Arduino NANO (НАНО) распиновка различных плат и схемы подключения

Arduino Nano: распиновка и схема платы, характеристики, описание

О плате

Ардуино Нано – это аналог Arduino Uno, которая также работает на чипе ATmega328P, но отличается формфактором платы, которая в 2-2,5 раза меньше, чем Уно (53 х 69 мм). Размеры подобны пачке сигарет, и позволяют легко собирать сложные схемы навесным монтажом, но после стадии создания макета идёт сборка действующих экземпляров, а для этого лучше подходит как раз Нано.

Размер Arduino Nano: 19 x 43 мм

Сравнение плат Arduino Uno и Arduino Nano

Отличие такой миниатюрной платы, заключается в отсутствии вынесенного гнезда для внешнего питания, но вместо него с легкостью можно подключиться напрямую к пинам. В плате используется чип FTDI FT232RL для USB-Serial преобразования и примененяется mini-USB кабель для связи с ардуино вместо стандартного. Связь с различными устройствами обеспечивают UART, I2C и SPI интерфейсы.

В остальном, способы взаимодействия и характеристики чипов совпадают с базовой моделью Уно, которая больше подходит для экспериментов, чем для реальных проектов. Нет более насущной проблемы для любителя электроники, чем желание красиво и компактно оформить своё устройство.

Платформа имеет контакты в виде пинов, поэтому ее легко устанавливать на макетную плату. Arduino Nano используется там где важна компактность, а возможностей Mini либо не хватает, либо не хочется заниматься пайкой.

Характеристики Arduino Nano

МикроконтроллерAtmel ATmega168 или ATmega328

Рабочее напряжение (логическая уровень)5 В
Входное напряжение (рекомендуемое)7-12 В
Входное напряжение (предельное)6-20 В
Цифровые Входы/Выходы14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
Аналоговые входы8
Постоянный ток через вход/выход40 mAh с одного вывода и 500 mAh со всех выводов
Флеш-память16 Кб (ATmega168) или 32 Кб (ATmega328) при этом 2 Кб используются для загрузчика
ОЗУ1 Кб (ATmega168) или 2 Кб (ATmega328)
EEPROM512 байт (ATmega168) или 1 Кб (ATmega328)
Тактовая частота16 МГц
Размеры1.85 см x 4.2 см

В первую очередь в разговоре о характеристиках нужно отметить, что Нано выпускается в различных версиях и самые распространённые:

  • Nano v.2;
  • Nano v.3.

Главное отличие – в самом микроконтроллере. Младшая версия использует Atmega168, Atmega328. Основные отличия чипов – это объём Flash-памяти:

  • mega 328: Flash-память – 32 кб, ПППЗУ – 1024 и ОЗУ – 2 кб;
  • mega 168: Flash-память – 16 кб, ПППЗУ – 512 и ОЗУ – 1 кб.

ПППЗУ – это перепрограммируемые запоминающее устройство.

Главный конкурент Arduino Nano по размеру – это Arduino Micro. В целом они похожи, но у «микро» интерфейс SPI разведен на другие пины, как и шина I2C, а также изменено количество выводов прерываний. В целом, платы похожи размерами, но различны соотношения сторон, а также некоторые схемотехнические нюансы.

Будет интересно➡  Обзор платы arduino uno для Arduino

Arduino Nano имеет 8 аналоговых входов, они могут использоваться как цифровой выход, 14 цифровых из которых 6 могут работать как широтно-импульсный модулятор (ШИМ), еще два задействованы под I2C и 3 под SPI.

В противоположном конце платы от разъёма микро-юсб расположена колодка Arudino ICSP для прошивки микроконтроллера.

ШИМ выходы и транзисторы помогут вам: регулировать обороты двигателя, яркость светодиодов, мощность нагревателей и многое другое. А аналоговые входы позволят читать значения с аналоговых датчиков, таких как:

  • фоторезисторы;
  • терморезисторы;
  • термопары;
  • измерители влажности;
  • датчики давления и другие.

Выходы Digital 2 и 3 могут быть использованы для внешних прерываний. Это такие сигналы, которые сообщают микроконтроллеру о каком-либо важном событии. По этим сигналам вызывается программа обработки прерывания и выполняются необходимые действия, например, выход из режима энергосбережения и выполнение вычислений.

На базе платы Nano получится отличный миниатюрный программатор Arduino ISP, для прошивки целого ряда контроллеров.

Питание модуля

Arduino Nano может работать с разных источников питания, его можно подключить как через  Mini-B USB компьютера, или от обычного нерегулируемого 6-20 вольт (pin 30), или регулируемого 5 вольт (pin 27). Плата автоматически выберет питание с самым высоким напряжением.

  1. Через mini-USB или microUSB при подключении к компьютеру;
  2. Через внешний источник питания, напряжение 6-20В.

Внешнее питание стабилизируется благодаря LM1117IMPX-5.0 с напряжением 5В. Когда подключение происходит через USB используется диод Шоттки.

Описание пинов и распиновка платы Arduino Nano

 

На рисунке указаны номера и назначения выводов Arduino Nano (вид со стороны, на которой расположен микроконтроллер Atmega328):

Arduino-Nano-Pins

Arduino Nano V2.2 - распиновка
Arduino Nano V3.x - Описание пинов (Распиновка)

Каждый из 14 цифровых выводов Nano, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

  • Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины FTDI USB-to-TTL.
  • Внешнее прерывание: 2 и 3. Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt().
  • ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino.
  • LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.

На платформе Nano установлены 8 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством функции analogReference(). Некоторые выводы имеют дополнительные функции:

  • I2C: A4 (SDA) и A5 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI). Для создания используется библиотека Wire.
Будет интересно➡  Arduino IDE скачать, установить, настроить и пользоваться

Дополнительная пара выводов платформы:

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().
  • Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Расшифровка цвета

 

– серый цвет – физический пин микроконтроллера Atmega328;

– светло серый цвет (PD0, PD1 и т.д.) – номер порта микроконтроллера, который доступен из программ на ассемблере;

– зеленый цвет (ADC0 и т.д.) – номера аналогивых выводов;

– голубой цвет – пины портов UART и SPI.

Назначение и обозначения выводов

 

USB – USB-порт, предназначенный для подключения ардуины к компьютеру через USB-кабель (нужен Mini-B USB разъем).

VIN – сюда может подается питание от внешнего источника питания на 7-12 В (блок питания покупается отдельно). Напряжение будет подаваться на стабилизатор и понижаться до 5 В. Поэтому оптимально подавать на этот пин около 9 В.

5V – через этот пин также можно запитывать плату от источника питания на 5 вольт, однако напряжение должно быть более-менее стабильным, поскольку оно подается непосредственно на микроконтроллер (стабилизатор не задействован), и поэтому высокое напряжение может убить основной микроконтроллер.

3.3V – на этом пине будет висеть напряжение 3.3 В, которое формируется от внутреннего стабилизатора платы. Этот пин нужен для подключения некоторых внешних устройств, которым для работы требуется 3.3 В – обычно это всякие ЖК-дисплеи. Однако максимальный ток вывода при этом не должны превышать 50 мА.

GND – земля (Ground Pin).

AREF – опорное напряжение для аналоговых входов. Используется по необходимости (настраивается с помощью analogReference()).

IOREF – позволяет узнать рабочее напряжение микроконтроллера. Используется редка. На китайских платах отсутствует вовсе.

Reset – выполняет сброс микроконтроллера, подать низкий уровень на этот вход.

SDA, SCL – пины интерфейса TWI/I2C.

D0…D13 – цифровые входы/выходы. На вывод D13 висит встроенный светодиод, который загорается, если на вывод D13 подан уровень HIGH.

0 (RX), 1 (TX) – выводы порта UART (последовательный порт Serial).

A1…A5 – аналоговые входы (могут использоваться и в качестве цифровых).

Внешний вид платы Arduino Nano с подписанными выводами

 

Внешний-вид-платы-Arduino-Nano

Здесь:

RX+TX LEDs – светодиоды – моргают, когда передаются данные через последовательный порт Serial UART (пины RX и TX).

Reset Button – кнопка для перезапуска микроконтроллера;

(остальные обозначения смотри выше)

FTDI USB chip – микросхема FTDI FT323RL, которая используется для связи ардуины с компьютером через USB-кабель. Со стороны ардуины это serial-интерфейс. На компьютер этот интерфейс будет доступен в виде виртуального COM-порта (должны быть установлены драйвера для чипа FTDI – обычно входят в состав IDE Arduino).

Будет интересно➡  Что такое arduino nano: особенности и область применения

Схематически это выглядит так:

Распиновка-платы-Arduino-Nano

Номер пина, имя, тип и описание выводов:

Таблица-Распиновка-платы-Arduino-Nano

Распиновка микроконтроллера Atmega328

 

Иногда полезно иметь под рукой и схему самого микроконтроллера, который стоит на борту плат ардуино Uno и Nano. Вот его распиновка:

Atmega328-Pins
Купить сейчас

Питание Arduino Nano

Arduino Nano может получать питание через подключение Mini-B USB, или от нерегулируемого 6-20 В (вывод 30), или регулируемого 5 В (вывод 27), внешнего источника питания. Автоматически выбирается источник с самым высоким напряжением.

Микросхема FTDI FT232RL (или CH340G) получает питание, только если сама платформа запитана от USB. Таким образом при работе от внешнего источника (не USB), будет отсутствовать напряжение 3.3 В, генерируемое микросхемой FTDI FT232RL (или CH340G), при этом светодиоды RX и TX мигаю только при наличие сигнала высокого уровня на выводах 0 и 1.

Установка драйверов

В Windows драйверы будут установлены автоматически, при подключении платы, если вы использовали установщик. Если вы загрузили и распаковали Zip архив или по какой-то причине плата неправильно распознана, выполните приведенную ниже процедуру.

  • Нажмите на меню «Пуск» и откройте панель управления.
  • Перейдите в раздел «Система и безопасность» (System and Security). Затем нажмите «Система» (System). Затем откройте диспетчер устройств (Device manager).
  • Посмотрите под Порты (COM и LPT) (Ports (COM & LPT)). Вы должны увидеть открытый порт с именем «FT232R USB UART». Если раздел COM и LPT отсутствует, просмотрите раздел «Другие устройства», «Неизвестное устройство».
  • Щелкните правой кнопкой мыши по порту FT232R USB UART и выберите опцию «Обновить драйверы…».
  • Затем выберите опцию «Выполнить поиск драйверов на этом компьютере».
  • Наконец, найдите каталог FTDI USB Drivers, который находится в папке «Drivers» программы Arduino.
  • После этого Windows завершит установку драйвера.

Выбор платы и порта

Откройте Arduino IDE. Из меню Tools>Board выбирается Arduino Nano.

Arduino Nano V3.0 - выбор устройства
Выберите микроконтроллер, на базе которого сделана ваша плата. Для Arduino Nano V3.x — это ATmega328P, а для Arduino Nano V2.x — ATmega128.

Arduino Nano V3.0 - выбор микроконтроллера

Выберите последовательный порт платы в меню Tools>Port. Скорее всего, это COM3 или выше (в моём случае — это COM5).

Arduino Nano V3.0 - выбор COM порта
Если у вас модель Arduino Nano CH340G, то лучше использовать программатор Arduino as ISP.

Arduino Nano V3.0 - выбор программатора

Где купить Arduino Nano?

Мы рекомендуем покупать платформы Arduino только у проверенных поставщиков, в качестве продукции которых нет сомнений.
Вольтик.ру – интернет-магазин, заработавший репутацию, благодаря высокому качеству товара, низким ценам и гибким условиям доставки и оплаты. Магазин доставляет во все города России и страны СНГ, а также дает гарантию 1 год на все платформы.

Arduino Nano

[spoiler title=”Источники”]

  • https://ArduinoPlus.ru/arduino-nano/
  • http://arduino.zl3p.com/infa/pins_nano
  • https://micro-pi.ru/arduino-nano-v3-0-%D0%BE%D0%B1%D0%B7%D0%BE%D1%80-%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B0/
  • http://arduino-nano.ru/

[/spoiler]

Предыдущая
ArduinoЧто такое ide arduino: характеристики и применение на практике
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять