Arduino Nano Jede Pinbelegung

In diesem Artikel werden die Pinbelegung des Arduino Nano Every und ihre Verwendung erläutert. Sie erhalten auch Informationen zu den Stromanschlüssen des Nano Every und seinem USB-Anschluss.

Inhaltsverzeichnis:

1. Arduino Nano Jede Pinbelegung

• 1.1. Mikrocontroller
• 1.2. USB-Anschluss
• 1.3. USB-Brücke

2. Stifte

• 2.1. Eingebauter LED-Pin
• 2.2. Digitale I/O-Pins
• 2.3. Analoge Eingangspins (ADC-Pins)
• 2.4. PWM-Pins

3. Kommunikation

• 3.1. UART
• 3.2. 2C
• 3.3. SPI

4. Macht

• 4.1. Stromwandler
• 4.2. Kraftbaum

5. Pins zurücksetzen

6. Debug-Connector

7. Abmessungen

8. Preise

Abschluss

1. Arduino Nano Jede Pinbelegung

Das Nano Every Board ist benutzerfreundlich, anpassungsfähig und für Anfänger und fortgeschrittene Arduino-Benutzer geeignet. Mit seinem kleinen Formfaktor und einem Gewicht von nur 5 Gramm eignet es sich perfekt für kostengünstige Robotik- und Elektronikprojekte.

Der Arduino Nano Every enthält den ATMega4809, einen leistungsstärkeren Prozessor als der im Arduino UNO-Board. Dadurch können Sie ein komplexeres Programm kompilieren, da es über 50 % mehr Programmspeicher verfügt als der Arduino UNO ATmega328P. Es verfügt außerdem über 200 % mehr RAM als UNO.

Wenn Sie den Arduino Nano für Ihr Projekt verwenden, ist es viel einfacher, ihn gegen Ihr Arduino Nano Every-Board auszutauschen. Ihr Code funktioniert auch nach dem Austausch dieser beiden Platinen einwandfrei und Sie müssen die Motoren, die Sie zu Beginn des Projekts geplant haben, nicht neu schreiben.

Bevor wir uns mit den Details der einzelnen Komponenten von Arduino Every befassen, finden Sie in der folgenden Tabelle eine Zusammenfassung aller wichtigen Peripheriegeräte im Arduino Nano Every-Board:

1.1. Mikrocontroller

Das Herzstück des Nano Every-Boards ist der Mikrocontroller ATMega4809. Dieser 8-Bit-AVR-Prozessor kann mit bis zu 20 MHz betrieben werden. Es verfügt über 6 KB SRAM und einen Flash-Speicher von 48 KB. Es verfügt außerdem über 256 Byte EEPROM. Aufgrund dieser Spezifikationen ist es in der Lage, komplexere Programme und große Datenmengen zu verarbeiten als seine Vorgänger.

1.2. USB-Anschluss

Der Arduino Nano Every nutzt einen Micro-USB-Anschluss für Strom und Datenaustausch. Dies ist ein Upgrade des vorherigen Arduino Nano, der mit einem Mini-USB-B-Anschluss ausgestattet ist. Der Nano Every Micro-USB-Anschluss unterstützt 5 V und kann zur Stromversorgung des Boards über verschiedene Quellen wie eine Powerbank und einen PC-USB-Anschluss verwendet werden.

1.3. USB-Brücke

Für die serielle Kommunikation verwendet Arduino Nano Every den Prozessor SAMD11D14A. Es wird mit vorinstallierter Firmware geliefert, die eine USB-Verbindung zur seriellen Brücke ermöglicht und das Firmware-Upgrade des ATMega4809 über die UPDI-Schnittstelle unterstützt. Darüber hinaus enthält diese Firmware auch einen Bootloader, der die Neuprogrammierung des Prozessors zur Unterstützung verschiedener USB-Klassen unterstützt. Diese Funktion erweitert die Arduino Nano Every-Funktionalität, die im Allgemeinen nur auf serielle Brückenfunktionen beschränkt ist.

Notiz: Die Pins von SAMD11D14A arbeiten ausschließlich mit 3,3 V und sind über einen Pegelumsetzer mit ATMega4809 verbunden. Beim Anschluss dieser Pins an externe Schaltkreise ist äußerste Vorsicht geboten, da sie nicht 5V-tolerant sind.

2. Stifte

Arduino Nano Jeder Pin ähnelt dem Arduino Nano. Insgesamt gibt es im Arduino Nano Every 30 Pins. Ein Hauptunterschied sind die PWM-Pins. Nano Every verfügt über einen PWM-Pin weniger als der klassische Arduino Nano, der über insgesamt 6 PWM-Pins verfügt.

Lassen Sie uns den Arduino Nano Every Pin im Detail besprechen.

2.1. Eingebauter LED-Pin

Arduino Nano Every verfügt über eine integrierte LED an Pin D13 der Platine. Dieser Pin dient auch als SPI Clock (SCK) und Allzweck-I/O-Pin (GPIO).

2.2. Digitale I/O-Pins

Arduino Nano Every enthält 22 digitale I/O-Pins. Darunter befinden sich fünf PWM-Pins. Die Beschreibung jedes dieser 22 Pins lautet:

• D2 bis D12: Allzweck-I/O-Pins (einschließlich fünf PWM-Pins D3, D5, D6, D9 und D10)
• D13: Dient als SPI-Takt (SCK) und als Allzweck-I/O (GPIO); verfügt außerdem über eine eingebaute LED
• Tx: Übertragungsstift für USART; kann als GPIO fungieren
• Rx: Empfängerpin für USART; kann als GPIO fungieren
• Analoge Pins: Acht analoge Pins, die auch als digitale Pins fungieren können. Zu diesen Pins gehören (D14 (A0) – D21 (A7))

2.3. Analoge Eingangspins (ADC-Pins)

Arduino Nano Every verfügt über acht analoge Pins, die als ADC (Analog zu Digital) verwendet werden können. Mit diesen analogen Pins können Sie analoge Sensorwerte lesen und auf der Arduino IDE anzeigen. Diese analogen Pins können auch als digitale Ein-/Ausgangspins verwendet werden.

Zu den analogen Pins gehören:

• A0 bis A7: Analoge Eingangskanäle
• BEREICH: Stellt eine Referenzspannung für analoge Eingänge bereit; Funktioniert auch als GPIO

2.4. PWM-Pins

Arduino Nano Every verfügt über einen PWM-Pin weniger als das klassische Arduino Nano-Board. Arduino Nano Every verfügt über insgesamt fünf PWM-Pins. Diese Pins sind D3, D5, D6, D9 und D10.

3. Kommunikation

Arduino Nano Every verfügt über unterschiedliche Kommunikationsprotokolle. Zu diesen Protokollen gehören die Protokolle UART, I2C und SPI. Nachfolgend finden Sie Einzelheiten zu den einzelnen Protokollen und ihren jeweiligen Pins im Arduino Nano Every-Board.

3.1. UART

Laut Datenblatt verfügt jeder Arduino Nano-Prozessor über vier USART-Schnittstellen (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter). Diese UARTs ermöglichen eine asynchrone serielle Kommunikation zwischen Geräten. Standardmäßig stellt der Nano Every jedoch nur zwei dieser UARTs zur Verfügung:

• Seriennummer: Dies ist der primäre UART, der für die Kommunikation mit dem Computer über USB verwendet wird.
• Serie1: Dies ist ein zusätzlicher UART, der auf dem Nano Every verfügbar ist. Auf diesen UART kann über Tx- und Rx-Pins zugegriffen werden.

Die anderen beiden UARTs werden standardmäßig nicht direkt verfügbar gemacht. Sie können sie aktivieren, indem Sie die ändern pins_arduino.h Datei in den Codedateien für das Nano Every-Board.

UART-Pins von Arduino Nano Every

• Tx (Pin 16)
• Rx (Pin 17)

3.2. 2C

Das I2C- oder (Inter-Integrated Circuit)-Protokoll kann für die Kommunikation zwischen mehreren Geräten über zwei Drähte SDA und SCL verwendet werden. Jedes über das I2C-Protokoll verbundene Gerät verfügt über eine eindeutige Adresse, um vom Master (Arduino-Board) erkannt zu werden.

Im Arduino Nano Every sind die I2C-Pins A4 und A5. Diese Pins können auch als GPIO-Pins fungieren.

• A4/SDA: I2C-Datenleitung (Pin 8)
• A5/SCL: I2C-Taktleitung (Pin 9)

3.3. SPI

SPI ist ein synchrones serielles Datenprotokoll. Es handelt sich um ein Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsprotokoll. Die meisten SPI-Anwendungen dienen der Kommunikation über kurze Entfernungen.

Im Folgenden sind die SPI-Pins in Arduino Nano Every aufgeführt:

• D11 (KOPIE): SPI Master Out Slave In (MOSI)
• D12 (CIPO): SPI Master In Slave Out (MISO)
• D13 (SCK): Dient als SPI-Uhr (SCK)
• CS: Verwenden Sie einen beliebigen GPIO für Chip Select (CS).

NOTIZ: CIPO/COPI war früher als MISO/MOSI bekannt

4. Macht

Arduino Nano Every wird mit 5 V betrieben und kann entweder über einen Micro-USB-Anschluss oder über den VIN-Pin mit Strom versorgt werden. Der VIN-Pin unterstützt einen Spannungsbereich von 7 V–21 V. Das Board verfügt außerdem über eine Power-LED, die aufleuchtet, sobald das Board an die Stromquelle angeschlossen wird.

Im Folgenden sind die Hauptstromanschlüsse des Arduino Nano Every-Boards aufgeführt:

• GEWINNEN: Dieser Pin kann die Platine über eine externe Stromquelle mit Strom versorgen. Wie bereits erwähnt, ist 7V–21V der sichere Bereich.
• 5V: Dieser Pin gibt 5 V aus, die vom Spannungsregler kommen.
• 3V3: Der integrierte Regler erzeugt eine 3,3-V-Versorgung.
• Masse: Erdungsstifte.

Im Folgenden sind einige sichere Stromgrenzen für das Arduino Nano Every-Board aufgeführt:

• Der maximale Strom pro Pin ist auf 40 mA begrenzt, es wird jedoch empfohlen, nicht mehr als 20 mA zu liefern.
• Der maximale Strom, den das gesamte Platinenpaket verarbeiten kann, beträgt 200 mA.
• Stellen Sie sicher, dass der Gesamtstrom für jede Leistungsgruppe von Ports unter 100 mA bleibt.
• Der maximale Strom für den 3,3-V-Pin beträgt 50 mA.

4.1. Stromwandler

Zwei Hauptstromrichter sind die Lebensader des Arduino Nano Every-Boards. Einer davon ist der DC-DC-Abwärtswandler, der die eingehende Spannung vom VIN-Pin in die empfohlenen 5 V umwandelt. Der zweite Leistungswandler ist der LDO-Regler, der für den 3,3-V-Pin-Ausgang verwendet wird.

• MPM3610 (DC-DC): Dieser Wandler regelt Spannungen bis 21V. Bei niedrigster Belastung beträgt der Mindestwirkungsgrad 65 %. Bei einer Eingangsspannung von 12 V erreicht es einen Wirkungsgrad von über 85 %.
• AP2112K-3.3 (LDO): Dieser Regler senkt die Eingangsspannung von 5 V auf 3,3 V und stellt so einen Ausgangsstrom von bis zu 550 mA für Benutzeranwendungen bereit. Der empfohlene optimale Strombereich für diesen Regler beträgt maximal 200 mA.

4.2. Kraftbaum

Der Strombaum für Arduino Nano Every veranschaulicht, wie die Stromversorgung an die Platine und den ATMega4809-Mikrocontroller erfolgt.

Der Arduino Nano ist hinsichtlich der Stromversorgung flexibel konzipiert. Der Nano Every kann direkt über den USB-Anschluss mit Strom versorgt werden. Wenn USB nicht verwendet wird, kann eine externe Stromquelle an den VIN-Pin angeschlossen werden. Der 5-V-Pin stellt den geregelten 5-V-Ausgang des integrierten Reglers bereit. Die Platine enthält außerdem einen 3,3-V-Regler, der die 3,3 V am 3V3-Pin bereitstellt.

Notiz: Die Spannung vom USB-Anschluss wird an den VIN-Pin weitergeleitet, nachdem sie von der Schottky-Diode und dem DC-DC-Regler weitergeleitet wurde. Aufgrund von Verlusten in der Diode und dem Regler beträgt die für die Platinenfunktion erforderliche Mindestspannung 4,5 V bei der Stromversorgung über den Micro-USB-Anschluss. Der empfohlene Bereich liegt je nach erforderlichem Strom zwischen 4,8 V und 4,9 V.

5. Pins zurücksetzen

Arduino Nano Every verfügt über zwei REST-Pins an Pin 13 und Pin 18. Beide Pins können den Mikrocontroller zurücksetzen. Wenn einer dieser Pins auf LOW gebracht wird, wird der Rest des ATMega4809-Prozessors aktiviert.

6. Debug-Connector

Unterhalb des Kommunikationsmoduls auf der Unterseite der Platine sind Debug-Anschlüsse in einer 3×2-Anordnung von Testpads organisiert. Diese Debug-Anschlussstifte sind 100 mil voneinander entfernt, wobei der vierte Stift weggelassen wurde.

Hier ist die Beschreibung dieser Debug-Konnektoren:

7. Abmessungen

Das Arduino Nano Every Board ist 45 mm lang und 18 mm breit. Es wiegt nur 5 Gramm. Mit seiner kompakten Größe eignet es sich am besten für Wearables und Drohnenprojekte.

Arduino Nano Alle Platinenabmessungen:

• Gewicht: 5 Gramm
• Breite: 18 mm
• Länge: 45 mm

8. Preise

Der Arduino Nano ist zu unterschiedlichen Preisen erhältlich, die je nach Menge variieren. Wenn Sie ein einzelnes Board kaufen, kostet es etwa 14 USD, oder wenn Sie sich für das Arduino Nano Every-Paket entscheiden, können Sie drei Nano Every für 39 USD erhalten, wodurch Sie 1 USD pro Board sparen.

Wenn Ihr Budget knapp ist, können Sie die chinesische Alternative Arduino Nano Every ausprobieren, die Sie maximal 5 USD kostet. Sie werden kaum einen Unterschied zwischen dem offiziellen Nano Every und dem, den Sie von den chinesischen Herstellern erhalten haben, bemerken.

Abschluss

Das Arduino Nano Every ist die aktualisierte Version des klassischen Arduino Nano-Boards. Mit diesem neuen Board erhalten Sie ein Paket mit einem ausgewogenen Verhältnis zwischen Leistung, Kosten und Formfaktor. Aufgrund dieser Faktoren ist es eine ideale Wahl für Projekte mit geringerem Platzbedarf. Mit dem neuen Mikrocontroller ATMega4809 erhalten Sie 50 % mehr Programmspeicher als mit dem Arduino UNO ATmega328P. Es verfügt außerdem über 200 % mehr RAM als UNO. Mit einem PWM-Pin weniger als beim klassischen Arduino erhalten Sie das Komplettpaket mit UART-, I2C- und SPI-Protokollen. Weitere Einblicke in dieses Board erhalten Sie in diesem Artikel.