Arduino Nano – mała płytka prototypowa o dużej funkcjonalności
Arduino Nano to mała płytka prototypowa o wymiarach zbliżonych do breloczka do kluczy. Wykorzystuje ona mikrokontroler AVR – w zależności od wersji Atmega 328p lub Atmega 168. Procesor jest taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości 16MHz generowanym przez rezonator kwarcowy. Od strony funkcjonalnej Arduino Nano jest zbliżona do Arduino Uno. Płytka jest zasilana napięciem 5V, ale istnieje także możliwość podłączenia zewnętrznego zasilacza o napięciu wyjściowym od 7V do 12V. Maksymalny pobór prądu płytki Nano wynosi 40mA, dzięki czemu bez problemu można ją zasilać z portu USB w komputerze. Zestaw wyprowadzeń obejmuje 6 złączy zasilania 14 pinów cyfrowych, 8 pinów analogowych, a także dwa piny resetu. Każde z cyfrowych i analogowych wyprowadzeń może pełnić różne funkcje po odpowiednim zaprogramowaniu. Kiedy piny są ustawione w tryb wejścia, możemy do nich podłączyć czujniki, natomiast w trybie wyjścia mogą one sterować zewnętrznymi procesami. Ponadto, sześć z czternastu pinów cyfrowych może zostać użytych do generowania sygnału PWM. Wyprowadzenia analogowe są wewnętrznie podłączone do multipleksera i przetwornika analogowo-cyfrowego o 10-bitowej rozdzielczości. Komunikacja z komputerem jest realizowana za pomocą portu mini USB. Pojemność pamięci FLASH wynosi 16kB w wersji z mikrokontrolerem Atmega 168 oraz 32kB w wersji z układem Atmega 328p. Pamięć FLASH przechowuje kod programu, a także bootloader – program rozruchowy, który zajmuje 2kB pamięci. Odpowiednio dla każdego z użytych mikrokontrolerów pojemność pamięci SRAM wynosi po 1kB i 2kB, a pamięć EEPROM oferuje po 512B i 1kB miejsca. Arduino Nano nadaje się znakomicie do tworzenia projektów embedded, które charakteryzują się znacznie ograniczoną ilością miejsca. W oparciu o tę płytkę możemy zbudować takie projekty jak m.in. sterowniki oświetlenia LED i silników elektrycznych, grę logiczno-zręcznościową, system kontroli dostępu do pomieszczenia z cennymi przedmiotami, a także stację pomiarową do badania poziomu zanieczyszczenia atmosfery.
Arduino Nano – opis wyprowadzeń
Vin – wejście dla zasilacza zewnętrznego o napięciu z przedziału 7V – 12V.
5V – źródło napięcia zasilającego 5V. Z tego pinu jest zasilany mikrokontroler, a także inne elementy umieszczone na płytce Arduino Nano.
3,3V – minimalne napięcie, jakie może dostarczać regulator napięcia na płytce. Jest przydatne zwłaszcza w projektach o innym niż TTL, standardzie poziomów logicznych napięć.
GND – masa źródła zasilania. Każdy obwód elektryczny musi być zamknięty, żeby mógł działać!
RESET – pin resetu umożliwia szybkie ponowne uruchomienie płytki wskutek podania stanu niskiego (zwarcia do masy). Jest to przydatna funkcja zwłaszcza wtedy, kiedy program wykonywany przez mikrokontroler ulega zawieszeniu.
ANALOG – 8 pinów analogowych dla podłączenia potencjometrów, czujników i innych urządzeń wejściowych. Na te wyprowadzenia możemy podać dowolne, rzeczywiste napięcie z przedziału od 0V do 5V.
PWM – z wyprowadzeń cyfrowych nr 3,5,6,9,10 i 11 po odpowiednim zaprogramowaniu możemy uzyskać sygnał prostokątny o regulowanym współczynniku wypełnienia.
SPI – interfejs komunikacji szeregowej. Za jego pomocą wykonywany jest proces przesyłania danych pomiędzy mikrokontrolerami, rejestrami, czujnikami a innymi urządzeniami.
AREF – źródło napięcia odniesienia względem napięcia zasilania.
ANALOG IN – wejścia przetwornika analogowo-cyfrowego dla potencjometrów i czujników.
Rx, Tx – piny komunikacji szeregowej interfejsu UART.
Arduino Nano – komunikacja z komputerem i programowanie
Płytka Arduino Nano ma możliwość komunikacji z innymi mikrokontrolerami i komputerami. Komunikacja za pomocą interfejsu UART jest realizowana z użyciem wyprowadzeń Rx i Tx, gdzie pierwszy pin odpowiada za odbiór danych, a drugi za wysyłanie danych. W środowisku Arduino IDE możemy uruchomić monitor portu szeregowego i obserwować proces przesyłania danych krok po kroku. Dołączony do oprogramowania zestaw sterowników FTDI współpracuje z interfejsem UART i odpowiada za komunikację z komputerem za pośrednictwem portu USB. Arduino Nano wspiera także komunikację poprzez interfejsy I2C i SPI. Płytkę można zaprogramować bezpośrednio poprzez port USB, jak i 6-pinowe złącze ICSP dla programatora. Oprogramowanie dla płytek Arduino może funkcjonować zarówno na systemie Windows, Linux, jak i Mac OS.
