Arduino Nano v3

La carte Arduino Nano 3 est basée sur un microcontrôleur Atmel ATmega328. Sa mémoire de 32 Ko et ses E/S font de ce circuit un élément idéal pour les systèmes embarqués ou pour des applications nécessitant du multitâches.

C'est un circuit intégré qui traite les informations qu'il reçoit et déclenche des actions suivant le programme qu'il a reçu.

L’Arduino Nano peut être alimenté via :

  • la connexion USB ;
  • une alimentation externe non régulée 6-20 V (broche 30) ;
  • une alimentation externe régulée 5 V (broche 27).

La source d’alimentation fournissant le meilleur voltage sera sélectionnée comme source d’alimentation par la carte.

Interface USB/série

Le microcontrôleur ATMega328 est programmé avec le logiciel IDE Arduino. Il contient un bootloader qui permet de modifier le programme directement en le branchant au port USB d'un ordinateur. C'est par cette liaison que le programme va être "téléversé" dans le microcontrôleur. C'est également par ce câble que l'Arduino peut renvoyer des informations à l'ordinateur.

Du point de vue de l'ordinateur, la carte Arduino se présente comme un simple périphérique pour lequel il est donc nécessaire d'installer des pilotes afin de pouvoir communiquer avec lui.

Présentation générale de la carte Arduino Nano

Caractéristiques

  • microcontrôleur Atmel ATmega328 ;
  • tension de fonctionnement 5 V ;
  • tension d’entrée recommandée 7-12 V (maxi 6-20 V) ;
  • fréquence d’horloge 16 MHz ;
  • courant recommandé par broche 20 mA (maxi 40 mA) ;
  • courant cumulé de toutes les broches 200 mA ;
  • consommation au repos 19 mA ;
  • 14 broches d’E/S numériques (dont 6 PWM) ;
  • 8 broches d’entrée analogique ;
  • mémoire flash 32 Ko dont 2 Ko utilisés par le chargeur de démarrage ;
  • SRAM 2 Ko ;
  • EEPROM 1 Ko ;
  • dimensions 45 x 18 x 18 mm ;
  • poids 7 g.

Vue de dessus

Vue de dessous

Brochage de l'Arduino Nano

Certaines broches disposent de fonctions particulières :

  • Liaison série : 0 (RX) et 1 (TX). Utilisé pour recevoir (RX) et transmettre (TX) des données série.
  • Interruptions externes : 2 et 3. Ces broches peuvent être configurées pour déclencher une interruption sur une valeur basse, un front montant ou descendant ou une modification de valeur.
  • PWM : Sortie PWM 8 bits sur les broches 3, 5, 6, 9, 10 et 11 (Pulse Width Modulation = Modulation de Largeur d'Impulsion)
  • SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ces broches prennent en charge la communication avec les périphériques SPI.
  • LED 13 :  LED intégrée connectée à la broche 13 numérique.
  • Reset : Passer à l'état bas pour redémarrer le micro-contrôleur électroniquement.
  • AREF. : Tension de référence pour les entrées analogiques.
  • Bus I2C: 4 (SDA) et 5 (SCL). Prise en charge de la communication I2C permettant une connexion jusqu'à 127 périphériques.
  • Entrées / sorties numériques : Chacune des 14 broches numériques du Nano peut être utilisée comme entrée ou sortie et fonctionne en 5 volts. Chaque broche peut fournir ou recevoir un maximum de 40 mA (attention au courant cumulé limité à 200 mA pour toutes les broches) et dispose d’une résistance de pull-up interne de 20 à 50 K. Cette résistance de pull-up se connecte par programmation.
  • Entrées analogiques : La carte dispose de 8 entrées (A0 à A7), qui peuvent admettre une tension analogique comprise entre 0 et 5 V.
    • Pour mesurer une tension analogique, la carte Arduino Nano utilise un convertisseur analogique-numérique (A/N) d'une résolution de 10 bits, renvoyant le résultat de mesure sous forme d’un entier compris entre 0 et 1023.
    • Toutes les broches analogiques (sauf les broches 6 et 7) peuvent être utilisées comme broches numériques.

Programmation

La programmation du microcontrôleur s'effectue en utilisant l'IDE Arduino. Les pilotes de l'Arduino Nano sont installés nativement dans l'IDE. Avant de téléverser un programme, il faut simplement s'assurer de la bonne sélection du type de carte (voir ci-dessous) .

Lors de la première utilisation d'une nouvelle carte, il est préférable d'effectuer un test de bon fonctionnement afin de vérifier tout le processus de mise à jour de votre carte Arduino Nano :

  • Branchez la carte à l'ordinateur par le câble USB ;
  • Dans l'IDE, chargez le programme "Blink.ino" directement depuis le menu fichier :
  • Depuis le menu "Outils", sélectionnez la bonne version du processeur :

Enfin, téléversez le programme et vérifiez le clignotement de la LED sur la carte. Par défaut, elle doit clignoter toutes les secondes mais vous pouvez changer le cycle directement dans le programme (la ligne delay(1000); correspond à une attente de 1000 millisecondes, soit une seconde).

Si le clignotement de la LED du Nano est fonctionnel, votre carte Arduino est prête à accueillir son programme définitif !

Utilisations possibles dans le cadre du modélisme ferroviaire

  • Micro centrale DCC
  • Énormément de montages nécessitant des automatismes sont à base de cartes Arduino Nano (décodeur DCC, gestion d'un passage à niveau, mesure de vitesse d'un train, etc...).