Der Arduino Nano ist eine beliebte Wahl für Maker, Hobbybastler und Ingenieure, die einen leistungsfähigen Mikrocontroller für ihre Elektronikprojekte benötigen. Er zeichnet sich durch geringe Abmessungen und Flexibilität aus. Ganz gleich, ob Sie eine einfache sensorbasierte Anwendung oder ein komplexeres IoT-Gerät bauen, der Arduino Nano bietet alle wesentlichen Funktionen in einem tragbaren, benutzerfreundlichen Paket. In diesem Artikel stellen wir Ihnen seine Funktionen, Spezifikationen, Pinbelegung und Programmier-Tutorials vor.
Was ist ein Arduino Nano?
Der Arduino Nano ist ein kompaktes, vielseitiges Mikrocontroller-Board, das trotz seiner geringen Größe eine beeindruckende Leistung bietet. Er wurde für den Einsatz in beengten Platzverhältnissen entwickelt und ist die ideale Wahl für Projekte, bei denen es auf die Größe ankommt, wie z. B. tragbare Geräte, Robotik und eingebettete Systeme. Basierend auf dem Mikrocontroller ATmega328P (auf dem Nano 3.0) bietet der Nano 14 digitale I/O-Pins (von denen 6 PWM-Ausgänge generieren können), 8 analoge Eingänge und eine Taktrate von 16 MHz. Im Gegensatz zu größeren Arduino-Boards wird er über einen Mini-B-USB-Anschluss verbunden, wodurch er sich perfekt für das Prototyping auf Steckplatinen eignet, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist.
Wichtige Merkmale und Spezifikationen
- Prozessor: ATmega328P (Nano 3.0-Version)
- Betriebsspannung: 5 V
- Empfohlene Eingangsspannung: 7–12 V
- Eingangsspannungsbereich: 6–20 V
- Digitale E/A-Pins: 14 (6 davon können für PWM-Ausgang verwendet werden)
- Analoge Eingangs-Pins: 8
- Gleichstrom pro E/A-Pin: 40 mA
- Flash-Speicher: 32 KB
- SRAM: 2 KB
- EEPROM: 1 KB
- Taktfrequenz: 16 MHz
- USB-Schnittstelle: Mini-B-USB-Anschluss für Programmierung und Kommunikation
Pinbelegung des Arduino Nano
Der Arduino Nano verfügt über insgesamt 32 Pins, denen jeweils mehrere Funktionen zugewiesen sind. Diese Pins sind in drei Hauptports gruppiert: PortB, PortC und PortD. Hier finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten Pins und ihre Funktionen:
- Pin 1 (RX) und Pin 2 (TX): Dies sind serielle Kommunikationspins, die zum Empfangen und Senden von Daten zwischen dem Nano und einem Host-Computer verwendet werden. Der Nano verwendet den CH340-Chip, um USB-Signale in serielle TTL-Daten umzuwandeln.
- Pin 3: Reset-Pin, der zum Zurücksetzen des Mikrocontrollers verwendet wird.
- Pin 4: Masse-Pin (GND).
- Pins 5–16: Digitale I/O-Pins; die Pins 5 und 6 sind auch externe Interrupt-Pins.
- Pin 17: 3,3-V-Ausgang des CH340-USB-Chips, nützlich für die Stromversorgung von 3,3-V-Systemen.
- Pin 18: AREF (Analog Reference), wird für Analog-Digital-Wandlungen verwendet. In der Regel wird dieser Pin nicht verwendet, es sei denn, Sie möchten eine externe Referenzspannung bereitstellen.
- Pins 19–26: Analoge Eingangs-Pins (A0 bis A7).
- Pin 27: Bidirektionaler Stromversorgungs-Pin, der zur Versorgung externer Geräte mit 5 V oder zur Aufnahme von Eingangsstrom aus einer externen 5-V-Stromquelle verwendet wird.
- Pin 28: Pin zum Zurücksetzen des Systems.
- Pin 29: Masse-Pin (GND).
- Pin 30: Externer Stromeingang (Vin), der in der Regel verwendet wird, wenn die Stromversorgung über eine Batterie oder einen Gleichstromadapter erfolgt.
Arduino Nano-Modelle
Es gibt mehrere Varianten des Arduino Nano, die jeweils für unterschiedliche Arten von Projekten geeignet sind. Hier finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten Modelle und ihre Spezifikationen:
Arduino Nano ESP32
Das Arduino Nano ESP32 ist ein leistungsstarkes Board auf Basis des ESP32-Mikrocontrollers, das Dual-Core-Verarbeitung, mehr Speicher und integrierte Wireless-Funktionen (Wi-Fi und Bluetooth) bietet und sich somit für IoT-Anwendungen und anspruchsvollere Projekte eignet.
| Specification | Details |
|---|---|
| Microcontroller | ESP32 (Dual-core 32-bit) |
| Clock Speed | 240 MHz |
| Flash Memory | 4 MB |
| SRAM | 520 KB |
| EEPROM | None |
| USB Interface | Micro-USB |
| Wireless Connectivity | Wi-Fi, Bluetooth |
| Special Features | Built for IoT applications, includes Wi-Fi and Bluetooth 4.2, more processing power, ideal for high-performance projects |
Arduino Nano RP2040 Verbinden
Der Nano RP2040 Connect wurde für IoT-Anwendungen entwickelt und bietet dank des integrierten Nina W102 ESP32-Chips Wi-Fi- und Bluetooth-Unterstützung. Er eignet sich ideal für vernetzte Geräte und Fernerkundung.
| Specification | Details |
|---|---|
| Microcontroller | Raspberry Pi RP2040 |
| Clock Speed | 133 MHz |
| Flash Memory | 16 MB Flash (external) |
| SRAM | 264 KB |
| EEPROM | None |
| Power Input | 5V via USB or external 5V input |
| Digital I/O Pins | 22 (3 PWM) |
| USB Interface | Micro-USB |
| Wireless Connectivity | Wi-Fi, Bluetooth (Nina W102 uBlox ESP32) |
| Special Features | Built for IoT, includes uBlox Nina W102 chip, ideal for wireless applications |
Arduino Nano Every
Der Nano Every bietet im Vergleich zum Standard-Nano mehr Speicher und E/A-Funktionen und eignet sich daher für anspruchsvollere Projekte. Er ist weiterhin mit dem klassischen Nano-Formfaktor kompatibel.
| Specification | Details |
|---|---|
| Microcontroller | Microchip ATMega4809 |
| Clock Speed | 20 MHz |
| Operating Voltage | 5V |
| Digital I/O Pins | 14 |
| Flash Memory | 48 KB |
| SRAM | 6 KB |
| EEPROM | 256 Bytes |
| USB Interface | Micro-USB |
| Wireless Connectivity | None |
| Special Features | Compatible with Arduino Nano form factor, improved memory, and speed |
Arduino Nano 33 IoT
Der Nano 33 IoT ist mit drahtloser Konnektivität (Wi-Fi und Bluetooth) ausgestattet und für IoT-Anwendungen konzipiert. Er verfügt außerdem über einen 6-Achsen-Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop, wodurch er sich ideal für Projekte eignet, die Bewegungssensoren erfordern.
| Specification | Details |
|---|---|
| Microcontroller | Microchip SAMD21G18A (Cortex-M0+) |
| Clock Speed | 48 MHz |
| Flash Memory | 256 KB |
| SRAM | 32 KB |
| EEPROM | None |
| Operating Voltage | 3.3V |
| Digital I/O Pins | 14 |
| USB Interface | Micro-USB |
| Wireless Connectivity | Wi-Fi, Bluetooth (Nina W102 ESP32) |
| Special Features | Built for IoT, includes NINA W102 module, sensors, hardware encryption |
Arduino Nano 33 BLE
Der Nano 33 BLE bietet eine energiesparende Bluetooth-Konnektivität und eignet sich daher ideal für tragbare Geräte, Gesundheitssensoren und andere Bluetooth-basierte Anwendungen. Er verfügt außerdem über fortschrittliche Sensoren wie einen 9-Achsen-Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop und einen Magnetometer.
| Specification | Details |
|---|---|
| Microcontroller | Nordic nRF52840 (Cortex-M4F) |
| Clock Speed | 64 MHz |
| Flash Memory | 1 MB |
| SRAM | 256 KB |
| Operating Voltage | 3.3V |
| Digital I/O Pins | 14 |
| USB Interface | Micro-USB |
| Wireless Connectivity | Bluetooth 5.0 (U-blox NINA B306 module) |
| Special Features | Low power consumption, suitable for wearables, includes 9-axis sensor |
Arduino Nano 33 BLE Sense
Der Nano 33 BLE Sense ähnelt dem Nano 33 BLE, verfügt jedoch über zusätzliche integrierte Sensoren, darunter Temperatur-, Feuchtigkeits-, Druck-, Licht- und Farbsensoren, Gestenerkennung und ein digitales Mikrofon. Damit eignet er sich perfekt für sensorgestützte Anwendungen, darunter Umweltüberwachung und Wearables.
| Specification | Details |
|---|---|
| Microcontroller | Nordic nRF52840 (Cortex-M4F) |
| Clock Speed | 64 MHz |
| Flash Memory | 1 MB |
| SRAM | 256 KB |
| Operating Voltage | 3.3V |
| Digital I/O Pins | 14 |
| USB Interface | Micro-USB |
| Wireless Connectivity | Bluetooth 5.0 (U-blox NINA B306 module) |
| Special Features | Includes additional sensors for temperature, pressure, humidity, light, and gesture recognition |
Programmierung des Arduino Nano
Der Arduino Nano kann wie andere Arduino-Boards mit der Arduino IDE programmiert werden. Er ist mit einem Bootloader vorinstalliert, sodass Sie zum Hochladen von Code keinen externen Programmierer benötigen.
Schritt 1: Installieren Sie die Arduino IDE
Laden Sie die Arduino IDE herunter:
Gehen Sie auf die offizielle Arduino-Website und laden Sie die neueste Version der Arduino IDE herunter, die für Ihr Betriebssystem (Windows, macOS oder Linux) geeignet ist.
- Installieren Sie die IDE:
Befolgen Sie die Installationsanweisungen für Ihr Betriebssystem. Starten Sie nach der Installation die Arduino IDE.
Schritt 2: ATtiny-Board zur Arduino IDE hinzufügen
Arduino IDE unterstützt ATtiny85 standardmäßig nicht, daher müssen Sie das ATtiny-Board in Arduino IDE hinzufügen. Öffnen Sie „Datei->Einstellungen“ und geben Sie unter „Zusätzliche Board-Manager-URLs“ Folgendes ein:
http://drazzy.com/package_drazzy.com_index.json
Schritt 3: Wählen Sie Ihr Arduino Nano-Board und den Anschluss aus.
Wählen Sie das Arduino Nano-Board aus:
- Gehen Sie zum
Toolsoben in der IDE. - Wählen Sie
Board>Arduino Nano. - Wenn Sie eine bestimmte Version des Nano verwenden (z. B. Nano Every oder Nano 33 IoT), wählen Sie die entsprechende Version aus der Liste aus.
- Gehen Sie zum
Wählen Sie den richtigen Prozessor aus:
- Gehen Sie im
ToolsMenü zuProcessor. - Für den Standard-Arduino Nano (ATmega328P) wählen Sie
ATmega328P. Wenn Sie ein neueres Nano-Modell wie dasArduino Nano Every, wählen Sie den entsprechenden Prozessor aus.
- Gehen Sie im
Wählen Sie den seriellen Anschluss aus:
- Gehen Sie im
Toolsgehen Sie zuPortund wählen Sie den Anschluss, an den Ihr Arduino Nano angeschlossen ist. Auf den meisten Systemen wird der Arduino als etwas wieCOM3(Windows) oder/dev/ttyUSB0(Linux/macOS)
- Gehen Sie im
Installieren Sie die erforderlichen Treiber (optional):
Wenn Sie den Arduino Nano 3.0 mit dem CH340 USB-zu-Seriell-Chip verwenden, müssen Sie möglicherweise zusätzliche Treiber installieren, damit Ihr System den Nano korrekt erkennt.
Schritt 4: ATtiny85 mit Arduino Nano verbinden
| ATtiny85 Pin | Arduino Nano Pin |
|---|---|
| Pin 8 (VCC) | 5V |
| Pin 4 (GND) | GND |
| Pin 1 (RESET) | D10 |
| Pin 5 (MOSI) | D11 |
| Pin 6 (MISO) | D12 |
| Pin 7 (SCL) | D13 |
Schritt 5: Schreiben Sie Ihr erstes Programm
Sobald alles eingerichtet ist, können Sie mit dem Schreiben Ihres Codes beginnen. Hier ist ein Beispiel für das klassische „Blink“-Programm, das eine an Pin 13 angeschlossene LED blinken lässt.
Öffnen Sie das File Menü und wählen Sie Examples > 01.Basics > Blink. Dadurch wird ein einfaches Programm geladen, das eine LED blinken lässt.
Und dann fügen Sie den Code wie folgt hinzu:
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT); // Set pin 13 as an output
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH); // Turn the LED on
delay(1000); // Wait for one second
digitalWrite(13, LOW); // Turn the LED off
delay(1000); // Wait for one second
}
Erläuterung:
setup(): Diese Funktion wird einmalig beim Start des Programms ausgeführt. Sie legt Pin 13 als Ausgang fest.loop(): Diese Funktion wird wiederholt ausgeführt. Sie schaltet die LED jede Sekunde ein und aus.
Schritt 6: Laden Sie den Code auf Ihren Arduino Nano hoch.
Bevor Sie den Blink-Code hochladen, stellen Sie bitte sicher, dass Sie Ihren Arduino Nano über ein USB-Kabel mit dem Computer verbunden haben.
- Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Schaltfläche „Hochladen“ (Pfeil-nach-rechts-Symbol) oben links im Fenster. Dadurch wird Ihr Code kompiliert und auf den Arduino Nano hochgeladen.
- Sobald der Upload abgeschlossen ist, sollte die Onboard-LED (verbunden mit Pin 13) auf dem Arduino Nano zu blinken beginnen, was anzeigt, dass das Programm erfolgreich hochgeladen wurde.
Fazit
Der Arduino Nano ist ein vielseitiges und kompaktes Board, das sich ideal für eine Vielzahl von Elektronikprojekten eignet. Ganz gleich, ob Sie an einem kleinen eingebetteten System oder einem IoT-Gerät arbeiten, die geringe Größe des Nano in Kombination mit leistungsstarken Funktionen wie digitalen I/O-Pins, analogen Eingängen und der Unterstützung verschiedener Kommunikationsprotokolle macht ihn zu einem wertvollen Werkzeug sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Maker. Die zahlreichen Varianten des Arduino Nano, darunter Modelle mit Wi-Fi, Bluetooth und zusätzlichen Sensoren, bieten noch mehr Flexibilität für eine Vielzahl von Anwendungen.
