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Arduino Nano

Panoramica

La scheda Arduino Nano è una versione compatibile con breadboard, integrata con interfaccia USB. È una tra le breadboard più piccole, complete, e di facile uso. La versione Nano è stata disegnata ed è prodotta da Gravitech.

Ha ogni componente che una scheda Diecimila possiede (elettricamente) con più ingressi analogici e un jumper di "+5V AREF". Fisicamente, manca di un jack di alimentazione e di un jumper per selezionare l'alimentazione stessa. Dato che la Nano passa automaticamente alla fonte di alimentazione disponibile con potenziale maggiore, non c'è bisogno di un jumper per selezionare la sorgente di alimentazione.

La versione Nano ha la possibilità di essere montata su breadboard come la scheda Boarduino, e della Arduino Mini+USB, e occupa meno spazio rispetto ad entrambe così gli utenti hanno a disposizione più spazio sulla breadboard. Ha una configurazione di pin che funziona molto bene con le versioni Mini o "Basic Stamp" (TX,RX, ATN, GND sulla sommità, alimentazione e messa a terra sulla altre).

Si tratta di una scheda quattro-strati con alimentazione e messa a terra che contribuiscono a fornire IC con sufficiente carica durante la commutazione e riducono il rumore (EMC) sulle alte velocità di commutazione dei pin I/O. Il piano della messa a terra aiuta a ridurre le radiazioni (EMI). Il piano dell'alimentazione è a basso contenuto di induttanza; pertanto qualunque effetto transitorio che può manifestarsi sulla linea elettrica sarà a livelli più bassi.

Schema e Design

Manuale Arduino Nano (pdf)
File Eagle nota: dal momento che la versione gratuita di Eagle non gestisce file con più di due strati, e la Nano è attualmente a quattro strati, Gravitech pubblica un file non completo di tutti i collegamenti, in modo che gli utenti possano almeno aprirlo e utilizzarlo nella versione gratuita di Eagle.

Specifiche:

Microprocessore	Atmel ATmega168
Tensione di funzionamento (livello logico)	5 V
Tensione di ingresso (raccomandata)	7-12 V
Tensione di ingresso (limiti)	6-20 V
Pin digitali	14 (6 dei quali forniscono uscite PWM)
Pin di ingresso analogi	8
Corrente DC per pin di I/O	40 mA
Memoria Flash	16 KB (2 dei quali usati dal bootloader)
SRAM	1 KB
EEPROM	512 bytes
Velocità di clock	16 MHz
Dimensioni	1,85cm x 4,32cm

Caratteristiche:

• Reset automatico durante il download del programma
• Alimentazione OK visibile con un LED blu posto in basso
• LED Verde (TX), rosso(RX) e arancione (L)
• Jumper di +5V per AREF
• Il rilevamento automatico/commutazione della potenza di ingresso
• Piccola mini-B USB per la programmazione e il serial monitor
• Intestazione ICSP header per il download diretto del programma
• Alimentazione OK visibile con un LED blu posto in basso
• Distanza standard di 0.1� DIP (breadboard di facile uso)
• Bottone manuale di reset

Alimentazione:

La scheda Arduino Nano può essere alimentata tramite la connessione mini-B USB, alimentazione esterna non regolata di 6-20V (pin 30), o alimentazione esterna regolata di 5V (pin 27). La sorgente di alimentazione è automaticamente selezionata al voltaggio più alto.

Il chip FTDI FT232RL sulla scheda Nano viene alimentato solamente se la scheda è stata alimentata tramite USB. Come risultato, quando vi è una sorgente di alimentazione esterna (non USB), la tensione di uscita di 3.3V (la quale è fornita dal chip FTDI) non è disponibile e i LED di RX e TX avranno un comportamento di sfarfallio quando i pin digitali 0 e 1 sono "high".

Memoria

L'ATmega168 sulla scheda Nano ha 16 KB di memoria flash per memorizzare il codice (2 KB sono usati per il bootloader). Ha 1 KB di SRAM e 512 bytes di EEPROM (che può essere letta e scritta con la libreria EEPROM).

Ingressi e uscite

Ognuno dei 14 pin digitali della scheda Nano può essere usato sia come ingresso che uscita, usando le funzioni pinMode(), digitalWrite(), e digitalRead(). Lavorano a 5 volts. Ogni pin fornisce o riceve al massimo 40 mA è ha un resistore interno pull-up (scollegato di default) di 20-50 kOhms. In aggiunta, alcuni pin hanno funzioni specifiche:

• Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usato per ricevere (RX) and trasmettere (TX) dati seriali TTL. Questi pin sono connessi ai corrispondenti pin del chip seriale FTDI USB-to-TTL.

• Interrupts esterni: 2 e 3. Questi pin possono essere configurati per accendere un interrupt su un valore basso, o in modalità salita/discesa, o per cambiarne il valore. Si veda la funzione attachInterrupt() per i dettagli.

• PWM: 3, 5, 6, 9, 10, e 11. Forniscono uscite PWM a 8-bit con la funzione analogWrite().

• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Questi pin supportano la comunicazione SPI, la quale, sebbene fornita dall'hardware sottostante, non è inclusa nel linguaggio Arduino.

• LED: 13. C'è un LED integrato connesso al pin digitale 13.

Quando il valore del pin è HIGH, il LED è acceso, quando è LOW, il LED è spento.

La scheda Nano ha 8 ingressi analogi, ognuno dei quali fornisce una risoluzione di 10 bits (per esempio 1024 valori differenti). Di default si misura dalla messa a terra a 5 volt, anche se è possibile cambiare l'estremità superiore del loro range utilizzando la analogReference() funzione. In aggiunta, alcuni pin hanno funzioni specifiche:

• I²C: 4 (SDA) e 5 (SCL). Supportano la comunicazione I²C (TWI) usando libreria Wire (documentazione disponibile sul sito di Wiring).

Ci sono un paio di altri pin sulla scheda:

• AREF. Voltaggio di riferimento per gli ingressi analogici. Usato con analogReference().

• Reset. Porta questa linea ad un valore LOW per resettare il microcontrollore. Tipicamente usato per aggiungere un bottone di reset (unico sulla scheda) agli shields.

Si veda inoltre il mapping tra i pin di Arduino e le porte dell'ATmega168.

Programmazione

L'Arduino Nano può essere programmata con il software di Arduino (download). Per i dettagli, visitate la pagina di consultazione e tutorial.

L'ATmega168 sull'Arduino Nano arriva con un bootloader precaricato che permette l'upload di nuovo codice senza l'uso di un programmatore hardware esterno. Comunica utilizzando il protocollo originale STK500 (consultazione, Instestazione file C).

Potete bypassare il bootloader e programmare l'ATmega168 attraverso l'intestazione ICSP (In-Circuit Serial Programming); fate riferimento a queste istruzioni per i dettagli.

Reset (Software) automatico

Piuttosto quindi che richiedere una pressione fisica del pulsante di reset prima di caricare uno sketch, l'Arduino Nano è stato progettato in modo tale che può essere resettato da un programma software in esecuzione su un computer collegato ad esso. Un flusso ci controllo hardware (DTR) del FT232RL è connesso alla linea di reset dell'ATmega168 attraverso un capacitore di 100 nanofarad. Quando la linea è fatta valere (presa bassa), la linea di reset diminuisce abbastanza per resettare il chip. Il software di Arduino usa questa capacità per permetere l'upload del codice semplicemente premendo il bottone di upload dell'ambiente di sviluppo di Arduino. Ciò significa che il bootloader può avere un timeout più piccolo, come l'abbassamento del DTR può essere ben coordinato con l'inizio dell'upload.

Questo setup ha altre implicazioni. Quando la scheda Nano è connessa sia a computer con Mac OS X o Linux, essa si resetta ogni volta che una connessione è instaurata con la scheda tramire software (via USB). Per i seguenti mezzo secondo o più, il bootloader è in esecuzione sulla scheda Nano. Mentre è programmato per ignorare i dati errati o non validi (vale a dire nient'altro se non un upload di nuovo codice), essa intercetterà i primi byte di dati inviati alla scheda dopo che una connessione è stata aperta. Se uno sketch in esecuzione sulla scheda riceve una configurazione "one-time" o altri dati quando la connessione è già iniziata, assicurarsi che il software con il quale comunica aspetti un secondo dopo l'apertura della connessione prima di inviare questi dati.