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Arduino Nano R3 - Compatível

O Arduino Nano é a versão menor e mais completa das placas de microcontrolador (ATmega), é uma versão para ser inserida a um protoboard com uma porta USB acoplada.
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Descrição do Produto

Detalhes

Eletronicamente ele tem tudo o que o Diecimila tem com mais pinos de entrada analógica e um jumper acoplado de +5V AREF. Fisicamente ele não tem a entrada auxiliar nem o jumper para selecinoar a fonte de alimentação. Como o Nano detecta automaticamente chaveia para a maior fonte de alimentação não há necessidade do jumper de seleção. O Nano pode ser usado diretamente na protoboard como o Boarduino e a conexão miniUSB maximiza o espaço restante. Ele tem uma disposição de pinos que funciona bem tanto com o Mini ou com o Basic Stamp (TX, RX, ATN, GND em uma face e a alimentação e o terra na outra). Ele é uma placa de quatro camadas com planos para a alimentação e para o terra para auxiliar a fornecer energia suficiente para os CIs durante o chaveamento e reduzir o ruído (EMC) durante o chaveamento de alta velocidade dos pinos de entrada e saída. O plano do terra auxilia na redução de radiação (EMI). O plano de alimentação é de baixa indutância e assim quaisquer transientes que possam surgir na linha de alimentação serão de baixo nível.

            

Dados técnicos:

Microcontrolador ATmega328
Tensão de operação 5 V
Tensão de alimentação (recomendada)                  7-12 V
Tensão de alimentação (limite) 6-20 V
Entradas e saídas digitais 14 das quais 6 podem ser PWM
Entradas analógicas 8
Corrente contínua por pino de I/O 40 mA
Memória Flash 32 KB (ATmega328dos quais 2 KB são usados pelo bootloader        
Memória SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Velocidade do Clock 16 MHz
Dimensões 18,5mm x 43,2mm
Peso  

 

Esquema e referência de Design

Placa Nano 3.0 (ATmega328)

Arquivos EAGLE: Eagle files

Esquema: schematic

 

Placa Nano 2.3 (ATmega168): 

Arquivos EAGLE: Eagle files

Esquema: manual

 

NOTA:  como a versão gratuíta do Eagle não suporta mais do que duas camadas, e o Nano utiliza quatro, a Gravitech fez a publicação sem as trilhas, desse modo é possível ao menos abrir e utilizar os arquivos com a versão gratuíta do Eagle.

 

Características:

  • Reset automático durante o download de programas
  • LED azul de alimentação na parte de baixo
  • Verde (TX), vermelho (RX) e laranja (L) LEDs
  • jumper +5V para AREF
  • Detecção utomática da fonte de alimentação
  • conector mini-B USB para programação e comunicação serial
  • cabeçalho ICSP para download direto de programas
  • Disposição padrão dos pinos (pode ser montado em protoboard)
  • Botão manual de switch

 

Alimentação:

A Placa Nano pode ser alimentada por uma conexão mini-B USB, por uma fonte externa não regulada de 6 a 20 volts (pino 30), ou por uma fonte externa regulada de 5V (pino 27). A fonte de alimentação selecionada automaticamente é a de maior voltagem.

O chip FT232RL somente somente é energizado se e placa for alimentada através da porta USB. Desse modo quando a placa está funcionado com alimentação externa (não USB) a saída de 3,3V (que é fornecida pelo chip FTDI) não está disponível e os LEDs RX e TX vão acender se os pinos 0 e 1, respectivamente, estiverem em HIGH.

 

Memória

O ATmega328 no Nano tem 16KB de memória flash para armazenamento de código (dos quais 2KB são usados pelo bootloader). Ele possui ainda 2KB de SRAM e 1KB de EEPROM( que podem ser lidos ou escritos com a biblioteca EEPROM).

 

Entrada e Saída

Cada um dos 14 pinos digitais no Nano pode ser usado como uma entrada ou uma saída, usando as funções de pinMode()digitalWrite(), e digitalRead(). Eles operam a 5 volts. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40 mA e possui um resistor interno (desconectado por default) de 20-50KΩ. Em adição alguns pinos possuem funções especializadas:

 

  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir(TX) dados no padrão serial TTL. Estes pinos são conectados aos pinos correspondentes do chip FTDI USB-to-TTL Serial.
  • Interruptores externos: 2 e 3. Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção por um valor baixo, um limite diminuindo ou subindo, ou uma mudança em um valor. Para mais dealhes veja a função attachInterrupt().
  • PWM: 3, 5, 6, 9, 10 e 11. Fornecem saída analógica PWM de 8-bits com a função  analogWrite().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) e 13 (SCK). Estes pinos dão suporte à comunicação SPI que, embora suportada pelo hardware, ainda não está incluida na linguagem Arduino.
  • LED: 13. Há um LED connectado ao pino digital 13. Quando o pino está em HIGH o led se acende.
  • I2C: 4 (SDA) and 5 (SCL). Fornecem suporte à comunicação  I2C (TWI) usando a  bibliotecaWire (documentação no site do Wiring).

O Nano tem 8 entradas analógicas, cada uma das quais com 10 bits de resolução (i.e. 1024 valores diferentes). Por padrão elas medem de 0 a 5 volts, embora seja possível mudar o limite superior usando o pino AREF e a função analogReference().

Há um par de pinos diferentes na placa:

  • AREF. Voltagem de referência para as entradas analógicas. Usados com analogReference().
  • Reset. Leve este pino para nível lógico baixo para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adcionar um botão de reset em shields que bloqueiam o que há na placa.

Veja também mapeando os pinos entre o Arduino e o as portas do ATmega168.

 

Programação

A Placa Nano pode ser programada com o software do Arduino (download). Para detalhes, veja a referência e os tutoriais.

O ATmega168 na Placa Nano vem com o bootloader pré gravado o possibilita o envio de novos códigos sem o uso de um programador de hardware externo. Ele se comunica usando o protocolo original STK500 (referenceC header files).

Você também pode ignorar o bootloader e programar o microcontrolador através de um conector header ICSP (In-Circuit Serial Programming); veja estas instruções para mais detalhes.

 

Reset Automático (Software) 

Ao invés de necessitar o pressionamento físico do botão de reset antes de um upload, a Placa Nano é desenhada de modo a permitir que o reset seja feito pelo software executado em um computador conectado. Uma das linhas dos fluxos de controle de hardware (DTR) do FT232RL é conectada diretamente à linha de reset do ATmega1280 através de um capacitor de 100 nanofarads. Quando esta linha é acessada (rebaixada), a linha de reset decai por tempo suficiente para resetar o chip. O software Aduino utiliza esta capacidade para possibilitar que novos códigos sejam enviados simplesmente clicando no botão de upload do ambiente de programação do Arduino. Isto significa que o bootloader fica fora do ar por um tempo mais curto, uma vez que o rebaixamento do DTR pode ser bem coordenado com o início do upload.

Esta montagem tem outras implicações. Quando o Nano é conectado a um computador rodando Mac OS X ou Linux ele é resetado cada vez uma conexão é feita com o software (via USB). Durante o próximo meio segundo (aproximadamente) o bootloader estará rodando no Nano. Uma vez que ele é programado para ignorar dados mal formados (i.e. qualquer coisa que não seja um upload de novo código), ele vai interceptar os primeiros bytes de informação enviado à placa depois que uma nova conexão seja aberta. Se um programa rodando na placa recebe uma pré configuração ou outros dados assim que ele comaça, certifique-se de que o software com o qual ele se comunica espera meio segundo depois que a conexão seja estabelecida antes de começar a enviar os dados.

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