Arduino Nanoのすべてのピン配列

この記事では、Arduino Nano Everyのピン配置とその用途について説明します。 Nano Every の電源ピンとその USB コネクタに関する情報も得られます。

目次：

1. Arduino Nanoの各ピン配置

• 1.1.マイクロコントローラー
• 1.2. USBコネクタ
• 1.3. USBブリッジ

2. ピン

• 2.1.内蔵LEDピン
• 2.2.デジタル I/O ピン
• 2.3.アナログ入力ピン (ADC ピン)
• 2.4. PWMピン

3. コミュニケーション

• 3.1. UART
• 3.2. 2C
• 3.3. SPI

4. パワー

• 4.1.電力変換器
• 4.2.パワーツリー

5. RESETピン

6. デバッグコネクタ

7. 寸法

8. 価格設定

結論

1. Arduino Nanoの各ピン配列

Nano Every ボードは、ユーザーフレンドリーで適応性があり、初心者から上級の Arduino ユーザーに適したものになるように設計されています。小型のフォームファクターとわずか 5 グラムの重量により、低コストのロボット工学やエレクトロニクスのプロジェクトに最適です。

Arduino Nano Every には、Arduino UNO ボードよりも強力なプロセッサである ATMega4809 が搭載されています。 Arduino UNO ATmega328P よりもプログラム メモリが 50% 多いため、より高度なプログラムをコンパイルできます。また、UNO より 200% 大きい RAM も搭載しています。

プロジェクトに Arduino Nano を使用している場合は、Arduino Nano Every ボードと交換するのがはるかに簡単になります。これらのボードを両方交換した後でもコードは正常に動作し、プロジェクトの開始時に計画していたモーターを書き直す必要はありません。

Arduino Every の各コンポーネントの詳細に進む前に、以下の表に、Arduino Nano Every ボード内のすべての主要な周辺機器の概要を示します。

1.1.マイクロコントローラー

Nano Every ボードの中核には、ATMega4809 マイクロコントローラーが搭載されています。この 8 ビット AVR プロセッサは、最大 20 MHz で実行できます。 6KBのSRAMと48KBのフラッシュメモリが搭載されています。 256バイトのEEPROMも搭載しています。これらの仕様により、以前のバージョンよりも複雑なプログラムや大規模なデータ配列を処理できるようになります。

1.2. USBコネクタ

Arduino Nano Every は、電源とデータ交換に Micro USB ポートを使用します。これは、Mini USB-B ポートを備えた以前の Arduino Nano からのアップグレードです。 Nano Every Micro USB コネクタは 5V をサポートしており、パワーバンクや PC の USB ポートなどのさまざまなソースからボードに電力を供給するために使用できます。

1.3. USBブリッジ

シリアル通信には、Arduino Nano Every は SAMD11D14A プロセッサを使用します。 USB からシリアル ブリッジへの接続を可能にし、UPDI インターフェイス経由での ATMega4809 のファームウェア アップグレードを支援するファームウェアがプリインストールされています。さらに、このファームウェアには、さまざまな USB クラスをサポートするためのプロセッサの再プログラミングに役立つブートローダーも含まれています。この機能は、通常シリアルブリッジ機能のみに制限されている Arduino Nano Every の機能を強化します。

注記： SAMD11D14A のピンは 3.3V のみで動作し、レベル シフタを介して ATMega4809 に接続されます。これらのピンは 5V トレラントではないため、外部回路に接続する場合は細心の注意が必要です。

2. ピン

Arduino Nano すべてのピンは Arduino Nano に似ています。 Arduino Nano Everyには合計30本のピンがあります。主な違いの 1 つは PWM ピンです。 Nano Every には、合計 6 つの PWM ピンがある従来の Arduino Nano よりも 1 つ少ない PWM ピンが付属しています。

Arduino Nano Everyピンについて詳しく説明しましょう。

2.1.内蔵LEDピン

Arduino Nano Every には、ボードのピン D13 に LED が組み込まれています。このピンは、SPI クロック (SCK) および汎用 I/O (GPIO) ピンとしても機能します。

2.2.デジタル I/O ピン

Arduino Nano Every には 22 個のデジタル I/O ピンが含まれています。このうち、PWM ピンは 5 つあります。これら 22 個の各ピンの説明は次のとおりです。

• D2～D12： 汎用 I/O ピン (5 つの PWM ピン D3、D5、D6、D9、および D10 を含む)
• D13: SPI クロック (SCK) および汎用 I/O (GPIO) として機能します。 LEDも内蔵されています
• 送信: USART用の送信ピン。 GPIOとして機能可能
• 処方箋： USART用のレシーバピン。 GPIOとして機能可能
• アナログピン: デジタル ピンとしても機能する 8 つのアナログ ピン。これらのピンには (D14 (A0) - D21 (A7)) が含まれます。

2.3.アナログ入力ピン (ADC ピン)

Arduino Nano Every は、ADC (アナログ - デジタル) として使用できる 8 つのアナログ ピンを備えています。これらのアナログピンを使用すると、アナログセンサー値を読み取り、Arduino IDE に表示できます。これらのアナログ ピンはデジタル入出力ピンとしても使用できます。

アナログ ピンには次のものが含まれます。

• A0～A7： アナログ入力チャンネル
• AREF: アナログ入力に基準電圧を提供します。 GPIOとしても機能します

2.4. PWMピン

Arduino Nano Every は、従来の Arduino Nano ボードよりも 1 つ少ない PWM ピンを備えています。 Arduino Nano Everyには合計5つのPWMピンがあります。これらのピンは D3、D5、D6、D9、および D10 です。

3. コミュニケーション

Arduino Nano Everyにはさまざまな通信プロトコルがあります。これらのプロトコルには、UART、I2C、および SPI プロトコルが含まれます。以下は、Arduino Nano Everyボードの各プロトコルとそれぞれのピンの詳細です。

3.1. UART

データシートによると、Arduino Nano Everyプロセッサには4つのUSART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）インターフェイスがあります。これらの UART により、デバイス間の非同期シリアル通信が可能になります。ただし、デフォルトでは、Nano Every は次の UART のうち 2 つだけを公開します。

• シリアル： これは、USB 経由でコンピュータと通信するために使用されるプライマリ UART です。
• シリーズ1: これは、Nano Every で利用できる追加の UART です。この UART には、Tx ピンと Rx ピンを介してアクセスできます。

他の 2 つの UART は、デフォルトでは直接公開されません。を変更することで有効にできます。 pins_arduino.h Nano Every ボードのコード ファイル内のファイル。

Arduino Nano EveryのUARTピン

• 送信 (ピン16)
• 処方箋 (ピン17)

3.2. 2C

I2C または (集積回路間) プロトコルは、2 線 SDA および SCL を介した複数のデバイス間の通信に使用できます。 I2C プロトコルを介して接続された各デバイスには、マスター (Arduino ボード) によって認識されるための固有のアドレスがあります。

Arduino Nano Every では、I2C ピンは A4 と A5 です。これらのピンは GPIO ピンとしても機能します。

• A4/SDA: I2C データライン (ピン 8)
• A5/SCL: I2C クロックライン (ピン 9)

3.3. SPI

SPI は同期シリアル データ プロトコルです。高速な通信プロトコルです。ほとんどの SPI アプリケーションは短距離通信用です。

Arduino Nano Every の SPI ピンは次のとおりです。

• D11 (コピー): SPI マスターアウト スレーブイン (MOSI)
• D12 (CIPO): SPI マスターインスレーブアウト (MISO)
• D13 (SCK): SPI クロック (SCK) として機能
• CS: チップセレクト (CS) には任意の GPIO を使用します。

注記： CIPO/COPI は以前は MISO/MOSI として知られていました

4. パワー

Arduino Nano Everyは5Vで動作し、Micro USBポートまたはVINピンを使用して電力を供給できます。 VIN ピンは 7V ～ 21V の電圧範囲をサポートします。ボードには電源 LED もあり、ボードが電源に接続されるとすぐに点灯します。

以下は、Arduino Nano Every ボードの主な電源ピンです。

• 勝つ： このピンは外部電源を使用してボードに電力を供給できます。前述したように、7V ～ 21V が安全な範囲です。
• 5V: このピンは、電圧レギュレータからの 5V を出力します。
• 3V3: 3.3V 電源はオンボード レギュレータによって生成されます。
• グランド: アースピン。

以下は、Arduino Nano Every ボードの安全な電流制限の一部です。

• ピンあたりの最大電流は 40mA に制限されていますが、20mA を超えないようにすることをお勧めします。
• ボードパッケージ全体が処理できる最大電流は 200mA です。
• ポートの各電源グループの合計電流が 100mA 未満に収まるようにしてください。
• 3.3V ピンの最大電流は 50 mA です。

4.1.電力変換器

2 つの主要な電力コンバータは Arduino Nano Every ボードの生命線です。 1 つは DC-DC 降圧コンバータで、VIN ピンからの入力電圧を推奨 5V に変換します。 2 番目の電力コンバータは、3.3V ピン出力に使用される LDO レギュレータです。

• MPM3610 (DC-DC): このコンバータは最大 21V までの電圧を調整します。最低負荷時の最低効率は 65% です。入力が 12V の場合、85% 以上の効率を実現します。
• AP2112K-3.3 (LDO): このレギュレータは入力電圧を5Vから3.3Vに降圧し、最大550mAの出力電流をユーザーアプリケーションに供給します。このレギュレータの推奨最適電流範囲は最大 200mA です。

4.2.パワーツリー

Arduino Nano Every の電源ツリーは、ボードと ATMega4809 マイクロコントローラーに電力がどのように与えられるかを示しています。

Arduino Nano は、電源供給に関して柔軟になるように設計されています。 Nano Every は、USB 接続経由で直接電源を供給できます。 USB を使用しない場合は、外部電源を VIN ピンに接続できます。 5V ピンは、オンボード レギュレータから安定化された 5V 出力を提供します。このボードには、3V3 ピンに 3.3V を供給する 3.3V レギュレータも含まれています。

注記： USB ポートからの電圧はショットキーダイオード、DC-DC レギュレーターを経て VIN 端子に与えられます。ダイオードとレギュレータの損失により、Micro USB ポート経由で電力を供給する場合、ボード機能に必要な最小電圧は 4.5V です。必要な電流に応じて、推奨範囲は 4.8V ～ 4.9V です。

5. RESETピン

Arduino Nano Every には、ピン 13 とピン 18 に 2 つの REST ピンがあります。これらのピンは両方ともマイクロコントローラーをリセットできます。これらのピンのいずれかが LOW になると、残りの ATMega4809 プロセッサがトリガーされます。

6. デバッグコネクタ

ボードの下側の通信モジュールの下に、デバッグ コネクタが 3×2 アレイのテスト パッドに編成されています。これらのデバッグ コネクタ ピンは 100mil 離れており、4 番目のピンは省略されています。

これらのデバッグ コネクタについては次のとおりです。

7. 寸法

Arduino Nano Every ボードのサイズは長さ 45 mm、幅 18 mm です。重さはわずか5グラムです。コンパクトなサイズなので、ウェアラブルやドローン プロジェクトに最適です。

Arduino Nano すべてのボードの寸法:

• 重さ： 5グラム
• 幅： 18mm
• 長さ： 45mm

8. 価格設定

Arduino Nano は数量に応じてさまざまな価格で入手できます。ボードを 1 つ購入すると約 14 ドルかかりますが、Arduino Nano Every パックを購入すると、3 つの Nano Every を 39 ドルで入手でき、ボードあたり 1 ドルを節約できます。

予算が限られている場合は、最大 5 米ドルの中国製代替品 Arduino Nano Every を検討してみてはいかがでしょうか。ナノエブリイの正規品と中国メーカーのナノエブリィの違いはほとんど分かりません。

結論

Arduino Nano Every は、古典的な Arduino Nano ボードの更新バージョンです。この新しいボードでは、パフォーマンス、コスト、フォーム ファクターのバランスが取れたパッケージが得られます。これらの要因により、スペースの少ないプロジェクトには理想的な選択肢となります。新しい ATMega4809 マイクロコントローラーを使用すると、Arduino UNO ATmega328P よりも 50% 多くのプログラム メモリを獲得できます。また、UNO より 200% 大きい RAM も搭載しています。従来の Arduino より 1 つ少ない PWM ピンにより、UART、I2C、および SPI プロトコルを備えた完全なパッケージが得られます。この記事では、このボードについてさらに詳しく知ることができます。