https://jorgechac.blogspot.com: Arduino NANO v3

Bienvenido a mi blog, hoy hablaremos un poco de la placa Arduino NANO v3, Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores o desarrolladores, para hacerlo, utiliza el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el Software Arduino IDE (basado en Processing, una herramienta basada en Java). Recordemos que Arduino es un proyecto, un ecosistema y no solo un modelo concreto de placa.

Como todas las placas Arduino y compatibles, tiene semejanzas con otras de sus hermanas: es la versión miniaturizada de Arduino UNO R3. En este post podrás comprender todo lo que necesitas saber sobre esta placa y comenzar a desarrollar tus propios proyectos DIY con Arduino NANO v3. Antes de iniciar quiero recordar que el nuevo Arduino IDE 2.0 esta ahora basado en el marco Eclipse Theia.

Theia se basa en el mismo código subyacente que el popular y ampliable "Visual Studio Code" de Microsoft, esto permite que Arduino avance a un editor más potente y moderno y no olvidemos que ahora el DARK MODE o Modo Oscuro, ya viene nativo.

La placa Arduino NANO v3 esta basada en el chip ATmega328P-AU con encapsulado PQFP, es pequeña, pero que no te engañe su tamaño, esconde gran cantidad de posibilidades. Es como una auténtica navaja suiza de la electrónica. Con ella podrás crear multitud de proyectos en los que sea importante mantener a raya el consumo y el tamaño.

La placa Arduino Nano v3 contiene:

1. Microcontrolador ATmega328P-AU: En este caso el Microcontrolador o MCU Atmel ATmega328P-AU consiste en PQFP (Plastic Quad Flat Package) es un paquete de plástico cuádruple plano, con 32 pines. Tiene memoria flash programable de 32 KB, SRAM de 2 KB, EEPROM de 1 KB (ROM programable y borrable eléctricamente). El microcontrolador ATmega328P-AU opera entre +1.8 y +5.5 voltios cc, trabaja a una frecuencia de 16 MHz y para esta versión, se encuentra en SMD o montaje superficial.

2. Puerto mini USB: El conector mini USB tiene principalmente 3 propósitos. El primero cargar nuestro programa ya compilado en la memoria flash del micro, el segundo conectarnos al puerto Serie (UART) predefinido en cada Arduino para comunicarnos durante la ejecución del programa y el tercero, alimentar de corriente a Arduino. Este conector mini USB es similar al que utilizaban los antiguos celulares Motorola.

Según pruebas reales en laboratorio, se ha expuesto que Arduino NANO v3 consume unos ~15mA en reposo y por si mismo (es decir, sin nada conectado).

3. Pines de E/S digitales: En la placa Arduino NANO v3 contamos con 14 pines de E/S digitales numerados del pin D0 al pin D13 estos pines se pueden utilizar como entradas o salidas mediante las funciones pinMode (), digitalWrite () y digitalRead () y tienen una resistencia pull-up interna (desconectada por defecto) de 20-50 kOhms, de igual forma de estos 14 pines, 6 son pines PWM de 8 bits con la función analogWrite () (modulación de ancho de pulso). Los pines PWM simulan la salida de hardware analógico mientras que otros pines simulan la salida analógica de software. Estos pines PWM encuentran aplicaciones en las que necesitamos regular algo, por ejemplo la velocidad de un motor DC, el control de giro de un servomotor o el brillo de un led, por ejemplo. Algunos de estos pines de entrada/salida digitales también pueden servir como interfaz SPI (interfaz periférica en serie) desarrollada por Motorola. Recordemos que a diferencia de I2C, en SPI solo puede existir un dispositivo maestro y no existe límite para el número de esclavos. En los pines Rx (D0) Tx (D1), tenemos el puerto serial full dúplex UART, que se utiliza para recibir y transmitir datos en serie TTL, estos pines están conectados a los pines correspondientes del chip FTDI USB-to-TTL Serial y en los pines D2 y D3 tenemos las interrupciones externas, estos pines se pueden configurar para activar una interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente o un cambio de valor. Consulte la función attachInterrupt () para obtener más detalles. Trabajan a máximo 40mA.

4. Pines de entrada analógica: Hay un total de 8 pines analógicos en la placa Arduino Nano v3 cada uno de las cuales proporciona 10 bits de resolución (es decir, 1024 valores diferentes). Por defecto miden desde tierra hasta 5 voltios, aunque es posible cambiar el extremo superior de su rango usando la función analogReference(). Los 8 pines de entrada analógica numerados del pin A0 al pin A7 toman la señal de los sensores analógicos y la convierten en un valor digital. Los pines miden el voltaje, no la corriente porque tienen un valor muy alto de resistencia interna. Entonces, el valor de la corriente es mucho menor en comparación con el voltaje, además los 6 pines indicados como entradas analógicas (A0-A5), también pueden ser configurados como entradas o salidas digitales, pero los pines analógicos A6 y A7 no se pueden utilizar como pines digitales. Resaltar que en los pines A4 (SDA) y A5 (SCL) tenemos el protocolo I²C (TWI), el software Arduino incluye una biblioteca <Wire> para simplificar el uso del bus I²C.

5. Pines de Power:

Vin: es el voltaje de entrada a la placa Arduino NANO v3 cuando está usando una fuente de alimentación externa, recomendable alimentarlo con 7 a 12 Vcc.
5V: este pin emite 5V regulados desde el regulador AMS1117 en la placa.
3V3: este pin genera una fuente de alimentación regulada de 3.3 voltios generada por el regulador integrado. El consumo máximo de corriente de este pin es de 50mA.
GND: Pines de tierra o masa.
REF: Este pin en la placa Arduino NANO v3 proporciona la referencia de voltaje con la que opera el microcontrolador.

6. Botón de reset: Este botón es útil para resetear la placa Arduino NANO v3 y reiniciar el programa desde el origen. Es útil cuando el programador quiere ejecutar el programa desde el punto de partida. Al presionar el botón de reset, envía el pulso lógico al pin de reset del microcontrolador ATmega328P-AU, cuando se resetea la placa, se está reseteando el procesador principal ATmega328P-AU, sin cerrar la conexión USB, que es mantenida por el chip FT232RL si es un Arduino NANO v3 Original, o el CH340G si es un nano genérico o clon.

7. Pines de encabezado ICSP: ICSP es In-Circuit Serial Programming. Se utiliza para programar microcontroladores AVR. Puede usar el ISP de Arduino para cargar bocetos directamente en las placas Arduino basadas en AVR sin la necesidad del gestor de arranque. Los pines de encabezado ICSP contienen seis pines: MISO, +Vcc, SCK, MOSI, RESET y GND.

8. Led RX/TX: Los LED Rx y Tx de la placa parpadearán cuando los datos se transmitan a través del chip USB a serie y la conexión USB a la computadora.

9. LED de encendido: El LED de encendido de la placa indica que la alimentación suministrada a la placa esta presente.

Programación

1. El Arduino NANO v3 se puede programar con la descarga del software Arduino IDE.

El ATmega328P-AU en el Arduino NANO v3 viene pregrabado con un cargador de arranque (bootloader) y es básicamente un archivo ".hex" que se ejecuta cuando se energiza la placa. Es similar al BIOS/UEFI que se ejecuta en una PC al inicializarse. El bootloader de Arduino está programado en la memoria flash del ATMega328P-AU y ocupa 0,5 KB de los 32KB disponibles. El bootloader se comunica usando el protocolo STK500 original. El bootloader de Arduino es, esencialmente, el bootloader STK500 versión 2 de Atmel.

2. Otra forma de programar tu Arduino NANO v3 es compilar el código por separado usando el compilador AVR-GCC para generar el archivo ejecutable y luego usar Avr-ObjCopy para convertirlo en un archivo .HEX finalmente, Avrdude se usa para cargar el archivo hexadecimal en el tablero.

AVRDUDE es un acrónimo de AVR Downloader/UploaDEr. Es un software de código abierto que se utiliza para programar microcontroladores AVR de atmel (ahora microchip). También puede usarlo para programar EEPROM's, memorias Flash e incluso fusibles y bits de bloqueo. ademas al instalar AVRDUDESS éste no toca la variable %PATH%, por lo que no causará ningún problema con el IDE de Arduino.

Descarga aquí los drivers para Arduino NANO v3 con FTDI v2.12.36.4 para Windows x64

Descarga aquí los drivers para Arduino NANO v3 con CH340 para Windows Versión 3.8 del 2023-03-16 directamente del fabricante chino WCH

Dimensiones Reales de la Arduino NANO v3 en mm

Que diferencia hay entre el ATmega328P-PU del Arduino UNO y el ATmega328P-AU del Arduino NANO?

Obviamente aparte de la diferencia física del encapsulado tipo DIP (ATmega328P-PU) y PQFP (ATmega328P-AU), esta la diferencia en el numero de pines. El ATmega328P-PU tiene 28 pines y el ATmega328P-AU (SMD) tiene 32 pines, este último cuenta aparte de las mismas funciones del ATmega328P-PU con 4 pines extras los cuales son otro Vcc, otro GND, A6 y A7, por esta razón en el Arduino NANO contamos en las entradas analógicas con A6 y A7 por estos pines extras que ofrece el ATmega328P-AU.

Finalmente tenemos la parte Arduino NANO v3 para Proteus Design Suite, el cual es un software de automatización de diseño electrónico, desarrollado por Labcenter Electronics Ltd, para lo cual deberás descargar la librería y copiarla a la ruta de instalación del programa C:\Program Files (x86)\Labcenter Electronics\Proteus 8 Professional\DATA\LIBRARY.

A dicha parte también deberás asignar un footprint y anexarle el modelo 3D en un archivo .stp

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Bibliografía https://www.arduino.cc/

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domingo, 6 de junio de 2021

Arduino NANO v3

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