Arduino Nano Every: распиновка, схема подключения и программирование
Arduino Nano Every — компактная платформа для разработки с 8-битным микроконтроллером ATmega4809.
Подключение и настройка
Шаг 1
Скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.
Шаг 2
По умолчанию среда программирования настроена только на AVR-платы. Для работы с платформой Arduino Nano Every — добавьте в менеджере плат поддержку платформ семейства megaAVR.
Шаг 3
Отключите программную эмуляцию с микроконтроллером ATmega328: Инструменты Registaers Emulation None (ATMEGA4809)
Плата готова, можно смело переходить к примерам работы.
Программная эмуляция
Платформа Arduino Nano Every с микроконтроллером ATmega4809 поддерживает программную эмуляцию для полной совместимости с платой предшественника Arduino Nano с микроконтроллером ATmega328.
Включение совместимости: Инструменты Registaers Emulation ATMEGA328
Отключение совместимости: Инструменты Registaers Emulation None (ATMEGA4809)
Эмуляция будет полезна, только если одновременно выполнены следующие пункты:
Ваш проект собран на базовой плате Arduino Nano.
Вы решили перейти с платы Arduino Nano на плату Arduino Nano Every.
В коде прошивки использованы не базовые функции языка C++, а именно регистры микроконтроллера ATmega328.
Вам лень менять код.
Во всех остальных случаях рекомендуем не включать эмуляцию.
Элементы платы
Микроконтроллер ATmega4809
Сердцем платформы является 8-битный микроконтроллер семейства megaAVR — ATmega4809 с тактовой частотой до 20 МГц. Контроллер предоставляет 48 КБ Flash-памяти для хранения прошивки, 6 КБ оперативной памяти SRAM и 256 байт энергонезависимой памяти EEPROM для хранения данных.
На плате Arduino Nano Every частота контроллера установлена на 16 МГц.
Микроконтроллер ATSAMD11D14A
Микроконтроллер ATSAMD11D14A, с прошивкой USB-UART преобразователя, обеспечивает связь контроллера ATmega4809 с USB-портом компьютера. При подключении к ПК Arduino Nano Every определяется как виртуальный COM-порт.
USB порт
Разъём micro-USB предназначен для прошивки платформы Arduino Nano Every с помощью компьютера.
Светодиодная индикация
| Имя светодиода | Назначение |
|---|---|
| ON | Информационный индикатор питания |
| RX и TX | Мигают при обмене данными между Arduino и ПК |
| L | Пользовательский светодиод на 13 пине микроконтроллера. Используйте определение LED_BUILTIN для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается. |
Понижающий регулятор 5V
Импульсный понижающий регулятор напряжения MPM3610 обеспечивает питание микроконтроллера ATmega4809 и другой логики платформы при подключении платформы через пин Vin . Диапазон входного напряжения от 7 до 18 вольт. Выходное напряжение 5 В с максимальным выходным током 1,2 А.
Понижающий регулятор 3V3
Линейный понижающий регулятор напряжения AP2112K-3.3 обеспечивает питание микроконтроллера ATSAMD11D14A. На регулятор поступает напряжение с линии 5V . Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 600 мА.
Кнопка RESET
Пользовательская кнопка с двумя полезными функциями:
Один клик (Single Сlick): служит для сброса микроконтроллера.
Двойной клик (Double Click): переводит микроконтролер в BOOT-режим, который пригодиться при зависании платы или дургих сбоев в программе.
Распиновка
Пины питания
VIN Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 5 до 18 вольт.
5V Пин от стабилизатора напряжения с выходом 5 вольт и максимальных током 1,2 А. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера ATmega4809 и другой вспомогательной логики платы.
3V3 Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 600 мА. Регулятор обеспечивает микроконтроллера ATSAMD11D14A.
GND Выводы земли.
Порты ввода/вывода
Цифровые входы/выходы 22 пина: 0 – 21
Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 20 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
ШИМ 5 пинов: 3 , 5 , 6 , 9 и 10
Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ не меняется и установлена в 8 бит.
АЦП 8 пинов: A0 – A7
Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. Разрядность АЦП не меняется и установлена в 8 бит.
TWI/I²C пины SDA/18 и SCL/19
Для общения с периферией по интерфейсу «I²C». Для работы используйте библиотеку Wire.
SPI пины MOSI/11 , MISO/12 и SCK/13
Для общения с периферией по интерфейсу «SPI». Для работы — используйте библиотеку SPI.
UART/Serial
Serial пины: RX/26 и TX/27
Выводы шины соединены с соответствующими выводами микроконтроллера ATSAMD11D14A с прошивкой USB-UART преобразователя.
Serial1 пины: RX/0 и TX/1
Для коммуникации платы Arduino с другими платами расширения и сенсорами по последовательному интерфейсу.
Arduino.ru
Платформа может работать при внешнем питании от 6 В до 20 В. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 В до 12 В.
Т.е. » при внешнем питании от 6 В до 20 В» значит на VIN можно подать питание 12В от авто?
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Втр, 23/06/2015 — 21:12
Зарегистрирован: 22.05.2013
Можно взять в руки плату, поднести ее к глазам, прочитать какой именно регулятор там установлен и прочитать его даташит.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Втр, 23/06/2015 — 21:14
Зарегистрирован: 27.02.2015
Arduino MEGA 2560 R3
Под рукой счас нет ее просто.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Втр, 23/06/2015 — 21:19
Зарегистрирован: 22.05.2013
Причем тут мк? Мк сам не не регулирует питание.
а что по питанию впаяли китайцы даже в хрустальном шаре не видно.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Втр, 23/06/2015 — 22:17
Gippopotam
Зарегистрирован: 12.09.2014
Niferman пишет:
Т.е. » при внешнем питании от 6 В до 20 В» значит на VIN можно подать питание 12В от авто?
Через предохранитель вероятно можно. Но это если закрыть глаза на то, что использовать более 12 вольт не рекомендуют, а в бортовой сети запросто и 17 вольт может быть.
Я обычно использую дополнительный «понижатель» до 9 вольт.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 25/06/2015 — 09:01
Зарегистрирован: 25.06.2015
Регулятор 1117 выдерживает 20В минимум. Если боитесь перегрева — моставьте малюсенький радиатор (хоть десять копеек на термопасту прилепите). Силовая часть в платах ардуино отделена от цифровой, регулятор стоит рядом с разъемом питания и USB — что он там может повредить непонятно. Если только внесет температурное смещение в работу кварца 16U2 — что, скорее всего, не страшно.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 25/06/2015 — 09:25
Зарегистрирован: 07.09.2014
20В — это абсолютно максимальное значение входного напряжения! Больше — только с фейерверком) А вообще, китайдуины и от 12 умудряются гореть.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 25/06/2015 — 09:39
Зарегистрирован: 25.06.2015
А, точно. Я просто перепутал «минимум» и «максимум» — сам читаю и не понимаю что сказать хотел. Но всё-таки 1117 горящая от 21В, да еще и с радиатором это всё-таки регулятор бракованный.
Что до китайских так у меня на 3-долларовом клоне R3 стоит нормальная NCP
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 25/06/2015 — 09:42
Зарегистрирован: 19.05.2013
Yarik.Yar пишет:
20В — это абсолютно максимальное значение входного напряжения! Больше — только с фейерверком) А вообще, китайдуины и от 12 умудряются гореть.
даже от 10В горят. проверено
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 25/06/2015 — 12:00
Зарегистрирован: 07.09.2014
ГыГы питание от USB рулит) Рекомендуемая область значений входной напруги для 1117 — от 7 до 12.(хотя, и чуть ниже семи, вроде дропаут около вольта всего). На страх и риск, как говорится.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 25/06/2015 — 21:59
Зарегистрирован: 25.01.2013
Тоже использую в машине кренку на 9в, в результате все довольны
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 07:10
Зарегистрирован: 07.09.2014
Именно КРЕНка или её забугорный аналог 7805 могут брать на вход до 35В(35, Карл!)
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 07:50
Зарегистрирован: 22.05.2013
У меня до 250 берет и не греется. Кто больше.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 10:37
Зарегистрирован: 07.09.2014
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 10:37
Зарегистрирован: 22.05.2013
Yarik.Yar пишет:
250 вольт. -12 вольт
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 13:17
Зарегистрирован: 05.08.2014
Только меня смущает, что слова «ток» и «милиампер» в этой теме не употребляют?
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 13:25
Зарегистрирован: 07.09.2014
Пухлявый, да я понял)
Слово «милиампер» не применяем. Оно некорректно. Да простит меня миллиампер!
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 13:56
Зарегистрирован: 05.08.2014
Yarik.Yar пишет:
Пухлявый, да я понял)
Слово «милиампер» не применяем. Оно некорректно.
Как так некритично?! Нагрев регулятора мощностью P=U*I где U-падение на регуляторе (для Vin=12В U=7В) и получается нагрев зависит именно от тока. А ток, понятное дело от того что к ардуинке прицеплено. Вот и получается проблема Nano+TFT при 12В уже на пределе, греется как утюг. Кренка тоже к стати греется в таком раскладе, лучше DC/DC конвертор. эконом вариант конвертора — внутренности из типа такого — http://www.tinydeal.com/ru/dc-12v-1a-black-mini-usb-car-charger-for-usb-. (этот проверен, нормалек)
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 14:16
Клапауций 999
Зарегистрирован: 06.06.2015
Logik пишет:
Yarik.Yar пишет:
. некорректно.
Как так некритично?!
некротично!
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 14:30
Зарегистрирован: 05.08.2014
Вот до чего лингвистика доводит!
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 14:38
Клапауций 999
Зарегистрирован: 06.06.2015
Logik пишет:
Вот до чего лингвистика доводит!
русофобия доводит до словарного запаса в 500 слов.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 15:17
Зарегистрирован: 05.08.2014
Если Вас волнуют проблемы русофобии и словарного запаса — найдите себе более подходящий форум. Политики ещё тут не хватало.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 15:21
Клапауций 999
Зарегистрирован: 06.06.2015
Logik пишет:
Если Вас волнуют проблемы русофобии и словарного запаса — найдите себе более подходящий форум. Политики ещё тут не хватало.
слушай, каким боком, процветающая на русскоязычном форуме, русофобия к политике(ещё тут не хватало!)?
учите русский язык, что бы народ не ржал над вашими перлами русской словесности.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 26/06/2015 — 15:42
Зарегистрирован: 05.08.2014
Луче ржать над моими перлами чем плакать над Вашим. Примерчик языкового совершенства прокоментируете?:
Клапауций 999 пишет:
а, я не против — щаз набегут тыщи доброжелателей и начнут мне лекцию о радиомодулях читать. самому мне шото влом искать, зачем оно мне впёрлось это знать.
передатчик: прием?
приемник: ты кто.
передатчик: я от Иван Петровича.
приемник: не знаю такого — иди нахуй.
передатчик2: алё! гараж!
приемник: шо нада?
передатчик2: мы тут принесли. вот
приемник: идите нахуй — я вас не знаю.
передатчик2: приёмник впал в отшельничество.
приемник: где все?
передатчик: себе всё оставлю — никому не отдам.
Хоре флудить! Дальше по теме!
Arduino Nano
Arduino Nano – одна из самых популярных моделей плат семейства Ардуино. Является отладочной платой на базе 8-битного микроконтроллера ATmega328p (есть версии на ATmega168p) семейства AVR – довольно старом, но хорошо сбалансированном по характеристикам и комфортном в освоении и программировании. На базе этого же МК существуют платы Arduino UNO и Arduino Pro Mini, но они очень сильно уступают модели Nano в удобстве использования: UNO имеет крайне неудачную конструкцию (не вставляется в макетную плату) и на ней выведены не все аналоговые пины микроконтроллера, несмотря на огромный размер самой платы. Pro Mini в свою очередь требует наличие внешнего USB программатора и имеет неудобное расположение пинов для работы на макетной плате.
Arduino Nano является самой лучшей платой для знакомства с миром Arduino и робототехники, а также использования в качестве основы для проекта:
- Загрузка прошивки через бортовой USB порт
- Широкий диапазон напряжений питания: стабильно работает от ~3 до 5 Вольт при питании “напрямую” (от 1.5 Вольт при понижении частоты процессора)
- Бортовой стабилизатор напряжения для внешнего питания 7.. 15 Вольт
- Небольшое потребление тока, несколько режимов энергосбережения
- Удобный форм-фактор – плата вставляется в макетку, что позволяет быстро собирать схемы любой сложности
- Много ног: 20 цифровых пинов, 8 аналоговых (из них 6 совмещены с цифровыми)
- Логический уровень – 5 Вольт
- Хорошая токоотдача у пинов по сравнению с другими Ардуино-совместимыми платами: может самостоятельно питать светодиоды и качать транзисторы
- Аппаратная поддержка самых популярных интерфейсов: UART, I2C, SPI
- Достаточно памяти для большинства проектов
- “Настоящая” EEPROM память с большим ресурсом перезаписи
- Очень предсказуемая и стабильная работа
- Удобный в использовании, хорошо написанный официальный даташит для полноценной работы с МК и доступа ко всем его возможностям
- Быстрая компиляция и загрузка прошивки
- Невысокая цена по сравнению с остальными Arduino платами, но не самое лучшее соотношение цена/возможности среди остальных Ардуино-совместимых плат на рынке
Характеристики (Nano ATmega328p)
| Напряжение питания МК | ~3.. 5V (от 1.5V при пониженной частоте) |
| Питание через стабилизатор | 7.. 15V |
| Макс. ток с пина | 40 mA |
| Мак. суммарный ток с пинов | 200 mA |
| Ток потребления | От ~5 мкА (МК в режиме сна на модифицированной плате) до ~20 мА (на стоковой плате в обычном режиме) |
| Частота процессора | 16 MHz |
| Flash память (программа) | 32 кБ |
| SRAM память (оперативная) | 2 кБ |
| EEPROM память | 1 кБ |
| Цифровые пины | 20 |
| Аналоговые пины | 8 |
| Аппаратные ШИМ пины | 6 |
| Аппаратные интерфейсы | 1x SPI, 1x I2C, 1x UART |
Распиновка
Отмеченные пины:
- GPIO Arduino – цифровые пины, ввод/вывод логических сигналов, нумерация Arduino. По этим номерам можно обращаться в программе
- GPIO AVR – “настоящие” названия и номера пинов микроконтроллера, не обращайте внимания
- PWM – выводы таймеров (генерация ШИМ сигнала)
- ADC – выводы АЦП (измерение аналогового сигнала)
- UART – выводы UART
- SPI – выводы шины SPI
- I2C – выводы шины I2C
- LED – светодиод на пине D13
- 3V3 – выход питания 3.3V, ток до 100 мА
- AREF – вход внешнего опорного напряжения
- RST – перезагрузка (низкий сигнал)
- VIN – вход внешнего питания (на стабилизатор): 7.. 15V
- L – отладочный светодиод на пине D13
- PWR – индикатор питания
- RX – индикатор приёма данных по UART
- TX – индикатор отправки данных по UART
Начало работы
Для работы с Arduino Nano достаточно установить драйвер на микросхему CH341 – урок
Нумерация пинов
- Как цифровой пин (функции digitalRead/Write, analogWrite, pinMode):
- D-пины – по номеру D-пина или номеру GPIO (они совпадают): D2 – 2 , D13 – 13
- A-пины – по номеру GPIO или А-номеру с буквой A: A1 – 15 , A5 – A5
- A-пины – по номеру GPIO или А-номеру с буквой A: A1 – 15 , A5 – A5
Как запитать Ардуино от 5, 9, 12 вольт?
Оборудование
На чтение 5 мин Просмотров 2.6к. Опубликовано 03.02.2023
Arduino — платформа для разработки простых электронных схем, хорошо зарекомендовавшая себя среди домашних энтузиастов. Правильная схема питания необходима для корректной работы Ардуино и остальных частей сборки. В этой статье разберем, как подключить плату к различным источникам питания.
Схема питания на Arduino Uno
Чтобы понять, как запитать плату Ардуино, взглянем на её схему:
На схеме видим следующие элементы:
- Вход USB Type B с током питания 5V;
- Вход DC Jack 2.1 mm с диапазоном напряжения 7 – 12V;
- Контакт 5V для питания платы напрямую;
- Стабилизированный вход Vin 7 –12V;
- Общий контакт GND (заземление).
Рабочее напряжение Arduino Uno — 5V, потребление тока в пределах 20 – 22 мА. Возможный диапазон входного напряжения — 5-20V, однако, не рекомендуется выходить из диапазона 7 – 12V. Напряжение ниже 7V может вызвать нестабильную работу микроконтроллера («мозги» платы), ибо на входном каскаде могут происходить потери в несколько вольт, а напряжение выше 12V вызывает сильный нагрев стабилизирующей микросхемы по линии питания.
Питание платы через USB
При подключении через USB, источником стабилизированных 5V становится Ваш компьютер/ноутбук. Это удобно, когда нужно быстро загрузить скетч (программа, написанная в среде разработки Arduino IDE). Необходимо учитывать, что после USB-порта, по линии питания установлен диод, выполняющий роль предохранителя. Напряжение на нем снижается до значений ~4,7V, что может повлиять на работу чувствительных приборов, подключенных к Ардуино. При этом, максимальная сила тока источника питания должна быть не выше 500 мА, иначе диод может просто сгореть. Учитывая эти особенности, этот способ питания не лучший для сборки полноценных схем.
Возможно подключение других источников питания, например зарядные устройства для телефонов, повербанки и т.д, однако, все перечисленные особенности остаются актуальными. Рекомендуются использовать порт USB только для прошивки Ардуино, при подключенном внешнем питании, для безопасного прохождения процесса. Плата сама выберет, какой источник питания более предпочтительный.
Через DC Jack 2.1 mm
Ардуино Уно оснащается разъемом типа DC Jack 2.1×5.5mm, внешняя часть которого является минусовым контактом, а внутренняя — плюсом. Он предназначен для подключения источников питания с напряжением от 7 до 12V. Подойдет любой адаптер AC/DC с соответствующим разъемом.
Также, при использовании переходников, возможно подключение различных батареек, например кроны 9V или двух литий-ионных аккумуляторов типа 18650, последовательно подключенных, для получения напряжения в пределах от 7,2 до 8,4V. Это позволит сделать проект автономным и достаточно компактным.
Для получения еще большей автономности, можно подключить солнечную панель. Тогда, стоит собрать схему, в которой аккумуляторы будут запитывать Ардуино, а солнечную панель подключить как зарядное устройство для аккумуляторов.
Через контакт Vin (7 – 12V)
Контакт Vin на плате может использоваться как вывод, который выдает напряжение, равное напряжению источника, или же как стабилизированный вход для источников 7 – 12V. При подключении таким методом, плюсовой контакт от источника питания подключается в разъем Vin, а минусовой может быть подключен в любой контакт GND на плате.
Для подключения таким способом актуально все сказанное про подключение через DC Jack — ток также проходит через стабилизатор на плате, через все защитные микросхемы по линии питания. Выбор подключения зависит от самого пользователя — какой способ для него более удобный, есть ли необходимость снятия тока с Vin для питания остальных частей схемы.
Через контакт 5V
На плате Ардуино также установлен контакт 5V, который может использован быть использован как выход для питания внешних устройств, или же для запитки самой платы. Необходимо учитывать, что источник питания должен выдавать устойчивые и стабильные 5V (5,5V max) напряжения. Минимальное напряжение зависит от тактовой частоты микроконтроллера: 1 – 4 MHz @ 1.8 – 5.5V; 4 – 10 MHz @ 2.7 – 5.5V; 10 – 20 MHz @ 4.5 – 5.5V.
Данный способ подразумевает запитку платы напрямую, обходя все стабилизирующие и защитные микросхемы на плате. Любая проблема с подключением, например несоблюдение полярности, скачки напряжения, выведут плату из строя. Если планируется подключение нестабилизированного источника, перед входом в контакт рекомендуется установить стабилизатор входного напряжения (понижающий или повышающий, в зависимости от источника питания).
По аналогии с Vin, плюсовой провод подключается в 5V контакт, минусовой в контакт GND.
Подключение «мощных» потребителей к Ардуино
Если Ваш проект подразумевает подключение устройств с высоким током потребления, важно помнить, что питать их напрямую от Ардуино нельзя. Ардуино — логическое устройство, которое предназначено для передачи сигналов и управления другими элементами схемы. Сила тока, снимаемая с контактов платы, ограничена 40 мА. Поэтому, при сборке схемы с мощными потребителями, питание подключается отдельно для платы, отдельно для потребителя (можно с одного источника).
Также, важно упомянуть про закон Ома. Ардуино и подключенные устройства возьмут от источника столько Ампер, сколько им надо. Количество ампер, которые указаны на блоке питания, являются максимальной силой тока, которую он может отдать без просадок/выхода из строя и т.п.
Например, возьмем стандартный блок питания от зарядки телефона с характеристиками 5V / 1A. Подключая к нему Ардуино, потребляющую 20 мА, и двигатель с потреблением 550 мА, блок питания отдаст 570 мА, а оставшиеся 430 мА будут запасом.
Можно использовать блоки питания хоть на десятки Ампер. Это не повлияет на работу Ардуино и остальных компонентов схемы (в отличие от напряжения, его надо подбирать в указанном диапазоне). Главное запомнить — максимальная токоотдача источника питания должна быть равна или больше потребляемых сборкой Ампер.
Заключение
В этой статье мы разобрались, как подключить питание к Arduino Uno. Подведем итоги:
- При выборе способа питания, более предпочтительным будет подключение через DC Jack или разъем Vin от источника напряжения 7 – 12V. Ток проходит через стабилизатор на плате, передающий качественные 5V на плату;
- При подключении через 5V контакт, необходимо удостовериться, что источник стабилизирован и не создает помех. Такой способ подключения подразумевает обход всех защитных микросхем на плате;
- USB порт лучше использовать только для заливки скетчей в Ардуино. При этом, внешнее питание должно быть подключено, ибо во время прошивки через плату может пойти большой ток.