Pinout di Arduino Nano: una guida per principianti

Se hai mai provato un Arduino Nano, ti sarai reso conto che è piccolissimo e sta comodamente in una mano. Tuttavia, non sottovalutarlo per le sue dimensioni ridotte. Dentro quella piccola scheda c'è tutto il necessario per far funzionare i tuoi progetti elettronici.

In questa guida, approfondiremo il pinout di Arduino Nano, il suo design fisico, le dimensioni e la funzione di ciascun pin. Se stai iniziando a usare Arduino o vuoi saperne di più su questo modello specifico, questo articolo ti spiegherà tutto in modo comprensibile a tutti. Continua a leggere per ottenere tutti i dettagli di cui hai bisogno.

Cos'è Arduino Nano?

Nonostante le sue dimensioni ridotte, Arduino Nano fa molto di più di molte altre schede Arduino. Grazie al microcontrollore ATmega328P, la scheda è in grado di far lampeggiare un LED e di gestire una rete di sensori completa.

Il motivo per cui la maggior parte delle persone preferisce Nano è che ha le dimensioni perfette per l'uso su breadboard. Ecco perché è perfetto per le situazioni in cui un normale Arduino Uno è troppo grande.

Nonostante le sue dimensioni ridotte, l'Arduino Nano è dotato di numerose funzionalità.

· XNUMX€  Dispone di 14 pin I/O digitali (6 dei quali possono essere utilizzati per PWM)

· XNUMX€  Ingressi analogici 8

· XNUMX€  Velocità di clock 16 MHz

· XNUMX€  Porta USB Mini-B

· XNUMX€  Memoria flash da 32KB

In sostanza, fa quasi le stesse cose di un Arduino Uno, solo in un formato più piccolo. Per questo motivo, è ideale per piccoli progetti come dispositivi indossabili, smart home e sensori portatili.

È anche fantastico perché puoi usarlo sia con una porta USB che con una fonte di alimentazione esterna. Ne parleremo presto. Ora, concentriamoci sulla forma e la costruzione della scheda.

Dimensioni e layout fisico di Arduino Nano

Quando si dice che Arduino Nano è l'Arduino più piccolo, non si esagera.

· XNUMX€  Lunghezza: 45 mm

· XNUMX€  Larghezza: 18 mm

· XNUMX€  Altezza (con perni): circa 7–8 mm

Le dimensioni compatte lo rendono adatto alla breadboard. Puoi inserirlo direttamente in una breadboard e avere ancora spazio su entrambi i lati per collegare i componenti. Questo è un vantaggio fondamentale quando si fa prototipazione.

Il Nano ha due file di pin header, 15 per lato, che danno accesso a tutti i pin digitali, analogici e di alimentazione. Ha anche una porta Mini-USB su un'estremità, utilizzata sia per la programmazione che per l'alimentazione.

Ecco una spiegazione di come sono disposti i pin sulla scheda.

· XNUMX€  Un lato: pin digitali (da D0 a D13).

· XNUMX€  Altro lato: da A0 ad A7 (ingressi analogici), pin di alimentazione (GND, 5 V, 3.3 V, VIN, ecc.).

· XNUMX€  Ripristinare il pulsante vicino alla porta USB.

· XNUMX€  Intestazione ICSP (In-Circuit Serial Programming) per il flashing di basso livello (se necessario). 

E un'altra cosa: se capovolgete la scheda, vedrete il chip ATmega328P saldato direttamente sulla scheda. Questo significa che la Nano non ha un socket come alcune schede Arduino più grandi, il che contribuisce al suo basso profilo.

Ora che hai un'idea dell'aspetto e delle sensazioni che trasmette la scheda, è il momento di concentrarti sul vero cuore della Nano: il suo pinout.

Pinout di Arduino Nano: capire a cosa serve ogni pin

Se state progettando qualcosa con il Nano, capire la disposizione dei pin è fondamentale. Non potete collegare sensori, display o relè senza sapere a cosa serve effettivamente ogni pin. Ecco quindi una spiegazione semplificata.

Pin digitali (D0–D13)

Hai 14 pin di I/O digitali. Questi possono essere usati come input o output. Puoi definirli nel tuo codice con pinMode(pin, INPUT/OUTPUT).

Alcuni di loro hanno poteri extra:

· XNUMX€  Pin PWM: D3, D5, D6, D9, D10 e D11 possono gestire la modulazione di larghezza di impulso. Pensate alla regolazione dell'intensità luminosa dei LED o al controllo della velocità di un motore.

· XNUMX€  Comunicazione seriale: D0 (RX) e D1 (TX) vengono utilizzati per la comunicazione tra il Nano e il computer o un altro dispositivo.

· XNUMX€  Pin SPI: Da D10 a D13 vengono utilizzati anche per SPI (ne parleremo più avanti).

Pin analogici (A0–A7)

I pin analogici servono per la lettura di sensori che forniscono una tensione variabile, ad esempio sensori di temperatura o potenziometri.

· XNUMX€  Da A0 ad A5: Possono essere utilizzati anche come pin digitali se rimangono senza.

· XNUMX€  A6 e A7: Questi sono solo ingressi analogici. Non puoi usarli come I/O digitali. Sono un'esclusiva del Nano (non sono presenti sulla Uno).

Questi ingressi analogici leggono di default valori compresi tra 0 e 1023, grazie all'ADC (convertitore analogico-digitale) integrato.

Perni di alimentazione

· XNUMX€  5V: Questa è un'uscita regolata a 5 volt. Puoi usarla per alimentare piccoli moduli.

· XNUMX€  3.3V: Utile per i moduli che funzionano a bassa tensione, come alcuni sensori.

· XNUMX€  VIN: Se non si utilizza la porta USB, immettere qui una tensione (tipicamente 7-12 V).

· XNUMX€  GND: Questo è il pin di terra. Lo userai molto.

· XNUMX€  AREF: Gli utenti avanzati possono utilizzare questa funzione per impostare un riferimento di tensione personalizzato per le letture analogiche.

Ripristina PIN

C'è anche un pin di reset. Fa esattamente quello che pensi: resetta la scheda. È come premere il pulsante di reset fisico.

Schema Arduino Nano

Se sei il tipo a cui piace scoprire come funzionano le cose sotto la superficie, vale la pena dare un'occhiata allo schema dell'Arduino Nano.

Al suo interno, la Nano utilizza il microcontrollore ATmega328P. Questo chip è il cervello della scheda. Gestisce tutto, dal controllo dei pin all'esecuzione dello sketch.

Ma oltre al chip, c'è molto di più in ballo:

· XNUMX€  Regolatore di tensione – Assorbe una tensione più alta (ad esempio 9 V da una batteria) e la abbassa a 5 V per la scheda.

· XNUMX€  Convertitore da mini-USB a seriale (CH340 o FT232) – Questo chip permette al computer di comunicare con il Nano tramite USB. Nota: le schede ufficiali di solito utilizzano FT232; i cloni utilizzano principalmente CH340.

· XNUMX€  Oscillatore a cristallo – Mantiene la scheda in funzione a 16 MHz.

· XNUMX€  Condensatori, resistori e LED – Sono sparsi sulla scheda per filtrare i segnali, alzare/abbassare i pin o semplicemente fornire un feedback visivo.

Lo schema non è solo per gli ingegneri. Se mai dovessi pensare di realizzare la tua versione del Nano o di risolvere un problema, lo schema diventerà la tua tabella di marcia.

Puoi trovare lo schema elettrico ufficiale sul sito web di Arduino o su GitHub. Basta cercare "schema Arduino Nano" e troverai le schede tecniche che ti servono.

Alimentazione dell'Arduino Nano: USB, VIN e altro

Uno degli errori più comuni dei principianti è alimentare il Nano in modo errato. Quindi, cerchiamo di essere chiari e semplici.

Esistono tre modi principali per alimentare il tuo Nano:

Opzione 1: USB

Il metodo più semplice e comune. Basta collegare un cavo Mini-USB o un adattatore di alimentazione USB al computer. La scheda riceve 5 V tramite la porta USB.

· XNUMX€  Buono per la prototipazione

· XNUMX€  Nessuna saldatura o parti extra necessarie

· XNUMX€  Permette anche il caricamento del codice

Opzione 2: Pin VIN

Se stai realizzando un progetto autonomo e non vuoi usare la porta USB, puoi alimentare il pin VIN con una tensione di 7-12 V. Il regolatore integrato la convertirà in 5 V.

· XNUMX€  Ideale per progetti alimentati a batteria.

· XNUMX€  Utilizzare una batteria da 9 V o un adattatore CC.

Nota: Non fornire 5 V al VIN. Il regolatore integrato richiede almeno 7 V in ingresso per funzionare correttamente. Pertanto, 5 V potrebbero causare prestazioni instabili.

Opzione 3: pin 5V

Se sai cosa stai facendo, puoi fornire direttamente 5 V regolati al pin 5V. In questo modo salti il regolatore di tensione.

· XNUMX€  Solo utenti avanzati.

· XNUMX€  Attenzione: non c'è protezione contro l'inversione di polarità.

Inoltre, non dimenticare il collegamento GND (terra). Ogni circuito necessita di un percorso di ritorno.

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Pin di comunicazione: seriale, I2C, SPI spiegati in modo semplice

I pin di Arduino Nano non servono solo per accendere i LED o leggere i sensori. Alcuni di essi sono dedicati alla comunicazione con altri dispositivi.

Ecco una ripartizione dei tre protocolli più importanti:

1. Seriale (UART)

· XNUMX€  Pin: D0 (RX) e D1 (TX).

· XNUMX€  Utilizzato per comunicare con il computer o un altro dispositivo seriale.

· XNUMX€  Utilizzato anche quando si carica codice tramite USB.

Semplice, affidabile e subito pronto all'uso.

2. I2C (circuito interintegrato)

· XNUMX€  Pin: A4 (SDA) e A5 (SCL)

· XNUMX€  Ideale per sensori, display OLED, moduli RTC, ecc.

· XNUMX€  Consente a più dispositivi di condividere gli stessi due fili.

Molti sensori oggi utilizzano I2C perché consente di risparmiare sui cablaggi. È sufficiente assegnare a ciascun dispositivo un indirizzo univoco.

3. SPI (interfaccia periferica seriale)

· XNUMX€  Pin: D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO), D13 (SCK).

· XNUMX€  Più veloce di I2C ma utilizza più cavi.

· XNUMX€  Ideale per dispositivi come schede SD o display veloci.

Ogni protocollo di comunicazione ha i suoi pro e contro. SPI è più veloce, I²C utilizza meno pin e UART è facile da usare.

Punta Pro: Di solito non è necessario memorizzare a cosa servono i pin. Le librerie dell'IDE di Arduino si occupano di gran parte del lavoro più impegnativo.

Confronto tra schede Arduino: Arduino Nano vs altre schede Arduino

Ci sono diversi modelli di Arduino in circolazione. Come si colloca il Nano?

Le dimensioni ridotte di Arduino Nano sono uno dei suoi maggiori punti di forza. È ideale per progetti embedded in cui lo spazio è limitato.

Rispetto alla Uno, la Nano offre quasi le stesse funzionalità nella metà dello spazio. La Mega è ottima quando servono molti pin I/O, ma è ingombrante.

Quindi, se stai realizzando un dispositivo indossabile, un array di sensori compatto o vuoi semplicemente nascondere il tuo Arduino in uno spazio angusto, Nano è la soluzione che fa per te.

Scegliere il nano giusto: varianti e cloni

Quando inizi ad acquistare un Arduino Nano, noterai una cosa: ne esiste più di un tipo.

Ecco i principali tipi che incontrerai:

Arduino Nano ufficiale

· XNUMX€  Realizzato da Arduino.cc

· XNUMX€  Utilizza ATmega328P

· XNUMX€  Costa un po' di più

· XNUMX€  Affidabile, di alta qualità

Arduino Nano Ogni

· XNUMX€  Una versione più recente

· XNUMX€  Utilizza ATmega4809

· XNUMX€  Più RAM e flash

· XNUMX€  Funzioni dei pin leggermente diverse

Arduino Nano serie 33

· XNUMX€  Include Nano 33 IoT, BLE e Sense.

· XNUMX€  Dotato di Bluetooth, WiFi e sensori avanzati.

· XNUMX€  Ideale per progetti IoT e di apprendimento automatico.

Cloni (non ufficiale)

· XNUMX€  Realizzato da terze parti

· XNUMX€  Molto più economico (anche solo 3$)

· XNUMX€  Spesso si usano chip CH340 invece di FT232 per USB.

· XNUMX€  Potrebbe essere necessaria l'installazione manuale del driver.

Se sei un principiante o stai solo realizzando prototipi, i cloni possono farti risparmiare. Tuttavia, per un'affidabilità a lungo termine, la scheda Arduino originale è una scelta più sicura.

Suggerimento: Prima di acquistare un clone, controlla sempre le recensioni e assicurati che la disposizione dei pin corrisponda a quella del Nano standard.

Componenti compatibili: cosa funziona con Arduino Nano?

Il Nano sarà anche piccolo, ma funziona con una vasta gamma di componenti Arduino. Ecco un breve elenco di componenti che si abbinano bene:

· XNUMX€  LED – Per uscite semplici e spie di stato

· XNUMX€  Premi i pulsanti – Per l’input dell’utente

· XNUMX€  DHT11 / DHT22 – Sensori di temperatura e umidità

· XNUMX€  Display OLED – Schermi compatti da 0.96” (utilizzano pin I2C)

· XNUMX€  Modulo Bluetooth HC-05 – Ottimo per il controllo wireless

· XNUMX€  Sensori a ultrasuoni – Per misurare la distanza

· XNUMX€  Moduli relè – Per controllare dispositivi ad alta tensione

· XNUMX€  Servomotori – Per progetti basati sul movimento

· XNUMX€  Sensori IR – Per l'ingresso del controllo remoto

Il Nano supporta quasi tutti i componenti Arduino compatibili con Uno, purché vengano considerati la tensione e il numero di pin.

A causa delle sue dimensioni, molti utenti Nano preferiscono mini breadboard e pin header maschio per layout stretti.

Layout completo dei pin di Arduino Nano (tabella dei pinout)

Riuniamo il tutto con una panoramica completa della disposizione dei pin dell'Arduino Nano.

Ecco come sono solitamente disposti i 30 pin:

Pin digitali (D0–D13)

· XNUMX€  D0 (ricezione): Ricezione seriale

· XNUMX€  D1 (trasmissione): Trasmissione seriale

· XNUMX€  D2–D13: I/O generale (alcuni supportano PWM e interrupt)

Pin PWM: D3, D5, D6, D9, D10, D11

Pin SPI: D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO), D13 (SCK)

Pin analogici (A0–A7)

· XNUMX€  A0 – A5: Ingresso analogico (può essere utilizzato anche come digitale)

· XNUMX€  A4 (SDA) A5 (SCL): Comunicazione I2C

· XNUMX€  A6 e A7: Solo ingresso analogico (non digitale)

Perni di alimentazione

· XNUMX€  VIN: Tensione di ingresso esterna (7–12 V)

· XNUMX€  5V: Uscita regolata

· XNUMX€  3.3V: Uscita dal regolatore

· XNUMX€  GND: Terra (x2)

· XNUMX€  RESET: Reimposta la scheda

Altro

· XNUMX€  AREF: Tensione di riferimento analogica

· XNUMX€  RST: Pin di reset (uguale al pulsante di reset)

Questa disposizione rende il Nano flessibile e potente per un'ampia gamma di progetti elettronici fai da te.

Pro Tip: Per chi impara visivamente, scarica uno schema di pinout a colori: ce ne sono molti online. Puoi anche stamparlo e tenerlo vicino alla tua postazione di lavoro.

Conclusione

Anche con decine di schede Arduino disponibili, l'Arduino Nano rimane una delle preferite. Grazie al suo design compatto ed economico, inoltre, funziona con quasi tutte le librerie e i componenti Arduino.

Che tu stia costruendo un robot, una stazione meteorologica o un sistema basato su sensori, il Nano si adatta praticamente a qualsiasi ambiente. E grazie al forte supporto della community, non ti mancheranno mai tutorial, esempi e forum per aiutarti.

Se stai iniziando a usare Arduino o hai bisogno di qualcosa di piccolo e potente, il Nano potrebbe essere l'Arduino più piccolo con il potenziale più grande.