduino Nano шим
Arduino Nano выходы
Arduino Nano datasheet
Arduino Nano описание
Ардуино Нано. Описание, характеристики, распиновка, схема.