Arduino Boards im Detail: der Arduino NANO

Arduino Nano im Detail

Der ARDUINO NANO wird von mir am häufigsten eingesetzt. Aktuell nehme ich die Version 3.X mit einem ATmega 328p µC. Für seine Ausstattung ist er angenehm klein gehalten, der Stromverbrauch ist recht gering und die Anzahl der analogen und digitalen Ein-/Ausgänge reicht für die meisten Anwendungen vollkommen aus. Attraktiv macht ihn auch sein integrierter Mini-B USB-Port samt FTDI. Er kann dadurch direkt an einem PC betrieben und programmiert werden. Gleichzeitig bietet der Anschluss die Versorgung über ein normales USB-Netzteil (z.B. Smartphone oder Tablet).

Spezifikationen des ARDUINO NANO

µC Atmel ATmega168 (bis V2.3) or ATmega328 (ab V3.0)
Operations-Spannung (logic level) 5 V
Eingangs-Spannung (empfohlen) 7-12 V
Eingangs-Spannung (min/max) 6-20 V
Digitale E/A Pins 14 (6 unterstützen PWM-Signale)
Analoge Eingangs Pins 8
Maximaler Strom pro E/A Pin 40 mA
Flash Speicher 16KB (ATmega168) bzw. 32KB (ATmega328)
(2KB werden für den Bootloader verwendet)
SRAM 1KB (ATmega168) bzw. 2KB (ATmega328)
EEPROM 512bytes (ATmega168) bzw. 1KB (ATmega328)
Takt-Frequenz 16MHz
Länge 45mm
Breite 18mm
Gewicht 5g

Spannungs-Versorgung

Der Arduino Nano hat zwei Möglichkeiten, um ihn zu versorgen. Die einfachere Variante ist ein 5V USB-Netzteil (Mini-B USB-Port) bzw. geregelte 5V am Pin 27 (Beschriftung: 5V). Die 7-12V (maximal 6-20V von einem ungeregelten Netzteil) können alternativ am Pin 30 angeschlossen werden. Sollten beide Varianten angeschlossen werden, nutzt der Nano automatisch die höhere Spannung.

Speicher

Der ATmega328 hat (wie die Bezeichnung schon andeutet) 32kB Flash-Speicher, wovon 2kB für den Bootloader benötigt werden. Wir können also 30kB für unser eigenes Programm nutzen. Beim ATmega168 stehen 16kB Flash-Speicher, es werden aber ebenfalls 2kB für den Bootloader benötigt. Hinzu kommen beim ATmega328 noch 2kB SRAM (beim ATmega168 ist es 1kB SRAM) und 1kB EEPROM (beim ATmega168 512 Byte). Da wir von PCs, Smartphones, Tablets und Co ganz schön mit Speicher vewöhnt werden, klingt dies im ersten Moment sehr wenig. Es reicht aber beispielsweise aus, um einen Copter mit mehreren Sensoren und Flight-Modes steuern zu können.

Digitale Ein- und Ausgänge

Der Arduinon Nano V3.0 hat 14 digitale Pins, die als Ein- und Ausgänge genutzt werden können. Sie vertragen maximal einen Strom von 40mA unabhängig davon ob der Pin als Eingang oder Ausgang genutzt wird. Bei ATmega µC gibt es integrierte Pull-Up Widerstände mit 20-50kOhm.

Die digitalen Ein- und Ausgänge des Arduino NANO

 

Einige der digitalen E/A’s haben zusätzliche Funktionen:

Serielle Verbindung:

Die Pins 0 (RX) und 1 (TX) können als serielle Schnittstelle (UART TTL) genutzt werden. RX steht für Receive (Empfangen) und TX für Transmit (Senden). Diese Pins sind auch mit den entsprechenden Pins des FTDI verbunden.

Die serielle Schnittstelle des Arduino NANO

Externe Interrupts:

Über die Pins 2 und 3 lassen sich auch externe Interrupts realisieren. Hierbei kann ein Low-Wert, eine steigende oder fallende Flanke (Flankenwechsel) oder eine Wertänderung erkannt werden, was dann ein Ereignis auslösen kann.

Externe Interrupts beim Arduino NANO

PWM:

Die Pins 3, 5, 6, 9, 10, und 11 unterstützen ein 8-bit PWM-Signal. Mit ihnen kann man beispielsweise wunderbar LEDs dimmen.

PWM-Signal beim Arduino NANO

SPI:

Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) und 13 (SCK) können für SPI (Serial Programming Interface) genutzt werden.

Das SPI - Serial Programming Interface des Arduino NANO

Status-LED:

Pin 13 ist über einen Widerstand mit einer LED verbunden. Dadurch können wir uns recht unkompliziert den Status des Arduino anzeigen lassen.

Die Status-LED beim Arduino NANO

Analoge Ein- und Ausgänge

Der Nano besitzt aber noch 8 analoge Eingänge. Mit einer Auflösung von 10bit (1024 Schritte) können sie standardmäßig Spannungen von 0-5V unterscheiden.

Die Analogen Ein- und Ausgänge des ARDUINO NANO

Zwei der analogen Eingänge haben aber noch eine Zusatz-Funktion:

I²C-Bus:

Die Pins A4 (SDA) und A5 (SCL) können für den I²C-Bus eingesetzt werden. Bei einem Copter sind beispielsweise die Sensoren über diese Bus mit dem µC verbunden.

 

Zusatz

Der Arduino Nano hat lediglich zwei zusätzliche Pins.

AREF / REF

AREF ist die analoge Referenz-Spannung. Diese wird benötigt, wenn man die maximale Spannung der analogen Eingänge verändern möchte.

Reset / RST

Normalerweise hat jeder Arduino einen Reset-Knopf auf der Platine. Je nach Position des Boards oder bei der Verwendung von Shields (zusätzliche Boards, die auf den Arduino gesteckt werden können), kann es aber sein, dass man nicht mehr an den Reset-Knopf kommt. Dann kann man diesen Pin nutzen. Wird dieser Pin mit GND (der Masse des Arduino) verbunden, wird der Arduino zurückgesetzt.

Analoge Referenzspannung und Reset beim Ardunino NANO

Kommunikation

Ein Arduino Nano V3.0 bietet verschiedene Schnittstellen, über die er mit einem PC, anderen Arduinos bzw. anderen µC oder Peripherie-Geräten kommunizieren kann. Wie bereits erwähnt bietet uns der Arduino Nano eine UART TTL Schnittstelle, SPI und den I²C-Bus. Sollte die eine serielle Schnittstelle nicht ausreichen, gibt es auch die Möglichkeit über die SoftSerial Bibliotheken zusätzliche digitale Pins zum Senden und Empfangen zu nutzen.

1 Kommentar zu "Arduino Boards im Detail: der Arduino NANO"

  1. Hallo, wo soll man ihn denn kaufen. Die Preise gehen ja von 2,20 bis 29,00 €. Die billigen kommen aus China. Sind die den vergleichbar oder taugen die nichts?
    mfg
    Wolfgang

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