Introduktion till Arduino Nano

Hej vänner! Jag hoppas att ni har det bra. Idag ska jag ge er en detaljerad introduktion till Arduino Nano. Det är ett mikrokontrollerkort utvecklat av Arduino.cc och baserat på Atmega328p / Atmega168.

Arduinokort används i stor utsträckning inom robotik, inbyggda system och elektroniska projekt där automatisering är en viktig del av systemet. Dessa brädor introducerades för studenter och personer som inte har någon teknisk bakgrund.

Alla typer av stöd och hjälp är lättillgängliga i Arduino-communityt som är alltför lätt att närma sig och befriar dig från att vara beroende av andra som kan kosta dig massor av dollar. Jag har också utformat denna videohandledning om Arduino Nano grunder:

I dagens handledning kommer jag att försöka diskutera allt som har med Arduino Nano att göra, det vill säga dess huvudfunktioner, Pinout, arbete, tillämpningar etc. Så låt oss komma igång:

• Om du planerar att lära dig Arduino Nano-programmering måste du ta en titt på Introduktion till Arduino IDE.

Introduktion till Arduino Nano

• Arduino Nano är en liten, kompatibla, flexibla och brädbrädsvänliga mikrokontrollerkort, utvecklat av Arduino.cc i Italien, baserad på ATmega328p ( Arduino Nano V3.x) / Atmega168 ( Arduino Nano V3.x).
• Den kommer med exakt samma funktionalitet som i Arduino UNO men i ganska liten storlek.
• Den kommer med en driftsspänning på 5V, men ingångsspänningen kan variera från 7 till 12V.
• Arduino Nano Pinout innehåller 14 digitala stift, 8 analoga stift, 2 reset stift & 6 power stift.
• Var och en av dessa digitala & analoga stift är tilldelade flera funktioner men deras huvudfunktion är att konfigureras som ingång eller utgång.
• De fungerar som ingångsstift när de är kopplade till sensorer, men om du kör någon belastning så använd dem som utgång.
• Funktioner som pinMode() och digitalWrite() används för att styra driften av digitala stift medan analogRead() används för att styra analoga stift.
• De analoga stiften har en sammanlagd upplösning på 10bits som mäter värdet från noll till 5V.
• Arduino Nano levereras med en kristalloscillator med frekvensen 16 MHz. Den används för att producera en klocka med exakt frekvens med hjälp av konstant spänning.
• Det finns en begränsning när man använder Arduino Nano, nämligen att den inte har något likströmsuttag, vilket innebär att man inte kan leverera en extern strömkälla via ett batteri.
• Det här kortet använder inte standard-USB för anslutning till en dator, i stället har det stöd för Mini USB.
• Den lilla storleken och brödbrädsvänligheten gör denna enhet till ett idealiskt val för de flesta tillämpningar där storleken på de elektroniska komponenterna är av stort intresse.
• Flashminnet är 16KB eller 32KB som alla beror på Atmegakortet, dvs. Atmega168 har 16KB flashminne medan Atmega328 har ett flashminne på 32KB. Flashminnet används för att lagra kod. De 2KB av det totala flashminnet används för en bootloader.
• Du kan ladda ner Arduino Nano Datasheet genom att klicka på nedanstående knapp:

• SRAM kan variera från 1KB eller 2KB och EEPROM är 512 bytes eller 1KB för Atmega168 respektive Atmega328.
• Detta kort är ganska likt andra Arduinokort som finns på marknaden, men den lilla storleken gör att detta kort sticker ut från andra.
• Följande figur visar specifikationerna för Arduino Nano-kortet.

• Det programmeras med hjälp av Arduino IDE, som är en integrerad utvecklingsmiljö som körs både offline och online.
• Ingen föregående arrangemang krävs för att köra kortet. Allt du behöver är kortet, mini USB-kabel och Arduino IDE-programvara installerad på datorn. USB-kabeln används för att överföra programmet från datorn till kortet.
• Ingen separat brännare behövs för att kompilera och bränna programmet eftersom det här kortet har en inbyggd boot-loader.

Arduino Nano Pinout

Följande figur visar Pinout för Arduino Nano Board.

• Varje stift på Nano-kortet har en specifik funktion kopplad till sig.
• Vi kan se de analoga stiften som kan användas som en analog till digital omvandlare där A4 och A5-stiften också kan användas för I2C-kommunikation. På samma sätt finns det 14 digitala stift, varav 6 stift används för att generera PWM.

Stiftbeskrivning

Vin. Det är ingångsspänningen till kretskortet när man använder en extern strömkälla på 7 till 12 V.

5V. Det är en reglerad strömförsörjningsspänning för kortet som används för att driva styrenheten och andra komponenter som placeras på kortet.

3,3V. Detta är en minimispänning som genereras av spänningsregulatorn på kortet.

GND. Detta är jordstiften på kortet. Det finns flera jordstift på kortet som kan kopplas i enlighet med detta när mer än ett jordstift krävs.

Reset. Reset-stift läggs till på kretskortet som återställer kretskortet. Det är till stor hjälp när pågående program blir för komplext och hänger upp kortet. LOW-värde till resetpinnen återställer styrenheten.

Analogpinnar. Det finns 8 analoga stift på kortet markerade som A0 – A7. Dessa stift används för att mäta den analoga spänningen mellan 0 och 5V.

Rx, Tx. Dessa stift används för seriell kommunikation där Tx representerar överföringen av data medan Rx representerar datamottagningen.

13. Denna stift används för att slå på den inbyggda lysdioden.

AREF. Denna stift används som referensspänning för ingångsspänningen.

PWM. Sex stift 3,5,6,9,10, 11 kan användas för att ge 8-pit PWM-utgång (pulsbreddsmodulering). Det är en metod som används för att få analoga resultat med digitala källor.

SPI. Fyra stift 10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK) används för SPI (Serial Peripheral Interface). SPI är en gränssnittsbuss och används huvudsakligen för att överföra data mellan mikrokontroller och andra periferier som sensorer, register och SD-kort.

Externa avbrott. Pin 2 och 3 används som externa avbrott som används i nödfall när vi behöver stoppa huvudprogrammet och kalla viktiga instruktioner vid den tidpunkten. Huvudprogrammet återupptas när avbrottsinstruktionen har anropats och utförts.

I2C. I2C-kommunikation utvecklas med hjälp av A4- och A5-stift där A4 representerar den seriella datalinjen (SDA) som transporterar data och A5 representerar den seriella klocklinjen (SCL) som är en klocksignal, genererad av huvudenheten, som används för datasynkronisering mellan enheterna på en I2C-buss.

Kommunikation och programmering

• Nano-enheten har en förmåga att upprätta en kommunikation med andra styrenheter och datorer. Den seriella kommunikationen utförs av de digitala stiften som stift 0 (Rx) och stift 1 (Tx) där Rx används för att ta emot data och Tx används för överföring av data. Den seriella monitorn läggs till i Arduino-programvaran och används för att överföra textdata till eller från kortet. FTDI-drivrutiner ingår också i programvaran som fungerar som en virtuell com-port till programvaran.
• Tx- och Rx-stiften har en lysdiod som blinkar när data överförs mellan FTDI- och USB-anslutningen till datorn.
• Arduino Software Serial Library används för att utföra en seriell kommunikation mellan kortet och datorn.
• Avseutom seriell kommunikation har Nano boardet också stöd för I2C- och SPI-kommunikation. Wire Library i Arduino Software används för att använda I2C-bussen.
• Arduino Nano programmeras av Arduino Software, kallad IDE, som är en vanlig programvara som används för nästan alla typer av kort som finns tillgängliga. Det är bara att ladda ner programvaran och välja det kretskort du använder. Det finns två alternativ för att programmera styrenheten, dvs. antingen genom den bootloader som läggs till i programvaran och som gör att du slipper använda en extern brännare för att kompilera och bränna in programmet i styrenheten, och ett annat alternativ är att använda ICSP (In-circuit serial programming header).
• Arduino board software är lika kompatibelt med Windows, Linux eller MAC, men Windows är att föredra att använda.

Hur återställer man Arduino Nano Board?

Det finns två sätt att återställa kortet, dvs. elektroniskt eller programmatiskt.

För att återställa kortet elektroniskt måste du ansluta kortets återställningsnål till någon av de digitala stiften på styrenheten. Glöm inte att lägga till ett motstånd på 1K eller 2K Ohm när du ställer in denna anslutning. Använd nu den digitala pinnen som en utgång och håll den HIGH före återställningen. När återställningen krävs, sätt denna digitala stift till LOW. Den här metoden är mycket användbar eftersom användningen av den skickar en signal för återställning av maskinvaran till styrenheten när den digitala pinnen sätts till LOW. Du kan använda följande program för att återställa styrenheten elektroniskt.

När du laddat upp programmet öppnar du din Arduino Serial Monitor som visar utdata enligt följande.

En annan metod som vi kan använda för att återställa styrenheten är enbart genom programvara utan att använda någon hårdvarupinne. Nano board har en inbyggd funktion som kallas resetFunc(). Kortet återställs automatiskt när vi definierar denna funktion och sedan anropar den. Utan att använda någon hårdvarupinne kan du ladda upp följande program för att återställa kortet programmatiskt.

När du öppnar Arduino Serial Terminal får du utmatningen nedan.

Denna metod har dock vissa begränsningar. När kortet väl är anslutet till datorn kommer kortet att återställas varje gång anslutningen läggs ut mellan kortet och datorn. Därför är det att föredra att nollställa styrenheten elektroniskt med hjälp av en digital stift.

Skillnaden mellan Arduino Uno och Arduino Nano

• Både Arduino Uno och Arduino Nano har samma funktionalitet med liten skillnad när det gäller kretskortets utformning, storlek och formfaktor.
• Arduino Uno är ett mikrostyrarkort som baseras på Atmega328 och levereras med 14 digitala I/O-stift av vilka 6 är PWM. Det finns 6 analoga stift inbyggda på kortet. Kortet levereras med allt som krävs för att stödja mikrokontrollern, t.ex. USB-anslutning, strömuttag, 16 MHz-oscillator, återställningsknapp och ICSP-huvud. Du behöver ingen extra periferi med kortet för att få det att fungera för automation.
• Det är en komplett färdig enhet som inte kräver några tidigare tekniska färdigheter för att få en praktisk erfarenhet av den. Du kan driva den med hjälp av ett likströmsuttag, batteri eller helt enkelt ansluta den till datorn med en USB-kabel för att komma igång.
• Arduino Nano är liten och kompakt jämfört med Arduino Uno. Den saknar likströmsuttag och har stöd för Mini USB i stället för vanlig USB. Dessutom har Nano-kortet två extra analoga stift, dvs. 8 stift jämfört med 6 analoga stift i Uno-kortet. Nano-kortet är brödbrädsvänligt medan Uno-kortet saknar denna egenskap.
• Båda enheterna körs dock vid 5V, har en strömstyrka på 40mA och en klockfrekvens på 16MHz.

Användningar

Arduino Nano är en mycket användbar enhet som har ett brett utbud av tillämpningar och som tar mindre utrymme jämfört med andra Arduino-kort. Brädbrädsvänlig karaktär gör att den sticker ut från andra brädor. Nedan följer de viktigaste tillämpningarna av brädet.

• Arduino Metal Detector
• 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

Det är allt för idag. Jag hoppas att du har fått en klar uppfattning om Nano board. Men om du fortfarande känner dig skeptisk eller har någon fråga kan du närma dig mig i kommentarsfältet nedan. Jag skulle älska att hjälpa dig enligt det bästa av min kunskap och expertis. Känn dig fri att hålla oss uppdaterade med din värdefulla feedback och förslag, de hjälper oss att ge dig kvalitetsarbete som resonerar med dina krav och gör att du kan fortsätta komma tillbaka för vad vi har att erbjuda. Tack för att du läste artikeln.