| |

Плата Arduino Nano с микроконтроллером ATmega328P: полное руководство

Ардуинка =)

Всем привет! В этой статье я расскажу про очень популярную плату Arduino Nano.

Arduino Nano — это компактная и мощная плата для разработки электронных проектов, основанная на микроконтроллере ATmega328P. Она является одной из самых популярных плат в семействе Arduino благодаря своим небольшим размерам, низкой стоимости и широким возможностям. В этой статье мы подробно рассмотрим особенности Arduino Nano, её технические характеристики, сферы применения, а также примеры проектов, которые можно реализовать с её помощью.

1. Знакомимся с Arduino Nano

Arduino Nano была разработана как компактная альтернатива Arduino Uno. Она сохранила все основные функции Uno, но при этом стала значительно меньше по размеру, что делает её идеальной для проектов, где важна миниатюризация. Плата поддерживает все стандартные библиотеки Arduino, что позволяет легко переносить проекты с других плат Arduino на Nano. А также имеет на 2 аналоговых входа больше, чем Uno, так как на последней распаяны не все аналоговые пины.

2. Характеристики Arduino Nano

Основные характеристики платы Arduino Nano:

  • Микроконтроллер: ATmega328P (8-битный AVR).
  • Тактовая частота: 16 МГц.
  • Оперативная память (SRAM): 2 КБ.
  • Флэш-память: 32 КБ (из которых 0,5 КБ используются для загрузчика).
  • EEPROM: 1 КБ (для хранения данных при отключении питания).
  • Напряжение питания: 5 В (через USB) или 7–12 В (через вывод VIN).
  • Цифровые входы/выходы: 14 (из которых 6 могут использоваться как ШИМ-выходы).
  • Аналоговые входы: 8 (10-битный АЦП).
  • Интерфейсы связи:
    • UART (последовательный интерфейс).
    • I2C (TWI).
    • SPI.
  • Размеры платы: 18,5 мм × 43 мм.
  • Вес: около 7 г.
  • Формат пинов: Male (папа)

Также есть версия платы с микроконтроллером Atmega128, он имеет в 2 раза меньше всех видов памяти.

3. Особенности Arduino Nano

3.1. Компактность

Arduino Nano значительно меньше, чем Arduino Uno, что делает её удобной для использования в проектах с ограниченным пространством, таких как носимые устройства, дроны или миниатюрные роботы.

3.2. USB-интерфейс

Плата оснащена встроенным USB-интерфейсом через микросхему FTDI или CH340, что позволяет подключать её к компьютеру для программирования и обмена данными.

3.3. Широкий диапазон напряжений

Arduino Nano может работать как от USB (5 В), так и от внешнего источника питания (7–12 В), что делает её универсальной для различных проектов.

3.4. Поддержка шилдов

Хотя Arduino Nano не имеет стандартных разъёмов для шилдов, как Uno, её можно использовать с макетными платами (breadboard) и подключать к внешним модулям через провода.

4. Распиновка Arduino Nano

Распиновка Arduino Nano включает следующие основные выводы:

  • Цифровые выводы (D0–D13): используются для подключения кнопок, светодиодов, датчиков и других устройств.
  • Аналоговые выводы (A0–A7): предназначены для подключения аналоговых датчиков, таких как потенциометры, терморезисторы и т.д. Пины А0-А5 также являются цифровыми входами/выходами. А6-А7 только аналоговые входы.
  • ШИМ-выводы (D3, D5, D6, D9, D10, D11): позволяют управлять яркостью светодиодов, скоростью моторов и другими устройствами с помощью широтно-импульсной модуляции.
  • Интерфейсы связи:
    • UART: выводы TX (D1) и RX (D0) для последовательной связи.
    • I2C: выводы SDA (A4) и SCL (A5) для подключения устройств по протоколу I2C.
    • SPI: выводы MOSI (D11), MISO (D12), SCK (D13) и SS (D10) для подключения устройств по интерфейсу SPI.
  • Питание:
    • VIN: входное напряжение (7–12 В).
    • 5V: выходное напряжение 5 В.
    • 3.3V: выходное напряжение 3,3 В.
    • GND: земля.

5. Программирование Arduino Nano

Arduino Nano программируется через среду разработки Arduino IDE. Для загрузки кода используется USB-кабель. Процесс программирования включает следующие шаги:

  1. Подключите Arduino Nano к компьютеру через USB-кабель.
  2. Откройте Arduino IDE и выберите плату «Arduino Nano» в меню «Инструменты» → «Плата».
  3. Выберите порт, к которому подключена плата, в меню «Инструменты» → «Порт».
  4. Напишите или откройте готовый скетч.
  5. Нажмите кнопку «Загрузить» для компиляции и загрузки кода на плату.

6. Сферы применения Arduino Nano

Arduino Nano используется в самых разных проектах, включая:

  • Робототехника: управление моторами, датчиками и сервоприводами.
  • Умный дом: автоматизация освещения, отопления и безопасности.
  • Носимые устройства: фитнес-трекеры, умные часы.
  • Дроны и квадрокоптеры: управление полётом и стабилизация.
  • Игровые контроллеры: создание кастомных джойстиков и геймпадов.
  • Образовательные проекты: обучение основам электроники и программирования.

7. Примеры проектов на Arduino Nano

7.1. Управление светодиодом

Самый простой проект — мигание светодиодом. Подключите светодиод к цифровому выводу (например, D13) и загрузите следующий код:

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(1000);
}

7.2. Термометр с выводом на дисплей

Подключите датчик температуры (например, DS18B20) и LCD-дисплей к Arduino Nano. С помощью библиотек можно выводить текущую температуру на экран.

7.3. Мини-метеостанция

Используйте датчики температуры, влажности и давления (например, DHT22 и BMP180) для создания портативной метеостанции. Данные можно выводить на OLED-дисплей или передавать по Wi-Fi, если на вашей плате есть Wi-Fi чипы.

8. Преимущества и недостатки Arduino Nano

Преимущества:

  • Компактный размер.
  • Низкая стоимость.
  • Простота в использовании.
  • Широкая поддержка сообщества.

Недостатки:

  • Ограниченное количество выводов.
  • Отсутствие стандартных разъёмов для шилдов.

9. Заключение

Arduino Nano — это универсальная и мощная плата, которая подходит как для начинающих, так и для опытных разработчиков. Её компактность и функциональность делают её идеальным выбором для множества проектов. Благодаря поддержке Arduino IDE и огромному количеству библиотек, вы можете быстро начать работу с этой платой и воплотить свои идеи в жизнь.

Если вы только начинаете знакомство с миром микроконтроллеров или ищете компактное решение для своего проекта, Arduino Nano — это отличный выбор!

Спасибо за внимание и жду вас снова на моём сайте!

5/5 - (3 голоса)


Поделись!