Introduction à Arduino Nano

Salut les amis ! J’espère que vous allez bien. Aujourd’hui, je vais vous donner une introduction détaillée à Arduino Nano. C’est une carte microcontrôleur développée par Arduino.cc et basée sur Atmega328p / Atmega168.

Les cartes Arduino sont largement utilisées dans la robotique, les systèmes embarqués et les projets électroniques où l’automatisation est une partie essentielle du système. Ces cartes ont été introduites pour les étudiants et les personnes qui viennent avec aucune formation technique.

Tout type de soutien et d’aide est facilement disponible par la communauté Arduino qui est trop facile à approcher et vous libère de la dépendance des autres qui peuvent vous coûter un tas de dollars. J’ai également conçu ce tutoriel vidéo sur les bases de l’Arduino Nano:

Dans le tutoriel d’aujourd’hui, je vais essayer de discuter de chacun et de tout ce qui est lié à l’Arduino Nano, c’est-à-dire ses principales caractéristiques, le Pinout, le fonctionnement, les applications, etc. Alors, commençons :

• Si vous envisagez d’apprendre la programmation de l’Arduino Nano, alors vous devez jeter un coup d’œil à Introduction à l’IDE Arduino.

Introduction à l’Arduino Nano

• L’Arduino Nano est un petit, compatible, flexible et adaptée au breadboard, développée par Arduino.cc en Italie, basé sur ATmega328p ( Arduino Nano V3.x) / Atmega168 ( Arduino Nano V3.x).
• Il est livré avec exactement la même fonctionnalité que dans Arduino UNO mais tout à fait en petite taille.
• Il est livré avec une tension de fonctionnement de 5V, cependant, la tension d’entrée peut varier de 7 à 12V.
• Le brochage de l’Arduino Nano contient 14 broches numériques, 8 broches analogiques, 2 broches de réinitialisation &6 broches d’alimentation.
• Chacune de ces broches numériques &analogiques est affectée à de multiples fonctions, mais leur fonction principale est d’être configurée comme entrée ou sortie.
• Elles sont agies comme des broches d’entrée lorsqu’elles sont interfacées avec des capteurs, mais si vous pilotez une certaine charge, alors utilisez-les comme sortie.
• Des fonctions comme pinMode() et digitalWrite() sont utilisées pour contrôler les opérations des broches numériques tandis que analogRead() est utilisé pour contrôler les broches analogiques.
• Les broches analogiques viennent avec une résolution totale de 10bits qui mesurent la valeur de zéro à 5V.
• Arduino Nano est livré avec un oscillateur à cristal de fréquence 16 MHz. Il est utilisé pour produire une horloge de fréquence précise en utilisant une tension constante.
• Il y a une limitation en utilisant Arduino Nano c’est-à-dire qu’il n’est pas livré avec une prise d’alimentation DC, ce qui signifie que vous ne pouvez pas fournir une source d’alimentation externe à travers une batterie.
• Cette carte n’utilise pas l’USB standard pour la connexion avec un ordinateur, au lieu de cela, il est livré avec un support Mini USB.
• La taille minuscule et la nature conviviale de la planche à pain font de ce dispositif un choix idéal pour la plupart des applications où une taille des composants électroniques est une grande préoccupation.
• La mémoire flash est de 16KB ou 32KB que tout dépend de la carte Atmega c’est-à-dire Atmega168 est livré avec 16KB de mémoire flash tandis que Atmega328 est livré avec une mémoire flash de 32KB. La mémoire flash est utilisée pour stocker du code. Les 2KB de mémoire sur la mémoire flash totale sont utilisés pour un bootloader.
• Vous pouvez télécharger la fiche technique de l’Arduino Nano en cliquant sur le bouton ci-dessous :

• La SRAM peut varier de 1KB ou 2KB et l’EEPROM est de 512 octets ou 1KB pour l’Atmega168 et l’Atmega328 respectivement.
• Cette carte est assez similaire aux autres cartes Arduino disponibles sur le marché, mais la petite taille fait que cette carte se distingue des autres.
• La figure suivante montre les spécifications de la carte Arduino Nano.

• Elle est programmée à l’aide de l’Arduino IDE qui est un environnement de développement intégré qui fonctionne à la fois hors ligne et en ligne.
• Aucune disposition préalable n’est requise pour faire fonctionner la carte. Tout ce dont vous avez besoin est la carte, le câble mini USB et le logiciel Arduino IDE installé sur l’ordinateur. Le câble USB est utilisé pour transférer le programme de l’ordinateur à la carte.
• Aucun graveur séparé n’est nécessaire pour compiler et graver le programme car cette carte est livrée avec un chargeur de démarrage intégré.

Arduino Nano Pinout

La figure suivante montre le brochage de la carte Arduino Nano.

• Chaque broche de la carte Nano vient avec une fonction spécifique qui lui est associée.
• Nous pouvons voir les broches analogiques qui peuvent être utilisées comme un convertisseur analogique-numérique où les broches A4 et A5 peuvent également être utilisées pour la communication I2C. De même, il y a 14 broches numériques, parmi lesquelles 6 broches sont utilisées pour générer le PWM.

Description des broches

Vin. C’est la tension d’alimentation d’entrée de la carte lors de l’utilisation d’une source d’alimentation externe de 7 à 12 V.

5V. C’est une tension d’alimentation régulée de la carte qui est utilisée pour alimenter le contrôleur et les autres composants placés sur la carte.

3,3V. C’est une tension minimale générée par le régulateur de tension de la carte.

GND. Ce sont les broches de masse sur la carte. Il existe plusieurs broches de masse sur la carte qui peuvent être interfacées en conséquence lorsque plus d’une broche de masse est nécessaire.

Reset. La broche de réinitialisation est ajoutée sur la carte qui réinitialise la carte. Elle est très utile lorsque le programme en cours d’exécution devient trop complexe et raccroche la carte. Une valeur basse sur la broche de réinitialisation réinitialisera le contrôleur.

Pins analogiques. Il y a 8 broches analogiques sur la carte marquées comme A0 – A7. Ces broches sont utilisées pour mesurer la tension analogique allant de 0 à 5V.

Rx, Tx. Ces broches sont utilisées pour la communication série où Tx représente la transmission de données tandis que Rx représente le récepteur de données.

13. Cette broche est utilisée pour allumer la LED intégrée.

AREF. Cette broche est utilisée comme tension de référence pour la tension d’entrée.

PWM. Six broches 3,5,6,9,10, 11 peuvent être utilisées pour fournir une sortie PWM (Pulse Width Modulation) à 8 points. C’est une méthode utilisée pour obtenir des résultats analogiques avec des sources numériques.

SPI. Quatre broches 10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK) sont utilisées pour le SPI (Serial Peripheral Interface). SPI est un bus d’interface et principalement utilisé pour transférer des données entre les microcontrôleurs et d’autres périphériques comme les capteurs, les registres et la carte SD.

Interruptions externes. Les broches 2 et 3 sont utilisées comme interruptions externes qui sont utilisées en cas d’urgence lorsque nous devons arrêter le programme principal et appeler des instructions importantes à ce moment-là. Le programme principal reprend une fois l’instruction d’interruption appelée et exécutée.

I2C. La communication I2C est développée en utilisant les broches A4 et A5 où A4 représente la ligne de données série (SDA) qui transporte les données et A5 représente la ligne d’horloge série (SCL) qui est un signal d’horloge, généré par le dispositif maître, utilisé pour la synchronisation des données entre les dispositifs sur un bus I2C.

Communication et programmation

• Le dispositif Nano est livré avec une capacité à établir une communication avec d’autres contrôleurs et ordinateurs. La communication série est effectuée par les broches numériques comme la broche 0 (Rx) et la broche 1 (Tx) où Rx est utilisé pour recevoir des données et Tx est utilisé pour la transmission de données. Le moniteur série est ajouté sur le logiciel Arduino qui est utilisé pour transmettre des données textuelles vers ou depuis la carte. Les pilotes FTDI sont également inclus dans le logiciel qui se comportent comme un port com virtuel au logiciel.
• Les broches Tx et Rx sont accompagnées d’une LED qui clignote lorsque les données sont transmises entre FTDI et la connexion USB à l’ordinateur.
• La bibliothèque série du logiciel Arduino est utilisée pour effectuer une communication série entre la carte et l’ordinateur.
• En dehors de la communication série, la carte Nano supporte également la communication I2C et SPI. On accède à la bibliothèque Wire à l’intérieur du logiciel Arduino pour utiliser le bus I2C.
• L’Arduino Nano est programmé par le logiciel Arduino appelé IDE qui est un logiciel commun utilisé pour presque tous les types de carte disponibles. Il suffit de télécharger le logiciel et de sélectionner la carte que vous utilisez. Il y a deux options pour programmer le contrôleur c’est-à-dire soit par le bootloader qui est ajouté dans le logiciel qui vous libère de l’utilisation d’un graveur externe pour compiler et graver le programme dans le contrôleur et une autre option est en utilisant ICSP (In-circuit serial programming header).
• Le logiciel de la carte Arduino est également compatible avec Windows, Linux ou MAC, cependant, Windows sont préférés à utiliser.

Comment réinitialiser la carte Arduino Nano ?

Il existe deux façons de réinitialiser la carte c’est-à-dire électroniquement ou par programmation.

Pour réinitialiser la carte électroniquement, vous devez connecter la broche de réinitialisation de la carte avec l’une des broches numériques du contrôleur. N’oubliez pas d’ajouter une résistance de 1K ou 2K Ohm en établissant cette connexion. Maintenant, utilisez la broche numérique comme une sortie et maintenez-la HAUTE avant la réinitialisation. Une fois que la réinitialisation est requise, mettez cette broche numérique à BAS. Cette méthode est très utile car elle envoie un signal de réinitialisation matérielle au contrôleur une fois que la broche numérique est placée sur BAS. Vous pouvez utiliser le programme suivant pour réinitialiser le contrôleur électroniquement.

Une fois que vous téléchargez le programme, ouvrez votre Arduino Serial Monitor qui montre la sortie comme suit.

Une autre méthode que nous pouvons utiliser pour réinitialiser la carte est par logiciel seulement sans utiliser aucune broche matérielle. La carte Nano est livrée avec une fonction intégrée connue sous le nom de resetFunc(). La carte se réinitialise automatiquement lorsque nous définissons cette fonction et que nous l’appelons. Sans utiliser aucune broche matérielle, vous pouvez télécharger le programme suivant pour réinitialiser la carte de manière programmatique.

En ouvrant le terminal série Arduino, vous obtiendrez la sortie ci-dessous.

Cependant, cette méthode vient avec certaines limitations. Une fois que la carte est connectée à l’ordinateur, la carte sera réinitialisée chaque fois que la connexion est posée entre la carte et l’ordinateur. Donc, il est préférable de réinitialiser le contrôleur électroniquement en utilisant une broche numérique.

Différence entre Arduino Uno et Arduino Nano

• Les deux Arduino Uno et Arduino Nano viennent avec la même fonctionnalité avec peu de différence en termes de disposition du PCB, de taille et de facteur de forme.
• Arduino Uno est une carte microcontrôleur basée sur Atmega328 et est livré avec 14 broches d’E/S numériques dont 6 sont PWM. Il y a 6 broches analogiques incorporées sur la carte. Cette carte est livrée avec tout ce qui est nécessaire pour supporter le microcontrôleur comme une connexion USB, une prise d’alimentation, un oscillateur 16MHz, un bouton de réinitialisation et un connecteur ICSP. Vous n’avez pas besoin de périphérique supplémentaire avec la carte pour la faire fonctionner pour l’automatisation.
• C’est un dispositif complet prêt à l’emploi qui ne nécessite aucune compétence technique préalable pour avoir une expérience pratique avec lui. Vous pouvez l’alimenter en utilisant la prise d’alimentation CC, la batterie ou simplement le brancher à l’ordinateur en utilisant un câble USB pour commencer.
• L’Arduino Nano est petit et compact par rapport à l’Arduino Uno. Il manque la prise d’alimentation en courant continu et est livré avec un support Mini USB au lieu d’un USB ordinaire. En outre, la carte Nano est livrée avec deux broches analogiques supplémentaires, soit 8 broches par rapport aux 6 broches analogiques de la carte Uno. La carte Nano est breadboard friendly alors que la carte Uno n’a pas cette propriété.
• Cependant, les deux dispositifs fonctionnent à 5V, viennent avec un courant nominal de 40mA, et 16MHz de la fréquence d’horloge.

Applications

Arduino Nano est un dispositif très utile qui vient avec une large gamme d’applications et couvre moins d’espace par rapport aux autres cartes Arduino. La nature conviviale de la planche à pain le distingue des autres cartes. Voici les principales applications de la carte.

• Détecteur de métaux Arduino
• Real-Time Face Detection
• Medical Instruments
• Industrial Automation
• Android Applications
• GSM Based Projects
• Embedded Systems
• Automation and Robotics
• Home Automation and Defense Systems
• Virtual Reality Applications

C’est tout pour aujourd’hui. J’espère que vous avez eu une idée claire sur le Nano board. Cependant, si vous êtes encore sceptique ou si vous avez des questions, vous pouvez me contacter dans la section des commentaires ci-dessous. Je serai ravi de vous aider au mieux de mes connaissances et de mon expertise. N’hésitez pas à nous tenir à jour avec vos précieux commentaires et suggestions, ils nous aident à vous fournir un travail de qualité qui résonne avec vos exigences et vous permet de revenir pour ce que nous avons à offrir. Merci d’avoir lu l’article.