Arduino Nano Elke Pinout

Dit artikel legt de Arduino Nano Every pinout en hun toepassingen uit. U krijgt ook informatie over de Nano Every-voedingspinnen en de USB-connector.

Inhoudsopgave:

1. Arduino Nano Elke pin-out

• 1.1. Microcontroller
• 1.2. USB-connector
• 1.3. USB-brug

2. Pinnen

• 2.1. Ingebouwde LED-pin
• 2.2. Digitale I/O-pinnen
• 2.3. Analoge ingangspinnen (ADC-pinnen)
• 2.4. PWM-pinnen

3. Communicatie

• 3.1. UART
• 3.2. 2C
• 3.3. SPI

4. Macht

• 4.1. Stroomomvormer
• 4.2. Machtsboom

5. RESET-pinnen

6. Foutopsporingsconnector

7. Afmetingen

8. Prijzen

Conclusie

1. Arduino Nano Elke pin-out

Het Nano Every-bord is ontworpen om gebruiksvriendelijk, aanpasbaar en geschikt te zijn voor beginners en gevorderde Arduino-gebruikers. Met zijn kleine vormfactor en een gewicht van slechts 5 gram is hij perfect voor goedkope robotica- en elektronicaprojecten.

De Arduino Nano Every bevat de ATMega4809, een krachtigere processor dan die in het Arduino UNO-bord. Hierdoor kun je een geavanceerder programma samenstellen, aangezien deze 50% meer programmageheugen heeft dan de Arduino UNO ATmega328P. Het heeft ook 200% groter RAM-geheugen dan UNO.

Als u de Arduino Nano voor uw project gebruikt, is het een stuk eenvoudiger om deze te verwisselen met uw Arduino Nano Every-bord. Je code werkt prima, zelfs nadat je beide borden hebt verwisseld, en je hoeft de motoren die je aan het begin van het project had gepland niet te herschrijven.

Voordat we verder gaan met deze details van elk onderdeel van Arduino Every, vindt u in de onderstaande tabel een samenvatting van alle belangrijke randapparatuur in het Arduino Nano Every-bord:

1.1. Microcontroller

De kern van het Nano Every-bord is de ATMega4809-microcontroller. Deze 8-bit AVR-processor kan oplopen tot 20 MHz. Het wordt geleverd met 6 KB SRAM en een flashgeheugen van 48 KB. Het heeft ook 256 bytes EEPROM. Deze specificaties maken het mogelijk om complexere programma's en grote data-arrays te verwerken dan zijn voorgangers.

1.2. USB-connector

De Arduino Nano Every maakt gebruik van een micro-USB-poort voor stroom- en gegevensuitwisseling. Dit is een upgrade van de vorige Arduino Nano, die wordt geleverd met een mini-USB-B-poort. De Nano Every Micro USB-connector ondersteunt 5V en kan worden gebruikt om het bord van verschillende bronnen te voorzien, zoals een powerbank en een pc-USB-poort.

1.3. USB-brug

Voor seriële communicatie gebruikt Arduino Nano Every de SAMD11D14A-processor. Het wordt geleverd met vooraf geïnstalleerde firmware die een USB naar de seriële brug mogelijk maakt en helpt bij het upgraden van de firmware van de ATMega4809 via de UPDI-interface. Bovendien bevat deze firmware ook een bootloader, die helpt bij het herprogrammeren van de processor om verschillende USB-klassen te ondersteunen. Deze functie verbetert de functionaliteit van Arduino Nano Every, die doorgaans beperkt is tot alleen seriële brugfuncties.

Opmerking: De pinnen van SAMD11D14A werken uitsluitend op 3,3 V en zijn via een niveauverschuiver verbonden met ATMega4809. Bij het aansluiten van deze pinnen op externe circuits is uiterste voorzichtigheid geboden, omdat ze niet 5V-tolerant zijn.

2. Pinnen

Arduino Nano Elke pin is vergelijkbaar met Arduino Nano. Er zijn in totaal 30 pinnen in Arduino Nano Every. Een belangrijk verschil zijn PWM-pinnen. Nano Every wordt geleverd met één PWM-pin minder dan de klassieke Arduino Nano, die in totaal 6 PWM-pinnen heeft.

Laten we Arduino Nano Elke pin in detail bespreken.

2.1. Ingebouwde LED-pin

Arduino Nano Every heeft een ingebouwde LED op pin D13 van het bord. Deze pin dient ook als een SPI Clock (SCK) en een algemene I/O (GPIO) pin.

2.2. Digitale I/O-pinnen

Arduino Nano Every bevat 22 digitale I/O-pinnen. Hiervan zijn er vijf PWM-pinnen. De beschrijving van elk van deze 22 pinnen is:

• D2 tot D12: I/O-pinnen voor algemeen gebruik (inclusief vijf PWM-pinnen D3, D5, D6, D9 en D10)
• D13: Dient als SPI Clock (SCK) en een I/O voor algemene doeleinden (GPIO); heeft ook een ingebouwde LED
• Tx: Transmissiepin voor USART; kan functioneren als GPIO
• Ontvangst: Ontvangerpin voor USART; kan functioneren als GPIO
• Analoge pinnen: Acht analoge pinnen die ook als digitale pinnen kunnen werken. Deze pinnen omvatten (D14 (A0) — D21 (A7))

2.3. Analoge ingangspinnen (ADC-pinnen)

Arduino Nano Every beschikt over acht analoge pinnen die kunnen worden gebruikt als ADC (Analog to Digital). Met behulp van deze analoge pinnen kunt u analoge sensorwaarden lezen en weergeven op Arduino IDE. Deze analoge pinnen kunnen ook worden gebruikt als digitale input-output-pinnen.

Analoge pinnen omvatten:

• A0 tot A7: Analoge ingangskanalen
• AREF: Biedt een referentiespanning voor analoge ingangen; functioneert ook als GPIO

2.4. PWM-pinnen

Arduino Nano Every heeft één PWM-pin minder dan het klassieke Arduino Nano-bord. Arduino Nano Every heeft in totaal vijf PWM-pinnen. Deze pinnen zijn D3, D5, D6, D9 en D10.

3. Communicatie

Arduino Nano Every heeft verschillende communicatieprotocollen. Deze protocollen omvatten de UART-, I2C- en SPI-protocollen. Hieronder vindt u de details van elk protocol en hun respectievelijke pinnen in Arduino Nano Every-bord.

3.1. UART

Volgens de datasheet heeft Arduino Nano Elke processor vier USART-interfaces (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter). Deze UART's maken asynchrone seriële communicatie tussen apparaten mogelijk. Standaard stelt de Nano Every echter slechts twee van deze UART's bloot:

• Serieel: Dit is de primaire UART die wordt gebruikt voor communicatie met de computer via USB.
• Serie1: Dit is een extra UART die beschikbaar is op de Nano Every. Deze UART is toegankelijk via Tx- en Rx-pinnen.

De andere twee UART's zijn standaard niet direct zichtbaar. U kunt ze inschakelen door de pins_arduino.h bestand in de codebestanden voor het Nano Every-bord.

UART-pinnen van Arduino Nano Every

• Tx (Pin 16)
• Rx (Pin 17)

3.2. 2C

Het I2C- of (Inter-Integrated Circuit)-protocol kan worden gebruikt voor communicatie tussen meerdere apparaten via twee draden SDA en SCL. Elk van de apparaten die via het I2C-protocol zijn aangesloten, heeft zijn unieke adres dat door de Master (Arduino-bord) wordt herkend.

In Arduino Nano Every zijn de I2C-pinnen A4 en A5. Deze pinnen kunnen ook functioneren als GPIO-pinnen.

• A4/SDA: I2C-datalijn (pin 8)
• A5/SCL: I2C-kloklijn (pin 9)

3.3. SPI

SPI is een synchroon serieel dataprotocol. Het is een communicatieprotocol met hoge snelheid. De meeste SPI-toepassingen zijn bedoeld voor communicatie over korte afstand.

Hieronder volgen de SPI-pinnen in Arduino Nano Every:

• D11 (KOPIËREN): SPI Master Uit Slave In (MOSI)
• D12 (CIPO): SPI Master In Slave Uit (MISO)
• D13 (SCK): Dient als SPI-klok (SCK)
• CS: Gebruik een GPIO voor Chip Select (CS).

OPMERKING: CIPO/COPI heette voorheen MISO/MOSI

4. Macht

Arduino Nano Every werkt op 5V en kan worden gevoed via een micro-USB-poort of via de VIN-pin. De VIN-pin ondersteunt een spanningsbereik van 7V–21V. Ook beschikt het bord over een power-LED die oplicht zodra het bord op de stroombron wordt aangesloten.

Hieronder volgen de belangrijkste voedingspinnen van Arduino Nano Every-bord:

• WINNEN: Deze pin kan het bord van stroom voorzien via een externe stroombron. Zoals gezegd is 7V–21V het veilige bereik.
• 5V: Deze pin geeft 5V af, afkomstig van de spanningsregelaar.
• 3V3: Er wordt een voeding van 3,3 V gegenereerd door de ingebouwde regelaar.
• GND: Aardpennen.

Hieronder volgen enkele veilige stroomlimieten voor het Arduino Nano Every-bord:

• De maximale stroom per pin is beperkt tot 40 mA, maar het wordt aanbevolen om niet meer dan 20 mA te geven.
• De maximale stroom die het hele printpakket aankan is 200mA.
• Zorg ervoor dat de totale stroom voor elke stroomgroep van poorten onder de 100 mA blijft.
• De maximale stroom voor de 3,3V-pin is 50 mA.

4.1. Stroomomvormer

Twee hoofdstroomomvormers vormen de levensader voor het Arduino Nano Every-bord. Een daarvan is de DC-DC step-down converter, die de binnenkomende spanning van de VIN-pin omzet naar de aanbevolen 5V. De tweede stroomomvormer is de LDO-regelaar die wordt gebruikt voor 3,3V-pinuitvoer.

• MPM3610 (DC-DC): Deze omvormer regelt spanningen tot 21V. Het heeft een minimaal rendement van 65% bij de laagste belasting. Het archiveert een efficiëntie van meer dan 85% wanneer de ingang 12V bedraagt.
• AP2112K-3.3 (LDO): Deze regelaar verlaagt de ingangsspanningen van 5V naar 3,3V en levert tot 550mA uitgangsstroom voor gebruikerstoepassingen. Het aanbevolen optimale stroombereik voor deze regelaar is maximaal 200 mA.

4.2. Machtsboom

De stroomboom voor Arduino Nano Every illustreert hoe de stroom wordt gegeven aan het bord en de ATMega4809-microcontroller.

De Arduino Nano is ontworpen om flexibel te zijn qua voeding. Via de USB-aansluiting kan de Nano Every direct van stroom worden voorzien. Als er geen USB wordt gebruikt, kan een externe stroombron op de VIN-pin worden aangesloten. De 5V-pin levert de gereguleerde 5V-uitgang van de ingebouwde regelaar. Het bord bevat ook een 3,3V-regelaar om de 3,3V op de 3V3-pin te leveren.

Opmerking: De spanning van de USB-poort wordt aan de VIN-pin gegeven nadat deze door de Schottky-diode en de DC-DC-regelaar is doorgegeven. Vanwege verliezen in de diode en regelaar is de minimaal vereiste spanning voor de werking van het bord 4,5 V bij voeding via de micro-USB-poort. Het aanbevolen bereik ligt tussen 4,8V en 4,9V, afhankelijk van de benodigde stroom.

5. RESET-pinnen

Arduino Nano Every heeft twee REST-pinnen op pin 13 en pin 18. Beide pinnen kunnen de microcontroller resetten. Wanneer een van deze pinnen naar LAAG wordt gebracht, wordt de rest van de ATMega4809-processor geactiveerd.

6. Foutopsporingsconnector

Onder de communicatiemodule aan de onderkant van het bord zijn debug-connectoren georganiseerd in een 3x2 reeks testpads. Deze debug-connectorpinnen liggen 100 mil uit elkaar, waarbij de vierde pin is weggelaten.

Hier volgt de beschrijving van deze debug-connectoren:

7. Afmetingen

Het Arduino Nano Every-bord is 45 mm lang en 18 mm breed. Hij weegt slechts 5 gram. Met zijn compacte formaat is hij het beste voor wearables en drone-projecten.

Arduino Nano Afmetingen van elk bord:

• Gewicht: 5 gram
• Breedte: 18 mm
• Lengte: 45 mm

8. Prijzen

De Arduino Nano is verkrijgbaar in verschillende prijzen, afhankelijk van de hoeveelheid. Als je een enkel bord koopt, kost het je ongeveer 14 USD, of als je voor het Arduino Nano Every-pakket kiest, kun je drie Nano Every krijgen voor 39 USD, waardoor je 1 USD per bord bespaart.

Als je een beperkt budget hebt, kun je het Chinese alternatief Arduino Nano Every verkennen, dat je maximaal 5 USD kost. Je merkt nauwelijks verschil tussen de officiële Nano Every en degene die je van de Chinese fabrikanten kreeg.

Conclusie

De Arduino Nano Every is de bijgewerkte versie van het klassieke Arduino Nano-bord. Met dit nieuwe bord krijg je een pakket met een balans tussen prestaties, kosten en vormfactor. Vanwege deze factoren is het een ideale keuze voor projecten met minder ruimte. Met de nieuwe ATMega4809-microcontroller krijg je 50% meer programmageheugen dan de Arduino UNO ATmega328P. Het heeft ook 200% groter RAM-geheugen dan UNO. Met één PWM-pin minder dan de klassieke Arduino krijg je het complete pakket met UART-, I2C- en SPI-protocollen. In dit artikel kunt u meer inzicht krijgen in dit bord.