Arduino Nano là gì? Những ưu điểm khi sử dụng Board Arduino Nano

26 Tháng 02 2020 | Đăng bởi: Lực Nguyễn

 

Điều đầu tiên mình muốn chia sẻ với các bạn khi mới tiếp xúc với Arduino Nano, cảm nhận đó là sự tiện dụng, đơn giản, có thể lập trình trực tiếp bằng máy tính (như Arduino Uno R3) và đặc biệt hơn cả đó là kích thước của nó. Kích thước của Arduino Nano cực kì nhỏ chỉ tương đương đồng 2 nghìn gấp lại 2 lần thôi (1.85cm x 4.3cm), rất thích hợp cho các bạn mới bắt đầu học Arduino, vì giá rẻ hơn Arduino Uno R3 nhưng dùng được tất cả các thư viện của mạch này. Hôm nay, mình viết bài này nhằm mục đích giới thiệu về mạch Arduino Nano và các thông số kĩ thuật, cùng với đó là những gợi ý ứng dụng khi bắt đầu với mạch này.

arduino-nano

Arduino Nano Pinout

arduino-nano-pinout

 

Thông số kỹ thuật Arduino Nano

Vi điều khiển

ATmega328

Điện áp hoạt động

5 VDC

Tần số hoạt động 

16 MHz

Dòng tiêu thụ

30 mA

Điện áp khuyên dùng

7 - 12 VDC

Điện áp giới hạn

6 - 20 VDC

Số chân Digital I/O

14 (6 chân PWM)

Số chân Analog

8 (Độ phân giải 10 bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O

40 mA

Dòng ra tối đa 5V

500 mA

Dòng ra tối đa 3.3V

50 mA

Bộ nhớ Flash

32 KB (ATmega328) với 2KB dùng bởi bootloader

SRAM

2 KB (ATmega328)

EEPROM

1 KB (ATmega328)

Kích thước

1.85cm x 4.3cm

Arduino Nano Schematic

Thiết kế nguồn

arduino-nano-schematic-nguon

arduino-nano-schematic-cau-chi

  • Tạo ra các điện áp 5V để cung cấp cho vi điều khiển và cũng là điểm cấp nguồn cho các thiết bị bên ngoài sử dụng. Mạch Arduino Nano sử dụng IC ổn áp LM1117 để tạo điện áp 5V. Đây là IC ổn áp tuyến tính, tuy hiệu suất không cao nhưng ít gợn nhiễu và mạch đơn giản. 

  • Bảo vệ ngược nguồn, quá tải ( ô vuông màu đỏ). F1 là một cầu chì tự phục hồi, trong trường hợp bạn chỉ sử dụng dây cáp USB để cấp nguồn thì tổng dòng tiêu thụ không được quá  500mA. Nếu không cầu chì sẽ ngăn không cho dòng điện chạy qua.

  • Báo nguồn. Đèn nguồn ON sáng lên báo thiết bị đã được cấp nguồn. Nếu các bạn đã cắm nguồn mà đèn nguồn không sáng thì có thể nguồn cung cấp của bạn đã bị hỏng hoặc jack kết nối lỏng, hoặc mạch Arduino Nano kết nối với các linh kiện bên ngoài bị ngắn mạch.

Thiết kế mạch dao động

Mạch giao động tạo ra các xung Clock giúp cho vi điều khiển hoạt động, thực thi lệnh… Board mạch Arduino Nano sử dụng thạch anh 16Mhz làm nguồn dao động.

arduino-nano-schematic-thach-anh

Thiết kế mạch Reset

Để vi điều khiển thực hiện khởi động lại thì chân RESET phải ở mức logic LOW (~0V) trong 1 khoản thời gian đủ yêu cầu. Mạch reset của board Arduino Nano phải đảm bảo được 2 việc:

  • Reset bằng tay: Khi nhấn nút, chân RESET nối với GND, làm cho MCU RESET. Khi không nhấn nút chân Reset được kéo 5V.

  • Reset tự động: Reset tự động được thực hiện ngay khi cấp nguồn cho vi điều khiển nhờ sự phối hợp giữa điện trở nối lên nguồn và tụ điện nối đất. Thời gian tụ điện nạp giúp cho chân RESET ở mức LOW trong 1 khoản thời gian đủ để vi điều khiển thực hiện reset.

  • Khởi động vi điều khiển trước khi nạp chương trình mới.

arduino-nano-schematic-reset

Thiết kế mạch nạp và giao tiếp máy tính

Vi điều khiển Atmega328P trên Board Arduino Nano đã được nạp sẵn 1 bootloader, cho phép nhận chương trình mới thông qua chuẩn giao tiếp UART (chân 0 và 1) ở những giây đầu sau khi vi điều khiển Reset.

  • Xem ngay: 

    • Máy tính giao tiếp với Board mạch Arduino Nano qua chuẩn giao tiếp USB (D+/D-), thông qua một IC Driver. IC này có nhiệm vụ chuyển đổi chuẩn giao tiếp USB thành chuẩn giao tiếp UART để nạp chương trình hoặc giao tiếp truyền nhận dữ liệu với máy tính (Serial).

    • Phần thiết kế mạch nạp có tích hợp thêm 2 đèn LED,nên khi nạp chương trình các bạn sẽ thấy 2LED này nhấp nháy. Còn khi giao tiếp, nếu có dữ liệu từ máy tính gửi xuống vi điều khiển thì đèn LED Rx sẽ nháy. Còn nếu có dữ liệu từ vi điều khiển gửi lên máy tính thì đèn Tx sẽ nháy. 

 

arduino-nano-schematic-driver

Lập trình cho Arduino Nano

Cũng tương tự như bên Arduino Uno R3, Arduino Nano sử dụng chương trình Arduino IDE để lập trình, và ngôn ngữ lập trình cho Arduino cũng tên là Arduino (được xây dựng trên ngôn ngữ C). Tuy nhiên, nếu muốn lập trình cho Arduino Nano, bạn cần phải thực hiện một số thao tác trên máy tính. Bạn xem bài viết bến dưới để hiểu chi tiết hơn nhé.

 

So sánh Arduino Nano với Arduino Uno R3

Các thông số kĩ thuật của Arduino Nano hầu như giống hoàn Arduino Uno R3, vì vậy các thư viện trên Arduino Nano đều hoạt động tốt trên Arduino Uno. Tuy nhiên, ở Nano có một lợi thế cực kì quan trọng, nhờ đó Arduino Nano đã được ứng dụng rất nhiều trong các dự án DIY, đó chính là kích hước của nó. Đồng thời Nano còn số lượng chân Analog nhiều hơn Uno (2 chân A6, A7 chỉ dùng để đọc) cùng với dùng ra tối đa của mỗi chân IO lên đến 40mA. Nhưng, có một điểm trừ nhẹ cho Arduino Nano, đó là mạch này cần đến 2KB bộ nhớ cho bootloader (ở Uno là 0.5KB). Tuy nhiên, bạn đừng lo lắng, bạn còn đến tận 30KB bộ nhớ flash để lập trình, để dùng hết được 30KB này với tôi, đó là cả "một vấn đề lập trình".

Ứng dụng thực tiễn của Board Arduino Nano

Dưới đây mình sẽ giới thiệu một số ứng dụng được làm từ arduino nano.

Car Robot

arduino-nano-robot-car

Spider Robot

arduino-nano-spider-robot

Fog Robot

arduino-nano-fog-robot

Bài viết liên quan

 

 

 

Viết bình luận: