Tutorial de Arduino Nano [Pinout]

En este tutorial aprenderás todo lo que tienes que saber sobre el Arduino Nano: hoja de datos, pinout detallado, fuente de alimentación y el consumo de energía

En este tutorial aprenderás todo lo que debes saber sobre el Arduino Nano:

  • Ficha técnica
  • ¿Cuál es el pinout del Nano?
  • ¿Cuál es la mejor fuente de alimentación para este microcontrolador?
  • ¿Cómo reducir el consumo de energía del Arduino Nano?
  • Ventajas y desventajas del Arduino Nano.
  • Compara el Nano con otros microcontroladores basados en Arduino y ESP8266.

Hoja de datos de Arduino Nano

El Arduino Nano es una placa de microcontrolador, basada en el microcontrolador ATmega328P de Atmel. El Atmega328 viene con un cargador de arranque incorporado, lo que hace que sea muy fácil actualizar la tarjeta con su código. Como todas las placas Arduino, puede programar el software que se ejecuta en la placa utilizando un lenguaje derivado de C y C ++. El entorno de desarrollo más simple es Arduino IDE. La Nano es la placa más pequeña de las placas Arduino, pero tiene casi la misma hoja de especificaciones que la Arduino Uno. Solo falta el enchufe de alimentación y, en lugar de un puerto USB estándar, el Nano tiene un enchufe USB Mini-B.

La siguiente tabla contiene la ficha técnica de la placa del microcontrolador Arduino Nano R3:

PlacaArduino NANO 3
MicrocontroladorATmega328p
ProcesadorAVR 8 bits
Tensión de funcionamiento5V
Tensión mínima de funcionamiento2,7V
Máxima tensión de funcionamiento6V
Placa IDE de ArduinoArduino Nano
Alimentación a través de VIN,VCC7V…12V
Pines de E/S digitales (con PWM)14 (6)
Pines de entrada analógica8
Resolución ADC10 bits (0…1023)
Pines de salida analógica0
SPI/I2C/I2S/UART1/1/0/1
Corriente CC máxima por pin de E/S40 mA
Corriente CC máxima por pin de 3V50 mA
Memoria flash32 KB
SRAM2 KB
EEPROM1024 bytes
Velocidad de reloj16 MHz
Longitud x Anchura45mm x 18mm
Se adapta a la placa de pan estándar
WIFIno
Bluetoothno
Sensor táctilno
CANno
Interfaz MAC Ethernetno
Sensor de temperaturano
Sensor de efecto de paredno
Toma de corrienteno
Conexión USB
Conexión a la bateríano
ProgramableArduino IDE
Regulador de voltaje de 5VLM1117IMPX-5.0
Tensión de salida5V
Máxima tensión de entrada20V
Tensión de entrada mínima7V
Corriente de salida máxima800mA
Máxima caída de tensión1,2V @ 800mA
Corriente de reposo típica5mA
Regulador de voltaje de 3,3VFT232R USB UART
Tensión de salida3,3V
Tensión de entrada máxima5,25V
Tensión de entrada mínima4,35V
Corriente de salida máxima100mA
Corriente de reposo típica2,5mA
Consumo de energía a 9V
Guión vacío de referencia [mA]22,5
Reducir la velocidad del reloj [mA]18,5
Modo de bajo consumo [mA]4,83
Consumo de energía a 3,3V
Velocidad de reloj [mA]3,41
Modo de bajo consumo [mA]3,42

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Pinout Arduino Nano R3

Pinout Arduino Nano

El Arduino Nano es el microcontrolador más pequeño de la familia Arduino y, por lo tanto, tiene el menor número de pines y conexiones. Pero en mi opinión, el Nano es ideal para proyectos en los que no se necesita una conexión inalámbrica.

El Nano tiene un pin de alimentación de 3.3V y dos pines de alimentación de 5V, uno de los cuales es el pin VIN. Con el pin VIN, puede alimentar el Arduino Nano con un voltaje entre 7V-12V para ejecutar el microcontrolador con batería, por ejemplo. Los tres pines de alimentación proporcionan una moneda máxima de 50 mA. Puede cerrar el circuito con dos pines de tierra.

El microcontrolador tiene 8 pines analógicos con un convertidor de analógico a digital (ADC) de 10 bits. El ADC convierte el voltaje de entrada en una señal entre 0 y 1023. También es posible utilizar los pines analógicos A0… A5 como salida con la función digitalWrite (Ax). Los dos pines analógicos A6 y A7 son solo entradas analógicas.

Hay un total de 14 pines de E / S digitales que se pueden usar con una moneda máxima de 40 mA si no está usando los puertos serie RX0 (UART -> In) y RX1 (UART -> Out) yn no usa el .begin () puerto serie en su script Arduino. Si está usando los puertos seriales, tiene un total de 12 pines digitales (D2… D13) que se pueden usar como ve en la imagen de pines. Si desea crear una señal PWM, por ejemplo, para controlar la velocidad de un motor, hay 6 de los 13 pines digitales, que están listos para PWM.

Puede usar los pines 2 y 3 como interrupciones si desea monitorear una entrada mientras se ejecuta todo el script de Arduino.

Los estándares de comunicación típicos (SPI, I2C y UART) también están disponibles en Arduino Nano.

Fuente de alimentación Arduino Nano R3

La placa Arduino Nano tiene diferentes niveles de voltaje, que necesitamos saber antes de poder sumergirnos en las posibilidades de energía del microcontrolador. La siguiente imagen muestra un diagrama de los niveles de voltaje en el Arduino Nano junto con los niveles máximos de voltaje y las corrientes establecidas por los componentes.

Descripción general de la corriente de voltaje nano Arduino

El microprocesador principal del Arduino Nano 3 es el ATmega328p.

MicrocontroladorTensión mínimaTensión típicaTensión máxima
ATmega328p2,7V5V6V

El ATmega328p tiene una tensión de funcionamiento de 5 V, una tensión mínima de 2,7 V y una tensión máxima de 6 V. Por lo tanto, ambos reguladores de voltaje tienen un voltaje de salida de 5V igual al voltaje de operación del microprocesador.

Reguladores de voltaje Arduino Nano

La siguiente tabla muestra las especificaciones de voltaje para los dos reguladores de voltaje integrados.

Regulador de tensiónRegulador de tensiónMáxima tensión de entradaMáxima corriente de salida
LM1117IMPX-5.05V20V800mA
FT232R USB UART3,3V5,25V100mA

El FT232R USB UART está conectado al puerto USB del Arduino Nano que admite la placa con 5V y una corriente máxima de 500mA, pero se recomienda consumir una corriente de 100mA solo si el microcontrolador se alimenta a través de USB. El pin de 3.3V también es alimentado por el regulador de voltaje FT232R que admite hasta 50mA.

El segundo regulador de voltaje, el LM1117, admite voltajes de entrada entre 7 V y 12 V con una corriente máxima de 900 mA. En la hoja de datos encontrará un voltaje máximo de 20 V, pero este voltaje no se recomienda para una duración más larga porque el regulador de voltaje no tiene caída de carga.

El pin de 5V del Arduino Nano está conectado directamente al regulador de voltaje de 5V y admite una corriente máxima que se define por la diferencia de la corriente suministrada por el regulador de voltaje y la corriente del ATmega328p.

Corriente máxima para pines de E / S

Cada pin de E / S admite una corriente máxima de 40 mA, pero no es posible extraer una corriente de 40 mA en cada pin porque se debe considerar la carga de corriente máxima permitida de los registros del puerto.

Los pines digitales y analógicos del ATmega328p están conectados a diferentes registros de puerto y cada registro de puerto admite una corriente máxima permitida que depende de si el registro se utiliza como fuente o como receptor. La siguiente tabla muestra qué pin está asignado a qué registro de puerto, así como la corriente máxima.

Pines

D0…D4

D5…D7

D8…D13

A

Registro de puertos

D0…D4

D5…D7

B0…B5

C0…C5

Fuente de corriente máxima 150mA

Máxima corriente absorbida 100mA

Hay un total de 3 registros de puerto: D, B, C. Todos los pines digitales D0… D13 están asignados a los registros D y B. Para la corriente máxima, el registro de puerto D está separado. Todos los pines analógicos pertenecen al registro del puerto C.

La corriente máxima, si los pines son una fuente de corriente, es de 150 mA. La suma de todos los pines en el registro del puerto de color no debe exceder los 150 mA:

  • Fuente de corriente del registro de puerto D0… D4 + C0… C5 <150mA
  • Fuente de corriente del registro de puerto D5… D7 + B0… B5 <150mA

Si el pin de E / S es un sumidero de corriente, la corriente máxima es de 100 mA y se divide en tres grupos:

  • Disipador de corriente de registro de puerto D0… D4 <100mA
  • Disipador de corriente de registro de puerto D5… D7 + B0… B5 <100mA
  • Disipador de corriente de registro de puerto C0… C4 <100mA

Cómo alimentar Arduino Nano: 2 posibilidades

Puede alimentar su Nano en dos opciones de respaldo, ya que un regulador de voltaje proporciona un voltaje regulado y estable para el microprocesador:

  1. Cable Mini USB: la forma más popular y fácil de alimentar el Arduino Nano es a través de un cable USB. La conexión USB estándar entrega 5 V y le permite consumir 100 mA en total.
  2. Pin VIN: si el consumo de corriente supera los 100 mA, debe alimentar el Arduino Nano a través del pin VIN. El voltaje debe estar entre 5V y 12V. Por lo tanto, puede alimentar el Nano con una batería externa de 9 voltios.

También puede alimentar el microcontrolador Arduino desde el pin de 3.3V o el pin de 5V. Esto no se recomienda ya que omite los reguladores de voltaje y necesita asegurarse de que el nivel de voltaje sea estable.

Consumo de energía Arduino Nano

El consumo de energía del Arduino Nano obviamente depende de los dispositivos eléctricos conectados y de la tarea que se realiza. Pero cuando estamos interesados ​​en el consumo de energía, la mayoría de las veces queremos saber cómo reducir el consumo de energía del Arduino Nano.

La siguiente imagen muestra el consumo de energía del Arduino Nano en diferentes configuraciones.

Consumo de energía Arduino Nano

El consumo de energía de referencia del Arduino Nano con una fuente de alimentación de 9V es 22.05mA, que es menor que el consumo de energía de referencia del Arduino Mega (73.19mA) y el Arduin Uno (98.43mA).

Puede reducir el consumo de energía reduciendo la velocidad del reloj de 16 MHz a 8 MHz a 18,5 mA. Si también reduce la fuente de alimentación de 9 V a 3,3 V, el consumo de energía se reduce aún más a 3,41 mA.

Otra opción para reducir el consumo de energía es utilizar el Biblioteca de bajo consumo de Rocketscream. Con una fuente de alimentación de 9V, el consumo de corriente se reduce a 4.83mA y obtienes el menor consumo de energía para el Arduino Nano de 3.42mA con una fuente de alimentación de 3.3V y el uso del modo de bajo consumo.

Los siguientes scripts de muestra configuran Arduino Nano en modo de hibernación durante 8 segundos con el uso de la biblioteca de bajo consumo. También he escrito un tutorial paso a paso, cómo reducir el consumo de energía de Arduino donde también ves cómo reducir la velocidad del reloj.

#include "LowPower.h"

void setup()
{
    // No setup is required for this library
}

void loop() 
{
    // Do something here
    // Example: Read sensor, data logging, data transmission.

    // Enter power down state for 8 s with ADC and BOD module disabled
    LowPower.powerDown(SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF);  
}

Puede encontrar una comparación completa del consumo de energía en diferentes modos de energía de múltiples placas de microcontroladores Arduino, ESP8266 y ESP32 en mi libro electrónico gratuito Hoja de datos de microcontroladores.

Pros y contras de Arduino Nano R3

Ventajas

  • El Nano tiene una gran ventaja sobre el Uno. Debido a que el Nano es más corto, se adapta mejor a los casos más pequeños para sus proyectos.
  • 8 pines de entrada analógica son más que suficientes para la mayoría de los proyectos. La 1 entrada analógica del EPS8266 es demasiado pequeña para algunos proyectos y 8 entradas analógicas son mejores que las 6 del Uno.

Desventajas

  • Para el Nano R3, no hay WiFi integrado. Debido a que la mayoría de mis proyectos están relacionados con la industria de IoT, utilizo WiFi en casi todos mis proyectos.
  • Además, el Nano tiene un precio relativamente alto por su ficha técnica. Si está buscando un microcontrolador pequeño pero más económico, eche un vistazo al WeMos D1 Mini.

Conclusión

La Nano es la placa Arduino más pequeña del mercado. Si no necesita una conexión WiFi, el Arduino Nano es una buena opción. Si desea una tarjeta pequeña en combinación con un cable de alimentación mini USB y no necesita múltiples pines analógicos, el WeMos D1 Mini con chip ESP8266 será una buena alternativa ya que esta tarjeta tiene WiFi incluido.


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