Arduino Nano
Из всех продуктов Arduino самая популярная — UNO. Больше всего программ написано под нее. Для новичков советуют выбирать именно такую. Для больших проектов выбирают сборку MEGA с мощным контроллером, объемной памятью и большим числом выходов. Версия PRO MINI имеет слабый микроконтроллер, маленький объем памяти. Это самая маленькая из всех плата arduino nano, что иногда просто необходимо при конструировании. Есть в серии и другая модель, ничем практически не отличающаяся от UNO, имеющая небольшой размер. Рассмотрим подробнее характеристики этого продукта.
Плата Arduino NANO
Основой является все тот же микро-контроллер ATMega 328p с памятью в 32 Кб. Практически для всех приборов объема хватает, чтобы написать необходимые программы. Еще один приятный бонус — количество аналоговых пинов. Их на два больше, то есть восемь. Цифровых пинов четырнадцать, шесть из них работают с ШИМ-сигналами, и отмечены волнистой линией.
Подробную распиновку можно найти в открытом доступе. На поверхности есть 4 светодиода:
RX –мигает при исходящей информации.
TX – сигнализирует о входящей.
POW – загорается при включении.
L – присоединен к 13 пину, служит для индикации.
На ней установлен конвертер, позволяющий напрямую подключаться через USB к компьютеру, не применяя переходников. Стоит отметить отличие оригинальных сборок от реплик. На оригинальных ставят микросхему FTDI FT 232RL, на аналогах — CH340G. В этом нет ничего страшного, единственное неудобство возникает при установке драйвера. Следует просто установить правильный, тогда не возникнет проблем с прошивкой и «общением» с ATMega 328p.
Для работы нужно подать ток на контроллер. Так как этот элемент требователен к перепадам напряжения, на nano поместили стабилизатор на 5V. Запитать плату arduino nano можно тремя способами:
1. Через разъем mini-USB и кабель. Стабилизированное напряжение подается от компьютера. Это быстрый способ проверить работает ли программа. Неудобство заключается в том, что прибор оказывается привязан к компьютеру шнуром.
2. Через вывод Vin, к которому подключаем плюсовой провод. Минус не забываем подключать к пину GND . Здесь можно подавать от 7 до 20 вольт. Оно будет проходить через стабилизатор и на ATMega 328p дойдет 5 В. Больше 12 подавать не советуют.
3. Подача стабилизированных 5 В от другого механизма через вынесенный для этого вывод – 5V.
При нескольких подключенных источниках тока автоматически выбирается наибольшее напряжение. Также запитанная плата может отдавать с разъемов 5V и Vin. Это используется для питания внешних устройств, модулей и датчиков. Выводится три напряжения: стабильные 5 вольт, нестабильные 7-12 и стабилизированные 3.3В (со своим стабилизатором). Следует внимательно относиться к напряжению, потому что любое превышение может легко вывести все из строя, а недостаток не гарантирует стабильной работы. Для упрощения подачи питания используют плату расширения, которая преобразовывает ее в UNO.
Для создания прототипов электроустройств понадобятся стандартные запчасти, радиодетали, провода и макетная площадка. Если есть желание и умение паять, то можно взять макетную, под пайку. Однако удобнее и быстрее использовать, так называемый, breadboard, монтаж на нее производится без пайки. Для комфортного подключения деталей к breadboard нужны повода с разъемами. Они бывают трех типов: «мама-папа», «папа-папа», «мама-мама». Длина бывает разная.
Arduino NANO маленькая, поэтому ее можно разместить прямо на брэдборд. Во всем остальном подключение не отличается от старших товарищей. Внешний девайс подключается двумя проводами к питанию и логическим проводом (или несколькими) к цифровому/аналоговому выходу. Помимо макетных можно приобрести Sensor Shield, платы расширения. Они есть для каждого варианта с удобной стыковкой. На что следует обратить внимание при использовании Sensor Shield, так это на кнопку сброса. На самой плате arduino nano она есть, удобно будет иметь ее на шилде расширения.
Для того чтобы программировать контроллер и, соответственно, весь будущий механизм, требуется разобраться в программном обеспечении. Как и для других из серии arduino используется среда разработки IDE. Программное обеспечение, как и все схемы находятся в открытом бесплатном доступе. После установки драйвера для конвертера USB-UART в зависимости от комплектации, можно начинать создание и заливку скетчей. Здесь станет понятно, к какому порту подключено приспособление.
Выбираем в программе модель, микроконтроллер и порт. Можно проверить правильность подключения, загрузив самый простой скетч, например, мигание светодиода через заданный промежуток времени. Совсем необязательно владеть языками программирования для создания команд и подключения элементов. Библиотеки, доступные в сети, разнообразные и полезные. Загрузить их просто. Стандартные уже встроены в среду разработки, нужно просто добавить их. Скетч загружается, компилируется, отправляется на микроконтроллер. Благодаря распространенности, таких скетчей в интернете достаточно для работы практически со всеми наиболее используемыми датчиками.
Подводя итог, можно выделить основное преимущество платы Arduino NANO – небольшой размер при сохранении практически всех характеристик UNO. Маленький размер достигается расположением элементов на двух сторонах и отсутствием входа для питания от внешнего блока. Для новичков, только начинающих свой путь в робототехнике и уже попробовали свои силы на большой модели, можно использовать нано-плату уже на готовом изделии. Разместить ее удобно, а использование и характеристики не отличаются от других распространенных моделей.
Благодаря размерам и низкой цене, данный девайс очень популярен и дает возможность создавать различные устройства, не имея опыта и инженерного образования. Всего пару часов работы со средой разработки и библиотеками позволят задавать основные команды и подключать нужные датчики и модули.
Arduino Nano 3.0 4.00 4
Arduino Nano ver. 3.0 — это самый популярный контроллер из всей линейки плат Arduino. От других плат Ардуино он отличается маленькими размерами и удобным расположением выводов, благодаря которым Arduino Nano можно легко подключить к макетной плате, просто вставив ее в bredboard. По функционалу Nano V.3 ни чем не отличается от Arduino UNO и даже немножко превосходит ее, так как имеет дополнительно два аналоговых входа A6 и A7. Во всем остальном они идентичны, так как имеют на борту микроконтроллер Atmega328P от компании «Atmel» и USB-UART мост CH340G.
Диапазон применения Arduino Nano очень широк, от простейших роботов до космических спутников ( ArduSat ). На Ардуино так же работают CNC станки, 3D принтеры, Умные дома, системы контроля и многие другие DIY проекты. А все благодаря тому что для первоначального использования Arduino не нужно вникать в ее архитектуру или мучиться c прошивкой и программатором, не нужно разбираться с Fuse-ми или с таймерами. Достаточно просто воткнуть плату arduino в USB порт компьютера и нажать кнопочку «Прошить», в программе Arduino IDE.
Благодаря Ардуино многие не понимающие в микроэлектронике люди смогли реализовать свои мечты. В сети интернет, я встречал художников, спортсменов и даже девушек, реализовавших свои задумки на этой замечательной плате. Кроме того стоимость ардуинок на сегодняшний день, на столько низкая, что даже не нужно раздумывать о ее покупке. Просто купите и попробуйте. Вы найдете много готовых примеров программирования в компиляторе Arduino IDE. Можно так же скачать любой проект на Arduino в интернете, их там огромное множество и не стоит сразу изобретать велосипед, потому что 90% скетчей уже написали за Вас. Просто найдите его и прошейте в микроконтроллер!
Характеристики Nano 3.0:
- Количество выводов на плате: 32 шт.
- Шаг выводов: 2,54 мм
- Микроконтроллер: ATmega328P-AU
- Тактовая частота 16 MHz
- Цифровые Входы / Выходы D0-D22 из них 6 выходов ШИМ
- Аналоговые входы A0 — A7
- Постоянный ток на выходе порта не более: 40 mA
- ОЗУ RAM: 2 Кб
- Флешь память программ: 32 Кб из них 2 Кб загрузчик
- Энергонезависимая память EEPROM: 1 Кб
- Напряжение питания без встроенного стабилизатора: 5 В
- Входное напряжение (безопасное): 7 — 12 В при условии что от ардуины не будут запитаны дополнительные датчики или модули
- Входное напряжение (предельное): 6 — 20 В
- Автоматическое определение и переключение источников питания USB или Vin
- LED индикаторы: (TX), (RX), (L), (Power)
- ICSP разъем для прямой загрузки bootloader или прошивки в контроллер.
- mini-USB разъем для программирования и связи с ПК
- Стандартный 2,54 мм шаг выводов платы
- Размер платы: 45 x 18 мм
Характеристики контроллера ATmega328:
- Тактовая частота — 16 MHz
- 16-битный таймер/счетчик с блоком сравнения и пред делителем частоты
- Два 8-битных таймера/счетчика с устройством сравнения и пред делителями частоты
- 8-ми канальный АЦП — аналоговые входы
- Интерфейс SPI
- Последовательный асинхронный порт UART
- Интерфейс I2C
- Модуль обработки внешних прерываний (INT) при изменении напряжения на выводах микроконтроллера
- Программируемый сторожевой таймер (WDT) со своим генератором
- Счетчик реального времени со своим генератором частоты (RTC)
Оптический выключатель на Ардуино Nano
Arduino Nano V3, Программируемый контроллер на базе ATmega328P
Arduino Nano — это функциональный аналог Arduino Uno, но размещённый на миниатюрной плате.
Отличие заключается в отсутствии собственного гнезда для внешнего питания, использованием чипа FTDI FT232RL для USB-Serial преобразования и применением mini-USB кабеля для взаимодействия вместо стандартного.
Платформа имеет штырьковые контакты, что позволяет легко устанавливать её на breadboard. Используйте Arduino Nano там, где важна компактность, а возможностей Arduino Mini либо не достаточно, либо не хочется заниматься пайкой.
Характеристики:
— Микроконтроллер: ATmega328;
— Тактовая частота: 16 МГц;
— Напряжение логических уровней: 5 В;
— Входное напряжение питания: 7. 12 В
— Портов ввода-вывода общего назначения: 22;
— Портов с поддержкой ШИМ: 6;
— Портов, подключённых к АЦП: 8;
— Flash-память: 32 КБ;
— Габариты: 18×45 мм.
Технические параметры
| Микроконтроллер | atmega328 | |
| FLASH память, КБ | 32 | |
| EEPROM память, КБ | 1 | |
| SRAM память, КБ | 2 | |
| Цифровые входы/ выходы | 14(6 с шим) | |
| Аналоговые входы | 8 | |
| Вес, г | 17 | |
| Показать похожие | ||
Arduino Nano. Описание, характеристики, распиновка, подключение
Arduino Nano представляет собой полнофункциональное законченное устройство, которое в большинстве случаев базируется на микроконтроллере ATmega328. В первую очередь в нужно отметить, что Arduino Nano выпускается в различных версиях и самые распространённые: Nano v.2 и Nano v.3. Главное отличие – в самом микроконтроллере. Младшая версия использует Atmega168, а старшая Atmega328.
Технические характеристики
- Микроконтроллер: ATmega328PU
- Рабочее напряжение: 5В
- Напряжение питания (рекомендуемое): 7-12В
- Напряжение питания (предельное): 6-20В
- Цифровые входы/выходы: 14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов)
- Аналоговые входы: 6
- Разрядность АЦП: 10-бит
- Максимальный ток одного вывода/вывода: 40 мА (рекомендуемый: 20мА)
- Максимальный выходной ток вывода 3.3V: 50 мА
- Flash-память: 16 Кб (ATmega168) или 32 Кб (ATmega328) из которых 2КБ используются загрузчиком
- SRAM: 1 Кб (ATmega168) или 2 Кб (ATmega328)
- EEPROM: 512 байт (ATmega168) или 1 Кб (ATmega328)
- Тактовая частота: 16 МГц
- Размеры платы: 43мм х 18,5мм.
Печатная плата Arduino Nano является Open-Hardware (открытым проектом), поэтому все ее характеристики и роинципиальные схемы доступны в открытом доступе и их можно свободно скачать.
Память
Плата Arduino Nano по умолчанию содержит три типа памяти:
Flash – флеш-память объемом 32 кБ. Это основное хранилище для команд Ардуино. Когда вы загружаете скетч (программу которую вы написали в Arduino IDE) в контроллер, то он записывается именно в эту память. Примерно 2кБ из данного объема памяти занимает bootloader-программа, которая занимается инициализацией системы, загрузкой скетча через USB и непосредственным запуска скетча.
Оперативная SRAM память объемом 2 кБ — здесь по-умолчанию хранятся переменные и объекты, создаваемые в ходе работы скетча. Память эта энерго-зависимая, при отключении питания все данные хранящиеся в этой памяти просто напросто сотрутся.
Энергонезависимая память (EEPROM) объемом 1кБ — здесь можно хранить данные которые использует скетч (настройки программы), которые не сотрутся при отключении питания платы Ардуино. Но процедура записи и считывания EEPROM требует использования дополнительной Ardiono библиотеки EEPROM, которая доступна в Arduino IDE по-умолчанию. Также нужно помнить об ограничении циклов перезаписи (порядка не более 10000 циклов записи/перезаписи), присущих технологии памяти EEPROM.
Питание
Arduino Nano содержит всё необходимое для работы с микроконтроллером; для того, чтобы начать работу с ней, просто подключите ее к компьютеру с помощью USB кабеля. Плата не имеет встроенной защиты USB порта от коротких замыкания и выбросов тока, это надо обязательно учитывать при работе. Можно подайть питание на вход Vin от блока питания напряжением: 7-12В (Если используется питание более 12В, то регулятор напряжения может перегреться и повредить плату!), либо через пин питания +5В (Будьте внимательны! На этот пин нужно подавать ровно +5В).
Примечание. Если одновременно подключить два источника питания, то плата выберет тот, потенциал которого будет выше. Независимо от способа подключения, вывод GND платы Arduino Nano является общим минусом.
Выводы питания
Плата может питаться через разъем питания (7–12В), через USB разъем (5В) или через вывод Vin на плате (7–12В).
Vin — вход питания платы при использовании внешнего источника питания (используется при отсутствии 5В от USB подключения или от другого регулируемого источника питания). Вы можете подать питание через этот вывод, или, если напряжение питания подается через разъем питания, то это напряжение 5В будет доступно и на этом выводе.
5V — с этого вывода можно получить регулируемое напряжение +5В с выхода регулятора напряжения на плате. Подача повышенного напряжения через вывод 5V может повредить плату, т.к. напряжение с данных выводов обходит встроенный регулятор напряжения. Поэтому не советую подавать питание на плату через этот вывод.
3V3 — питание 3,3В вольта, выдаваемое регулятором напряжения на плате. Максимальный выходной ток на данном выводе составляет не более 50 мА. Подключение повышенной нагрузки на данный вывод может так же повредить плату.
GND — земля. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях вывод GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.
AREF — опорное напряжение для аналоговых входов (АЦП).
Подключение к компьютеру через USB порт
Для взаимодействия с компьютером по USB-UART (эмулятор COM порта) Ардуино использует микросхема преобразователь USB-в-TTL CH340G. Светодиоды RX и TX будут мигать, когда данные передаются через преобразователь USB-в-TTL при соединении с компьютером через USB-порт.
Для работы с платой обычно используют программу для разработки кода Arduino IDE, однако можно использовать и другий программы. Чтобы настроить Arduino IDE на работу с Arduino Nano, нам необходимо узнать, какой номер COM-порта присвоил компьютер Arduino Nano. Номер COM-порта можно найти в «Диспетчер устройств» в ОС Windows, в разделе «Порт (COM и LPT)». Если подключить к компьютеру другую плату Ардуино, то операционная система назначит ей другой номер (COM порт). Стандартная скорость работы COM порта обычно составляет 9600 бод.
Входы и выходы
Arduino Nano предоставляет пользователю 14 цифровых и 6 аналоговых выводов.
Цифровые двухнаправленные выводы — выводы имеют обозначения D0-D13, и способны работать в двух направлениях, т.е. каждый из них может быть как входом, так и выходом. Помимо этого, для каждого цифрового пина имеется возможность программно включить подтягивающий резистор (pull up resistor), соединённый с плюсом питания микроконтроллера. Номинал подтягивающего резистора лежит в диапазоне 20-50кОм.
Аналоговые выводы — выводы имеют обозначения А0-А5. Каждый из них соединён со встроенным 10-битным АЦП микроконтроллера ATMega328. Это означает, что мы можем одновременно измерять 6 напряжений и получать по 1024 значения для каждого канала. По умолчанию диапазон измеряемого напряжения равен 0-5В, т.е. при 0В значение АЦП будет равно 0, а при 5В значение АЦП станет равным 1023. Этот диапазон можно изменить подачей на вывод AREF своего опорного напряжения, которое станет верхней границей измерения. Если в аналоговых выводах нет необходимости, они без проблем могут использоваться как цифровые.
UART порт — последовательный интерфейс использует цифровые выводы 0 (RX) и 1 (TX). Используются для получения (RX) и передачи (TX) данных по последовательному интерфейсу. Эти выводы соединены с соответствующими выводами микросхемы ATmega8U2, выполняющей роль преобразователя USB-UART.
Внешние прерывания — прерываение — когда программа останавливает выполнение основного кода и производит выполнение кода прерывания — для внешний прерываний используются цифровые выводы 2 и 3. Выводы могут конфигурироваться на вызов различных прерываний: на переднем или заднем фронте, при изменении значения, на младшем значении.
I2C интерфейс — I2C — низкоскоростной последовательный протокол связи, подходящий для передачи данных на короткие расстояния? использует аналоговые выводы A4 и A5 – контакты I2C (SDA и SCL соответственно).
Встроенный светодиод (build led) — использует цифровый вывод 13. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW — выключается.
Интерфейс SPI — англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus — последовательный периферийный интерфейс, шина SPI, использует цифровые выводы: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). С применением библиотеки SPI данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу SPI.
ШИМ выводы (PWM)
ШИМ — расшифровывается как Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления выходной мощностью методом пульсирующего включения и выключения ключа. В ШИМ в качестве ключевых элементов использует транзисторы (могут быть применены и др. полупроводниковые приборы) которые работают ключевом режиме, то есть транзистор всё время либо разомкнут (выключен), либо замкнут (находится в состоянии насыщения). Для генерации ШИМ используется Широтно-импульсный модулятор, который генерирует последовательность импульсов со скважностью, пропорциональной уровню сигнала на его входе.
ШИМ поддерживают следующие цифровые выводы платы 3, 5, 6, 9, 10 и 11 и они могут генерировать 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала.
Выводы
Arduino Nano одна из самых маленьких полноценных версий плат Ардуино. По сути своей, она с точностью повторяет Arduino Uno и может использоваться в малогобаритных проектах.