Introducere la Arduino Nano

Bună prieteni! Sper că vă simțiți bine. Astăzi, am de gând să vă ofer o introducere detaliată în Arduino Nano. Este o placă de microcontroler dezvoltată de Arduino.cc și bazată pe Atmega328p / Atmega168.

Placile Arduino sunt utilizate pe scară largă în robotică, sisteme încorporate și proiecte electronice în care automatizarea este o parte esențială a sistemului. Aceste plăci au fost introduse pentru studenții și persoanele care vin fără cunoștințe tehnice.

Cel mai ușor de abordat este orice fel de suport și ajutor disponibil de către comunitatea Arduino, care este prea ușor de abordat și vă eliberează de a depinde de alții care vă pot costa o grămadă de dolari. Am proiectat, de asemenea, acest tutorial video despre bazele Arduino Nano:

În tutorialul de astăzi, voi încerca să discut fiecare și totul legat de Arduino Nano, adică principalele sale caracteristici, Pinout, funcționare, aplicații etc. Așa că haideți să începem:

• Dacă intenționați să învățați programarea Arduino Nano, atunci trebuie să aruncați o privire la Introducere în Arduino IDE.

Introducere la Arduino Nano

• Arduino Nano este un mic, compatibilă, flexibilă și prietenoasă cu placa de microcontroler breadboard, dezvoltată de Arduino.cc în Italia, bazată pe ATmega328p ( Arduino Nano V3.x) / Atmega168 ( Arduino Nano V3.x).
• Vine cu exact aceeași funcționalitate ca și în Arduino UNO, dar destul de mică.
• Vine cu o tensiune de funcționare de 5V, cu toate acestea, tensiunea de intrare poate varia de la 7 la 12V.
• Arduino Nano Pinout conține 14 pini digitali, 8 pini analogici, 2 pini de resetare & 6 pini de alimentare.
• Care dintre acești pini digitali & analogici sunt atribuiți cu mai multe funcții, dar funcția lor principală este de a fi configurați ca intrare sau ieșire.
• Ei sunt acționați ca pini de intrare atunci când sunt interfațați cu senzori, dar dacă conduceți o anumită sarcină, atunci folosiți-i ca ieșire.
• Funcții precum pinMode() și digitalWrite() sunt folosite pentru a controla operațiunile pinilor digitali în timp ce analogRead() este folosit pentru a controla pinii analogici.
• Pinii analogici vin cu o rezoluție totală de 10 biți care măsoară valoarea de la zero la 5V.
• Arduino Nano vine cu un oscilator cu cristal cu frecvența de 16 MHz. Acesta este folosit pentru a produce un ceas de frecvență precisă folosind o tensiune constantă.
• Există o limitare în utilizarea lui Arduino Nano și anume, nu vine cu mufă de alimentare DC, ceea ce înseamnă că nu puteți alimenta o sursă de alimentare externă prin intermediul unei baterii.
• Această placă nu folosește USB standard pentru conectarea cu un computer, în schimb, vine cu suport Mini USB.
• Dimensiunile mici și natura prietenoasă cu breadboard-ul fac din acest dispozitiv o alegere ideală pentru majoritatea aplicațiilor în care o dimensiune a componentelor electronice este o mare preocupare.
• Memoria flash este de 16KB sau 32KB care totul depinde de placa Atmega adică Atmega168 vine cu 16KB de memorie flash în timp ce Atmega328 vine cu o memorie flash de 32KB. Memoria flash este utilizată pentru stocarea codului. Cei 2KB de memorie din totalul memoriei flash sunt utilizați pentru un bootloader.
• Puteți descărca fișa tehnică Arduino Nano făcând clic pe butonul de mai jos:

• SRAM poate varia de la 1KB sau 2KB și EEPROM este de 512 bytes sau 1KB pentru Atmega168 și respectiv Atmega328.
• Această placă este destul de asemănătoare cu alte plăci Arduino disponibile pe piață, dar dimensiunile mici fac ca această placă să iasă în evidență față de altele.
• Următoarea figură prezintă specificațiile plăcii Arduino Nano.

• Este programată folosind Arduino IDE care este un mediu de dezvoltare integrat care rulează atât offline cât și online.
• Nu sunt necesare aranjamente prealabile pentru a rula placa. Tot ce aveți nevoie este placa, un cablu mini USB și software-ul Arduino IDE instalat pe computer. Cablul USB este utilizat pentru a transfera programul de pe calculator pe placă.
• Nu este nevoie de un inscriptor separat pentru a compila și inscripționa programul, deoarece această placă vine cu un încărcător de boot încorporat.

Arduino Nano Pinout

Următoarea figură prezintă pinout-ul plăcii Arduino Nano.

• Care pin de pe placa Nano vine cu o funcție specifică asociată cu acesta.
• Puteți vedea pinii analogici care pot fi utilizați ca un convertor analogic-digital, unde pinii A4 și A5 pot fi, de asemenea, utilizați pentru comunicarea I2C. În mod similar, există 14 pini digitali, din care 6 pini sunt utilizați pentru generarea PWM.

Descriere pin

Vin. Este tensiunea de alimentare de intrare a plăcii atunci când se utilizează o sursă de alimentare externă de 7 până la 12 V.

5V. Este o tensiune de alimentare reglementată a plăcii care este utilizată pentru a alimenta controlerul și alte componente plasate pe placă.

3,3V. Aceasta este o tensiune minimă generată de regulatorul de tensiune de pe placă.

GND. Aceștia sunt pinii de masă de pe placă. Există mai mulți pini de masă pe placă care pot fi interfațați în mod corespunzător atunci când sunt necesari mai mulți pini de masă.

Reset. Pinul de resetare este adăugat pe placă care resetează placa. Este foarte util atunci când rularea programului devine prea complexă și blochează placa. Valoarea LOW la pinul de resetare va reseta controlerul.

Pini analogici. Există 8 pini analogici pe placă marcați ca A0 – A7. Acești pini sunt folosiți pentru a măsura tensiunea analogică variind între 0 și 5V.

Rx, Tx. Acești pini sunt utilizați pentru comunicarea serială, unde Tx reprezintă transmiterea datelor, în timp ce Rx reprezintă receptorul de date.

13. Acest pin este utilizat pentru a porni LED-ul încorporat.

AREF. Acest pin este utilizat ca tensiune de referință pentru tensiunea de intrare.

PWM. Șase pini 3,5,6,9,10, 11 pot fi utilizați pentru a furniza o ieșire PWM (Pulse Width Modulation) cu 8 pini. Este o metodă utilizată pentru a obține rezultate analogice cu surse digitale.

SPI. Cei patru pini 10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK) sunt utilizați pentru SPI (Serial Peripheral Interface). SPI este o magistrală de interfață și este folosită în principal pentru a transfera date între microcontrolere și alte periferice precum senzori, registre și card SD.

Interruperi externe. Pinii 2 și 3 sunt folosiți ca întreruperi externe care sunt utilizate în caz de urgență, când trebuie să oprim programul principal și să apelăm instrucțiuni importante în acel moment. Programul principal se reia odată ce instrucțiunea de întrerupere este apelată și executată.

I2C. Comunicarea I2C este dezvoltată cu ajutorul pinilor A4 și A5, unde A4 reprezintă linia de date seriale (SDA) care transportă datele, iar A5 reprezintă linia de ceas serial (SCL) care este un semnal de ceas, generat de dispozitivul master, utilizat pentru sincronizarea datelor între dispozitivele de pe un bus I2C.

Comunicare și programare

• Dispozitivul Nano vine cu o capacitate de a stabili o comunicare cu alte controlere și calculatoare. Comunicarea serială se realizează prin intermediul pinilor digitali, cum ar fi pinul 0 (Rx) și pinul 1 (Tx), unde Rx este utilizat pentru primirea de date, iar Tx este utilizat pentru transmiterea de date. Monitorul serial este adăugat în software-ul Arduino, care este utilizat pentru a transmite date textuale către sau de la placă. Driverele FTDI sunt, de asemenea, incluse în software, care se comportă ca un port com virtual pentru software.
• Pinii Tx și Rx sunt prevăzuți cu un LED care clipește pe măsură ce datele sunt transmise între FTDI și conexiunea USB la computer.
• Arduino Software Serial Library este utilizat pentru realizarea unei comunicări seriale între placă și computer.
• Pe lângă comunicarea serială, placa Nano suportă și comunicarea I2C și SPI. Biblioteca Wire din cadrul software-ului Arduino este accesată pentru a utiliza magistrala I2C.
• Arduino Nano este programată de software-ul Arduino numit IDE, care este un software comun utilizat pentru aproape toate tipurile de plăci disponibile. Pur și simplu descărcați software-ul și selectați placa pe care o utilizați. Există două opțiuni pentru a programa controlerul, și anume fie prin bootloaderul care este adăugat în software, care vă eliberează de utilizarea unui arzător extern pentru a compila și inscripționa programul în controler, iar o altă opțiune este utilizarea ICSP (In-circuit serial programming header).
• Software-ul plăcii Arduino este la fel de compatibil cu Windows, Linux sau MAC, însă este de preferat să se utilizeze Windows.

Cum se resetează placa Arduino Nano?

Există două moduri de resetare a plăcii, și anume electronic sau programatic.

Pentru a reseta placa electronic, trebuie să conectați pinul de resetare al plăcii cu oricare dintre pinii digitali de pe controler. Nu uitați să adăugați o rezistență de 1K sau 2K Ohm în timpul stabilirii acestei conexiuni. Acum, utilizați pinul digital ca o ieșire și mențineți-l la nivel înalt înainte de resetare. Odată ce este necesară resetarea, setați acest pin digital la LOW. Această metodă este foarte utilă deoarece utilizarea ei trimite un semnal de resetare hardware către controler odată ce pinul digital este setat la LOW. Puteți utiliza următorul program pentru a reseta electronic controlerul.

După ce ați încărcat programul, deschideți Arduino Serial Monitor care afișează ieșirea după cum urmează.

O altă metodă pe care o putem utiliza pentru a reseta placa este doar prin software, fără a utiliza niciun pin hardware. Placa Nano vine cu o funcție încorporată cunoscută sub numele de resetFunc(). Placa se va reseta automat pe măsură ce definim această funcție și apoi o apelăm. Fără a utiliza niciun pin hardware puteți încărca următorul program pentru a reseta placa în mod programatic.

Cum deschideți Arduino Serial Terminal veți obține ieșirea de mai jos.

Cu toate acestea, această metodă vine cu unele limitări. Odată ce placa este conectată la computer, placa va fi resetată de fiecare dată când se stabilește conexiunea între placă și computer. Așadar, este preferabilă resetarea electronică a controlerului folosind un pin digital.

Diferența dintre Arduino Uno și Arduino Nano

• Atât Arduino Uno, cât și Arduino Nano vin cu aceeași funcționalitate, cu mici diferențe în ceea ce privește dispunerea PCB, dimensiunea și factorul de formă.
• Arduino Uno este o placă de microcontroler bazată pe Atmega328 și vine cu 14 pini I/O digitali, dintre care 6 sunt PWM. Există 6 pini analogici încorporați pe placă. Această placă vine cu tot ce este necesar pentru a susține microcontrolerul, cum ar fi conexiune USB, mufă de alimentare, oscilator de 16MHz, buton de resetare și antet ICSP. Nu aveți nevoie de periferice suplimentare cu placa pentru a o face să funcționeze pentru automatizare.
• Este un dispozitiv complet gata de utilizare care nu necesită abilități tehnice anterioare pentru a obține o experiență practică cu acesta. Îl puteți alimenta cu ajutorul mufei de alimentare DC, a bateriei sau pur și simplu conectați-l la computer folosind un cablu USB pentru a începe.
• Arduino Nano este mic și compact în comparație cu Arduino Uno. Îi lipsește mufa de alimentare DC și vine cu suport Mini USB în loc de USB obișnuit. De asemenea, placa Nano vine cu doi pini analogici în plus, adică 8 pini în comparație cu cei 6 pini analogici din placa Uno. Placa Nano este prietenoasă cu breadboard-ul în timp ce placa Uno nu are această proprietate.
• Cu toate acestea, ambele dispozitive funcționează la 5V, vin cu un curent nominal de 40mA și o frecvență de ceas de 16MHz.

Aplicații

Arduino Nano este un dispozitiv foarte util care vine cu o gamă largă de aplicații și acoperă mai puțin spațiu în comparație cu alte plăci Arduino. Natura prietenoasă cu Breadboard îl face să se deosebească de alte plăci. În continuare sunt prezentate principalele aplicații ale plăcii.

• Arduino Metal Detector
• Real…Time Face Detection
• Instrumente medicale
• Automatizări industriale
• Aplicații Android
• Proiecte bazate pe GSM
• Sisteme integrate
• Automatizări și robotică
• Automatizări casnice și sisteme de apărare
• Aplicații de realitate virtuală

Asta este tot pentru astăzi. Sper că v-ați făcut o idee clară despre placa Nano. Cu toate acestea, dacă totuși vă simțiți sceptici sau aveți vreo întrebare, mă puteți aborda în secțiunea de comentarii de mai jos. Mi-ar plăcea să vă ajut în conformitate cu cele mai bune cunoștințe și expertiză ale mele. Nu ezitați să ne țineți la curent cu feedback-ul și sugestiile dvs. valoroase, acestea ne ajută să vă oferim o muncă de calitate care rezonează cu cerințele dvs. și vă permite să reveniți în continuare pentru ceea ce avem de oferit. Vă mulțumim că ați citit articolul.

.