Сколько потребляет ардуино нано
Перейти к содержимому

Сколько потребляет ардуино нано

  • автор:

Сколько потребляет ардуино нано

Arduino Nano — это полнофункциональное миниатюрное устройство на базе микроконтроллера ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), адаптированное для использования с макетными платами. По функциональности устройство похоже на Arduino Duemilanove, и отличается от него размерами, отсутствием разъема питания, а также другим типом (Mini-B) USB-кабеля. Arduino Nano разработано и выпускается фирмой Gravitech.

Схема и исходный проект

Arduino Nano 2.3 (ATmega168): руководство (pdf), файлы Eagle. Примечание: печатная плата этой версии Arduino Nano содержит 4 слоя, в то время как бесплатная версия Eagle позволяет работать только с двухслойными платами. Поэтому, для возможности работы со схемой в бесплатной версии, проект выложен без трассировки печатной платы.

Характеристики:

Микроконтроллер Atmel ATmega168 или ATmega328
Рабочее напряжение (логический уровень)
Напряжение питания (рекомендуемое) 7-12В
Напряжение питания (предельное) 6-20В
Цифровые входы/выходы 14 (из которых 6 могут использоваться как ШИМ-выходы)
Аналоговые входы 8
Максимальный ток одного вывода 40 мА
Flash-память 16 КБ (ATmega168) или 32 КБ (ATmega328) из которых 2 КБ используются загрузчиком
SRAM 1 КБ (ATmega168) или 2 КБ (ATmega328)
EEPROM 512 байт (ATmega168) или 1 КБ (ATmega328)
Тактовая частота 16 МГц
Размеры платы 1.85 см х 4.3 см

Питание

Arduino Nano может быть запитан через кабель Mini-B USB, от внешнего источника питания с нестабилизированным напряжением 6-20В (через вывод 30) либо со стабилизированным напряжением 5В (через вывод 27). Устройство автоматически выбирает источник питания с наибольшим напряжением.

Напряжение на микросхему FTDI FT232RL подается только в случае питания Arduino Nano через USB. Поэтому при питании устройства от других внешних источников (не USB), выход 3.3В (формируемый микросхемой FTDI) будет неактивен, в результате чего светодиоды RX и TX могут мерцать при наличии высокого уровня сигнала на выводах 0 и 1.

Память

Объем памяти программ микроконтроллера ATmega168 составляет 16 КБ (из них 2 КБ используются загрузчиком); в ATmega328 — этот объем составляет 32 КБ (из которых 2 КБ также отведены под загрузчик). Помимо этого, ATmega168 имеет 1 КБ оперативной памяти SRAM и 512 байт EEPROM (для взаимодействия с которой служит библиотека EEPROM); а микроконтроллер ATmega328 — 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM.

Входы и выходы

С использованием функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead() каждый из 14 цифровых выводов Arduino Nano может работать в качестве входа или выхода. Рабочее напряжение выводов — 5В. Максимальный ток, который может отдавать или потреблять один вывод, составляет 40 мА. Все выводы сопряжены с внутренними подтягивающими резисторами (по умолчанию отключенными) номиналом 20-50 кОм. Помимо основных, некоторые выводы Ардуино могут выполнять дополнительные функции:

  • Последовательный интерфейс: выводы 0 (RX) и 1 (TX). Используются для получения (RX) и передачи (TX) данных по последовательному интерфейсу. Эти выводы соединены с соответствующими выводами микросхемы-преобразователя USB-UART от FTDI.
  • Внешние прерывания: выводы 2 и 3. Данные выводы могут быть сконфигурированы в качестве источников прерываний, возникающих при различных условиях: при низком уровне сигнала, по фронту, по спаду или при изменении сигнала. Для получения дополнительной информации см. функцию attachInterrupt().
  • ШИМ: выводы 3, 5, 6, 9, 10 и 11. С помощью функции analogWrite() могут выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала.
  • Интерфейс SPI: выводы 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Данные выводы позволяют осуществлять связь по интерфейсу SPI. В устройстве реализована аппаратная поддержка SPI, однако на данный момент язык Ардуино пока ее не поддерживает.
  • Светодиод: вывод 13. Встроенный светодиод, подсоединенный к цифровому выводу 13. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW — выключается.

В Arduino Ethernet есть 8 аналоговых входов, каждый из которых может представить аналоговое напряжение в виде 10-битного числа (1024 различных значения). По умолчанию, измерение напряжения осуществляется относительно диапазона от 0 до 5 В. Тем не менее, верхнюю границу этого диапазона можно изменить, используя вывод AREF и функцию analogReference(). Помимо этого, некоторые из выводов имеют дополнительные функции:

  • I2С: выводы 4 (SDA) и 5 (SCL). С использованием библиотеки Wire (документация на веб-сайте Wiring) данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу I2C (TWI).

Помимо перечисленных на плате существует еще несколько выводов:

  • AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Может задействоваться функцией analogReference().
  • Reset. Формирование низкого уровня (LOW) на этом выводе приведет к перезагрузке микроконтроллера. Обычно этот вывод служит для функционирования кнопки сброса на платах расширения

Связь

Arduino Nano предоставляет ряд возможностей для осуществления связи с компьютером, еще одним Ардуино или другими микроконтроллерами. В ATmega168 и ATmega328 есть приемопередатчик UART, позволяющий осуществлять связь по последовательным интерфейсам посредством цифровых выводов 0 (RX) и 1 (TX). Микросхема FTDI FT232RL обеспечивает связь приемопередатчика с USB-портом компьютера, и при подключении к ПК позволяет Ардуино определяться как виртуальный COM-порт (драйвера FTDI включены в пакет программного обеспечения Ардуино). В пакет программного обеспечения Ардуино также входит специальная программа, позволяющая считывать и отправлять на Ардуино простые текстовые данные. При передаче данных компьютеру через USB на плате будут мигать светодиоды RX и TX. (При последовательной передаче данных посредством выводов 0 и 1 данные светодиоды не задействуются).

Библиотека SoftwareSerial позволяет реализовать последовательную связь на любых цифровых выводах Arduino Nano.

В микроконтроллерах ATmega328 и ATmega168 также реализована поддержка последовательных интерфейсов I2C (TWI) и SPI. В программное обеспечение Ардуино входит библиотека Wire, позволяющая упростить работу с шиной I2C; для получения более подробной информации см. документацию. Для работы с интерфейсом SPI см. даташиты микроконтроллеров ATmega168 и ATmega328.

Программирование

Arduino Nano программируется с помощью программного обеспечения Ардуино (скачать). Для этого из меню Tools > Board необходимо выбрать «Arduino Diecimila, Duemilanove, or Nano w/ ATmega168» или «Arduino Duemilanove or Nano w/ ATmega328» (в зависимости от микроконтроллера на вашей плате). Для получения более подробной информации см. справку и примеры.

ATmega168 и ATmega328 в Arduino Nano выпускается с прошитым загрузчиком, позволяющим загружать в микроконтроллер новые программы без необходимости использования внешнего программатора. Взаимодействие с ним осуществляется по оригинальному протоколу STK500 (справка, заголовки C-файлов).

Тем не менее, микроконтроллер можно прошить и через разъем для внутрисхемного программирования ICSP (In-Circuit Serial Programming), не обращая внимания на загрузчик; более подробно об этом см. соответствующие инструкции.

Автоматический (программный) сброс

Чтобы каждый раз перед загрузкой программы не требовалось нажимать кнопку сброса, Arduino Nano спроектирован таким образом, который позволяет осуществлять его сброс программно с подключенного компьютера. Один из выводов микросхемы FT232RL, участвующий в управлении потоком данных (DTR), соединен с выводом RESET микроконтроллера ATmega168 или ATmega328 через конденсатор номиналом 100 нФ. Когда на линии DTR появляется ноль, вывод RESET также переходит в низкий уровень на время, достаточное для перезагрузки микроконтроллера. Данная особенность используется для того, чтобы можно было прошивать микроконтроллер всего одним нажатием кнопки в среде программирования Ардуино. Такая архитектура позволяет уменьшить таймаут загрузчика, поскольку процесс прошивки всегда синхронизирован со спадом сигнала на линии DTR. Такая архитектура позволяет уменьшить таймаут загрузчика, поскольку процесс прошивки всегда синхронизирован со спадом сигнала на линии DTR.

Однако эта система может приводить и к другим последствиям. При подключении Arduino Nano к компьютерам, работающим на Mac OS X или Linux, его микроконтроллер будет сбрасываться при каждом соединении программного обеспечения с платой. После сброса на Arduino Nano активизируется загрузчик на время около полсекунды. Несмотря на то, что загрузчик запрограммирован игнорировать посторонние данные (т.е. все данные, не касающиеся процесса прошивки новой программы), он может перехватить несколько первых байт данных из посылки, отправляемой плате сразу после установки соединения. Соответственно, если в программе, работающей на Ардуино, предусмотрено получение от компьютера каких-либо настроек или других данных при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым взаимодействует Ардуино, осуществляет отправку спустя секунду после установки соединения.

  • Последние новости
  • подписаться на новости
  • Последние темы с форума

Как посчитать энергопотребление и мощность устройства на Arduino?

Разрабатываю автономные весы для ульев с беспроводной передачей данных. Для весовой платформы за основу взял Arduino UNO к ней подключена АЦП HX711 с тенходатчиками, датчик шума CMA и датчик температуры MCP, и радиомодуль NRF. Питается Arduino UNO от батареи 3.7В через преобразователь до 5В и солнечный модуль. Данные будут передаваться на ардуино нано а потом через gsm модуль по смс. К Arduino Nano подключены модуль GSM Ai-Thinker A6 и радиомодуль NFR24L0. Питается от батереи 3.7В с преобразователем до 5В и солнечной батареей. Как рассчитать какой ток будет потреблять система и какую мощность будет выдавать? И сколько времени хватит батареям с такой конструкцией как посчитать? Может у вас будут более эффективные предложения? Желательно подробно расписать формулы для расчета. Буду благодарен!

  • Вопрос задан более трёх лет назад
  • 1160 просмотров

1 комментарий

Простой 1 комментарий

Arduino Nano

Arduino Nano – одна из самых популярных моделей плат семейства Ардуино. Является отладочной платой на базе 8-битного микроконтроллера ATmega328p (есть версии на ATmega168p) семейства AVR – довольно старом, но хорошо сбалансированном по характеристикам и комфортном в освоении и программировании. На базе этого же МК существуют платы Arduino UNO и Arduino Pro Mini, но они очень сильно уступают модели Nano в удобстве использования: UNO имеет крайне неудачную конструкцию (не вставляется в макетную плату) и на ней выведены не все аналоговые пины микроконтроллера, несмотря на огромный размер самой платы. Pro Mini в свою очередь требует наличие внешнего USB программатора и имеет неудобное расположение пинов для работы на макетной плате.

Arduino Nano является самой лучшей платой для знакомства с миром Arduino и робототехники, а также использования в качестве основы для проекта:

  • Загрузка прошивки через бортовой USB порт
  • Широкий диапазон напряжений питания: стабильно работает от ~3 до 5 Вольт при питании “напрямую” (от 1.5 Вольт при понижении частоты процессора)
  • Бортовой стабилизатор напряжения для внешнего питания 7.. 15 Вольт
  • Небольшое потребление тока, несколько режимов энергосбережения
  • Удобный форм-фактор – плата вставляется в макетку, что позволяет быстро собирать схемы любой сложности
  • Много ног: 20 цифровых пинов, 8 аналоговых (из них 6 совмещены с цифровыми)
  • Логический уровень – 5 Вольт
  • Хорошая токоотдача у пинов по сравнению с другими Ардуино-совместимыми платами: может самостоятельно питать светодиоды и качать транзисторы
  • Аппаратная поддержка самых популярных интерфейсов: UART, I2C, SPI
  • Достаточно памяти для большинства проектов
  • “Настоящая” EEPROM память с большим ресурсом перезаписи
  • Очень предсказуемая и стабильная работа
  • Удобный в использовании, хорошо написанный официальный даташит для полноценной работы с МК и доступа ко всем его возможностям
  • Быстрая компиляция и загрузка прошивки
  • Невысокая цена по сравнению с остальными Arduino платами, но не самое лучшее соотношение цена/возможности среди остальных Ардуино-совместимых плат на рынке

Характеристики (Nano ATmega328p)

Напряжение питания МК ~3.. 5V (от 1.5V при пониженной частоте)
Питание через стабилизатор 7.. 15V
Макс. ток с пина 40 mA
Мак. суммарный ток с пинов 200 mA
Ток потребления От ~5 мкА (МК в режиме сна на модифицированной плате) до ~20 мА (на стоковой плате в обычном режиме)
Частота процессора 16 MHz
Flash память (программа) 32 кБ
SRAM память (оперативная) 2 кБ
EEPROM память 1 кБ
Цифровые пины 20
Аналоговые пины 8
Аппаратные ШИМ пины 6
Аппаратные интерфейсы 1x SPI, 1x I2C, 1x UART

Распиновка

Отмеченные пины:

  • GPIO Arduino – цифровые пины, ввод/вывод логических сигналов, нумерация Arduino. По этим номерам можно обращаться в программе
  • GPIO AVR – “настоящие” названия и номера пинов микроконтроллера, не обращайте внимания
  • PWM – выводы таймеров (генерация ШИМ сигнала)
  • ADC – выводы АЦП (измерение аналогового сигнала)
  • UART – выводы UART
  • SPI – выводы шины SPI
  • I2C – выводы шины I2C
  • LED – светодиод на пине D13
  • 3V3 – выход питания 3.3V, ток до 100 мА
  • AREF – вход внешнего опорного напряжения
  • RST – перезагрузка (низкий сигнал)
  • VIN – вход внешнего питания (на стабилизатор): 7.. 15V
  • L – отладочный светодиод на пине D13
  • PWR – индикатор питания
  • RX – индикатор приёма данных по UART
  • TX – индикатор отправки данных по UART

Начало работы

Для работы с Arduino Nano достаточно установить драйвер на микросхему CH341 – урок

Нумерация пинов

  • Как цифровой пин (функции digitalRead/Write, analogWrite, pinMode):
    • D-пины – по номеру D-пина или номеру GPIO (они совпадают): D2 – 2 , D13 – 13
    • A-пины – по номеру GPIO или А-номеру с буквой A: A1 – 15 , A5 – A5
    • A-пины – по номеру GPIO или А-номеру с буквой A: A1 – 15 , A5 – A5

    Arduino.ru

    Какую максимальную силу тока принимает Ардуино Нано? И какую рекомендовано?

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 01:38
    valera26122000
    Зарегистрирован: 29.10.2017

    Интересует вот что: у меня есть БП — 9В и 2А; беспокоит сила тока, не большая ли будет она для Arduino Nano? И что рекомендует брать, ещё по мимо этого, для хорошей запитки?
    В наличии:
    PowerBank 10А\ч — 5В, 2А

    БП(2) — 9В, 2А//именно этот указан в шапке

    Возможно что-то из списка выше подойдёт?

    И важна ли сила тока для Arduino вообще(в разумных пределах)?

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 02:03
    Зарегистрирован: 25.02.2016

    вот так написан вопрос в поисковик, -ток потребления ардуино

    а вот содержание ссылки, —

    Плата 5v 9v (3,7v для LilyPad)
    Raspberry pi B+ 80..150 mA
    MEGA 2560 (16u2) 66 mA 90 mA
    UNO R3 (16u2) 43 mA 48 mA
    UNO R3 (CH340) 18 mA 19 mA
    NANO 3.0 (FTDI) 62 mA 57 mA
    NANO 3.0 (CH340) 20 mA 24 mA
    LilyPad USB 15 mA 9 mA
    Pro Mini 5v 17 mA 18 mA
    Beetle leonardo 21 mA

    читать нужно четвертую строчку снизу

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 09:40

    Ворота аватар

    Зарегистрирован: 10.01.2016
    valera26122000 пишет:

    БП — 9В и 2А; беспокоит сила тока, не большая ли будет она для Arduino Nano?

    NANO 3.0 (CH340) — 20 mA

    Как видишь, ты прав — многовато. Ищи БП на 20-30 mA, а то у тебя аж в сто раз больше! И розетку заодно ищи на правильный ток, а то в обычной розетке там . аж до 40А в лёгкую (если не поплавится)!

    И, кстати, когда за водкой в магазин идёшь, обязательно требуй документ — сколько они её закупили. А то может в магазине этой водки вагон — многовато же для тебя одного будет, отравишься!

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 10:43
    Зарегистрирован: 26.05.2017

    ВН, по вашей ссылке написано откровенное вренье.

    Nano -ch340 — 20ма? — дайте две.

    Uno ch340 — 18 ma — ага, щаз

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 11:29
    valera26122000
    Зарегистрирован: 29.10.2017

    как может быть рекомендуемое потребление 20мА, если при подключении ЮСБ-миниЮСБ шнура от компа там уже 500мА?

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 11:43
    Зарегистрирован: 09.07.2016
    valera26122000 пишет:

    как может быть рекомендуемое потребление 20мА, если при подключении ЮСБ-миниЮСБ шнура от компа там уже 500мА?

    При подключении шнура происходит следующее: комп МОЖЕТ выдать ДО 500 мА, но потребитель — ардуино — берёт только 20 мА, и ещё 480 «остаются в запасе». Так же, как и в сетевой розетке дома — источник может обеспечить до 20А, но, к примеру, чайник потребляет только 5, как бы 15А в запасе для других розеток.

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 11:47
    valera26122000
    Зарегистрирован: 29.10.2017

    то есть я могу брать свой БП на 9В и 2А и потребитель(адруино) будет брать столько сколько ему нужно?

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 11:48
    Зарегистрирован: 09.07.2016

    Верно, но сколько ему нужно — рассчитываете вы сами. Если от источника взять больше, чем 2А (например, коротнуть на выходе плюс с минусом), источник не выдержит и сгорит. Если пропустить через ардуино (или стабилизатор) больший ток, чем тот, на который они рассчитаны (по 50 мА на ногу, в сумме не выше скольких-то там, см. в инете) — то они сгорят первыми.

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 11:53
    valera26122000
    Зарегистрирован: 29.10.2017

    ааа, всё понял, спасибо! Можно такой тупой вопрос? — Как потребитель знает сколько ему нужно тока? Ну тот же ардуино — берёт н-р 200мА, как он понимает что ему нужно именно 200мА? не 1А? КАК. Я понимаю что это всё первые классы физики, но это что то я вообще понять не могу.

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 11:57
    Зарегистрирован: 26.05.2017
    valera26122000 пишет:

    ааа, всё понял, спасибо! Можно такой тупой вопрос? — Как потребитель знает сколько ему нужно тока? Ну тот же ардуино — берёт н-р 200мА, как он понимает что ему нужно именно 200мА? не 1А? КАК. Я понимаю что это всё первые классы физики, но это что то я вообще понять не могу.

    похоже, что ардуина умнее тебя 🙂 — она-то знает, сколько ей нужно.

    На самом деле простейший потребитель — резистор — тупая железка, и ничего не «понимает». Однако берет от БП ровно столько, сколько надо. Это закон Ома, мальчик, но тем, кто плохо учил физику, это понять трудно.

    Почитал бы ты книжки, прежде чем за ардуину браться.

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 12:04
    valera26122000
    Зарегистрирован: 29.10.2017

    Та вот читаю, физику люблю, в школе её хорошо учу. Но тем не менее, никто не может дать мне конкретного ответа та даже на этот же вопрос. Ещё когда мы это в 8 классе проходили, подошёл к учителю, спросисил, она мне вообще про другое начинает рассказывать. И так пару раз.

    Мне это очень интересно, но как то мало кто даёт ответы на вот такие, казалось бы для вас — простые, но довольно значимые для меня вопросы. Ведь это база, а без бызы.

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 12:12
    Зарегистрирован: 26.05.2017

    конкретный ответ такой — при выборе БП в первую очередь смотри на напряжение. Напряжение должно быть ИМЕННО таким, как обозначено на потребителе. Для Ардуино Нано — 5в постоянного тока при прямом подключении.

    Сила тока, указанная на БП — означает максимум того, что может отдать данный БП. Она не обязательно должна быть той же, что указана на потребителе, главное чтобы номинальный ток БП был НЕ МЕНЬШЕ требуемого тока потребителя.

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

    Вс, 29/10/2017 — 12:22
    Зарегистрирован: 09.07.2016

    Он «знает» это по закону Ома, и высчитывают это по нему же. У любого проводника электричества (провод, радиодеталька) есть такой параметр, как сопротивление, R. Чем оно выше, тем меньший ток проводник пропускает через себя. Все излишки протекающего тока проводник преобразует в тепло — греется. Одна из первых деталек, придуманных человечеством — это резистор, на схемах подписываемый той же буквой R, и предназначение которого — сопротивляться протеканию тока, тем самым ограничивая его до нужной величины.

    Возьмём светодиод, и закоротим им + и — от вашего источника питания 9В 2А. У светодиода в прямом направлении очень маленькое сопротивление, не помню точной величины, для примера пусть оно будет 0.1 Ома, и рабочий ток светодиода 20 мА. Подсчитаем, какой ток через него пойдёт — I = U/R, I = 9/0.1 = 90A. Это много, p-n переход светодиода моментально разогреется до огромной температуры и сгорит, причём, если не повезёт, то источник питания сгорит тоже. В реальности там, конечно же, не будет столько (ведь источник рассчитан на 2А), но и 2А во много раз больше нужного. Поэтому возьмём и добавим последовательно со светодиодом резистор на 1 кОм. Теперь общее сопротивление цепи стало 1000,1 Ом. Считаем максимальный ток, который она пропустит: I=9/1000=0,009=9мА. Это значение уже из разряда допустимых для светодиода, поэтому он будет радостно светиться. Так схема будет «знать», что её потребляемый ток 9мА (в реальной жизни чуть больше, ведь КПД 100% не бывает, потери идут в проводах от БП до светодиода с резистором).

    • Войдите на сайт для отправки комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *