Introdução ao Arduino Nano

Hi Amigos! Espero que estejam a ir bem. Hoje, vou dar-vos uma introdução detalhada ao Arduino Nano. É uma placa Microcontroller desenvolvida pela Arduino.cc e baseada em Atmega328p / Atmega168.

Arduino placas são amplamente utilizadas em robótica, sistemas embarcados e projetos eletrônicos onde a automação é uma parte essencial do sistema. Estas placas foram introduzidas para os estudantes e pessoas que vêm sem formação técnica.

Um tipo de apoio e ajuda é prontamente disponível pela comunidade Arduino que é muito fácil de abordar e liberta-o de depender de outros que podem lhe custar um monte de dólares. Eu também criei este tutorial em vídeo sobre o básico do Arduino Nano:

No tutorial de hoje, vou tentar discutir cada um e tudo relacionado ao Arduino Nano, ou seja, suas principais características, Pinout, funcionamento, aplicações, etc. Então, vamos começar:

• Se você está planejando aprender Programação do Arduino Nano, então você deve dar uma olhada na Introdução ao Arduino IDE.

Introdução ao Arduino Nano

• Arduino Nano é um pequeno, compatível, flexível e amiga do pão, desenvolvida pela Arduino.cc na Itália, baseada em ATmega328p ( Arduino Nano V3.x) / Atmega168 ( Arduino Nano V3.x).
• Vem com exactamente a mesma funcionalidade que no Arduino UNO mas em tamanho pequeno.
• Vem com uma tensão de funcionamento de 5V, no entanto, a tensão de entrada pode variar de 7 a 12V.
• O Arduino Nano Pinout contém 14 pinos digitais, 8 pinos analógicos, 2 pinos de reposição & 6 pinos de potência.
• Cada um destes pinos digitais & Os pinos analógicos são atribuídos com múltiplas funções mas a sua função principal é ser configurado como entrada ou saída.
• Agirem como pinos de entrada quando estão em interface com sensores, mas se estiver a conduzir alguma carga então utilize-os como saída.
• Funções como pinMode() e digitalWrite() são usadas para controlar as operações dos pinos digitais enquanto que analogRead() é usado para controlar os pinos analógicos.
• Os pinos analógicos vêm com uma resolução total de 10bits que medem o valor de zero a 5V.
• Arduino Nano vem com um oscilador de cristal de freqüência 16 MHz. Ele é usado para produzir um relógio de frequência precisa usando voltagem constante.
• Existe uma limitação usando o Arduino Nano, ou seja, ele não vem com entrada de alimentação DC, o que significa que você não pode fornecer energia externa através de uma bateria.
• Esta placa não usa USB padrão para conexão com um computador, em vez disso, ele vem com suporte a Mini USB.
• O tamanho minúsculo e a natureza amigável da placa tornam este dispositivo uma escolha ideal para a maioria das aplicações onde o tamanho dos componentes eletrônicos são de grande preocupação.
• A memória flash é de 16KB ou 32KB que tudo depende da placa Atmega, ou seja, Atmega168 vem com 16KB de memória flash enquanto Atmega328 vem com uma memória flash de 32KB. A memória flash é utilizada para armazenar o código. Os 2KB de memória fora da memória flash total é usada para um bootloader.
• Você pode baixar a folha de dados do Arduino Nano clicando no botão abaixo:

• A SRAM pode variar de 1KB ou 2KB e a EEPROM é de 512 bytes ou 1KB para Atmega168 e Atmega328 respectivamente.
• Esta placa é bastante semelhante a outras placas Arduino disponíveis no mercado, mas o tamanho pequeno faz com que esta placa se destaque das outras.
• A figura seguinte mostra as especificações da Arduino Nano Board.

• É programada usando o Arduino IDE que é um Ambiente de Desenvolvimento Integrado que corre tanto offline como online.
• Não são necessários arranjos prévios para correr a placa. Tudo o que você precisa é da placa, mini cabo USB e do software Arduino IDE instalado no computador. O cabo USB é usado para transferir o programa do computador para a placa.
• Não é necessário um gravador separado para compilar e gravar o programa, pois esta placa vem com um boot-loader incorporado.

Arduino Nano Pinout

A figura seguinte mostra o pinout do Arduino Nano Board.

• Cada pino na placa Nano vem com uma função específica associada a ela.
• Vemos os pinos analógicos que podem ser usados como um conversor analógico para digital onde os pinos A4 e A5 também podem ser usados para comunicação I2C. Da mesma forma, existem 14 pinos digitais, dos quais 6 pinos são usados para gerar PWM.

Pin Description

Vin. É a tensão de alimentação de entrada para a placa quando se utiliza uma fonte de alimentação externa de 7 a 12 V.

5V. É uma tensão de alimentação regulada da placa que é usada para alimentar o controlador e outros componentes colocados na placa.

3.3V. Esta é uma tensão mínima gerada pelo regulador de tensão na placa.

GND. Estes são os pinos de terra na placa. Existem vários pinos de aterramento na placa que podem ser interligados de acordo quando mais de um pino de aterramento é necessário.

Reset. O pino de reinicialização é adicionado na placa que reinicializa a placa. É muito útil quando o programa em execução é muito complexo e desliga a placa. O valor BAIXO para o pino de reset irá reiniciar o controlador.

Analog Pins. Existem 8 pinos analógicos na placa marcados como A0 – A7. Estes pinos são usados para medir a tensão analógica variando entre 0 e 5V.

Rx, Tx. Estes pinos são usados para comunicação serial onde Tx representa a transmissão de dados enquanto Rx representa o receptor de dados.

13. Este pino é usado para ligar o LED embutido.

AREF. Este pino é usado como tensão de referência para a tensão de entrada.

PWM. Seis pinos 3,5,6,9,10, 11 podem ser usados para fornecer saída PWM (Pulse Width Modulation) de 8 pinos. É um método usado para obter resultados analógicos com fontes digitais.

SPI. Quatro pinos 10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK) são usados para SPI (Serial Peripheral Interface). SPI é um barramento de interface e usado principalmente para transferir dados entre microcontroladores e outros periféricos como sensores, registros e cartões SD.

Interrupções Externas. Os pinos 2 e 3 são usados como interrupções externas que são usadas em caso de emergência quando precisamos parar o programa principal e chamar instruções importantes nesse ponto. O programa principal é reiniciado quando a instrução de interrupção é chamada e executada.

I2C. A comunicação I2C é desenvolvida usando pinos A4 e A5 onde A4 representa a linha de dados serial (SDA) que transporta os dados e A5 representa a linha de relógio serial (SCL) que é um sinal de relógio, gerado pelo dispositivo mestre, usado para sincronização de dados entre os dispositivos em um barramento I2C.

Comunicação e Programação

• O dispositivo Nano vem com a capacidade de configurar uma comunicação com outros controladores e computadores. A comunicação serial é realizada pelos pinos digitais como pino 0 (Rx) e pino 1 (Tx) onde Rx é usado para receber dados e Tx é usado para a transmissão de dados. O monitor serial é adicionado no Software Arduino que é usado para transmitir dados textuais de ou para a placa. Os drivers FTDI também estão incluídos no software que se comporta como uma porta virtual para o software.
• Os pinos Tx e Rx vêm com um LED que pisca quando os dados são transmitidos entre FTDI e conexão USB para o computador.
• Arduino Software Serial Library é usado para realizar uma comunicação serial entre a placa e o computador.
• Parte da comunicação serial a placa Nano também suporta comunicação I2C e SPI. A Wire Library dentro do Software Arduino é acessada para usar o barramento I2C.
• O Arduino Nano é programado pelo Software Arduino chamado IDE que é um software comum usado para quase todos os tipos de placas disponíveis. Basta baixar o software e selecionar a placa que você está usando. Existem duas opções para programar o controlador i.e. ou pelo bootloader que é adicionado no software que o liberta do uso de gravador externo para compilar e gravar o programa no controlador e outra opção é usando ICSP (In-circuit serial programming header).
• O software da placa Arduino é igualmente compatível com Windows, Linux ou MAC, no entanto, é preferível usar Windows.

Como reiniciar a placa Arduino Nano Board?

Existem duas formas de reiniciar a placa, ou seja, electronicamente ou programadamente.

Para reiniciar a placa electronicamente, é necessário ligar o pino de reset da placa com qualquer um dos pinos digitais no controlador. Não se esqueça de adicionar 1K ou 2K de resistência Ohm enquanto estiver a configurar esta ligação. Agora, use o pino digital como saída e mantenha-o ELEVADO antes do reset. Uma vez que o reset é necessário, ajuste este pino digital para BAIXO. Este método é muito útil porque usando-o envia um sinal de reset de hardware para o controlador uma vez que o pino digital é ajustado para BAIXO. Você pode usar o seguinte programa para reiniciar o controlador eletronicamente.

Após carregar o programa, abra o seu Arduino Serial Monitor que mostra a saída como segue.

Outro método que podemos usar para reiniciar a placa é somente por software sem usar nenhum pino de hardware. A placa Nano vem com uma função interna conhecida como resetFunc(). A placa será reinicializada automaticamente conforme definimos esta função e depois a chamamos de reset. Sem usar nenhum pino de hardware você pode carregar o seguinte programa para reiniciar a placa programmaticamente.

A medida que você abre o Terminal Serial Arduino você obterá a saída abaixo.

No entanto, este método vem com algumas limitações. Uma vez que a placa esteja ligada ao computador, a placa será reiniciada cada vez que a ligação for estabelecida entre a placa e o computador. Portanto, é preferível reiniciar o controlador eletronicamente usando um pino digital.

Diferença entre Arduino Uno e Arduino Nano

• Both Arduino Uno e Arduino Nano vêm com a mesma funcionalidade com pouca diferença em termos de layout da placa, tamanho e formato.
• Arduino Uno é uma placa microcontroladora baseada no Atmega328 e vem com 14 pinos digitais de E/S dos quais 6 são PWM. Existem 6 pinos analógicos incorporados na placa. Esta placa vem com tudo que é necessário para suportar o microcontrolador como conexão USB, tomada de alimentação, oscilador de 16MHz, botão de reset e cabeçalho ICSP. Você não precisa de periféricos extras com a placa para fazê-la funcionar para automação.
• É um dispositivo completo pronto para usar que não requer nenhuma habilidade técnica prévia para obter uma experiência prática com ele. Você pode alimentá-lo usando uma tomada DC, bateria ou simplesmente conectá-lo ao computador usando um cabo USB para começar.
• Arduino Nano é pequeno e compacto em comparação com o Arduino Uno. Falta-lhe a tomada de alimentação DC e vem com suporte Mini USB em vez do USB normal. Além disso, a placa Nano vem com dois pinos analógicos extras, ou seja, 8 pinos em comparação com os 6 pinos analógicos da placa Uno. A placa Nano é amiga da placa de pão enquanto que a placa Uno carece desta propriedade.
• No entanto, ambos os dispositivos funcionam a 5V, vêm com uma corrente nominal de 40mA, e 16MHz da frequência do relógio.

Aplicações

Arduino Nano é um dispositivo muito útil que vem com uma vasta gama de aplicações e cobre menos espaço em comparação com outras placas Arduino. A sua natureza amiga do pão faz com que se destaque das outras placas. Seguem-se as principais aplicações da tábua.

• Arduino Metal Detector
• Real-Detecção de tempo facial
• Instrumentos médicos
• Automação industrial
• Aplicações andróides
• Projetos baseados em GSM
• Sistemas embutidos

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• Automação e robótica
• Sistemas domésticos de automação e defesa

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• Aplicações de realidade virtual

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É tudo por hoje. Espero que você tenha uma idéia clara sobre a prancha Nano. No entanto, se você ainda se sentir cético ou tiver alguma dúvida, você pode me abordar na seção de comentários abaixo. Eu adoraria ajudá-los de acordo com o melhor do meu conhecimento e experiência. Sinta-se à vontade para nos manter atualizados com seus valiosos comentários e sugestões, eles nos ajudam a fornecer um trabalho de qualidade que repercute nas suas necessidades e permite que você continue voltando para o que temos a oferecer. Obrigado por ler o artigo.