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【電子工作】Arduino Nanoの基本仕様・ピン配列まとめ!

 

電子工作用途で使われるマイコンボードには、ArduinoやRaspberry Piなどがあります。
これまでArduino入門編記事やArduinoを使った作例等を当ブログでいろいろとご紹介してきました。

Arduinoボードには、Arduino UnoやNano、MegaやPro、Microなど多数ボードが存在します。
一例としては使えるGPIOピンが多いMegaや小型なNano、そしてその中間に位置するUnoではジャンパーワイヤを直接挿すことができサイズ&価格も手頃なので電子工作用途やちょっとしたテスト環境などで便利に使えます。

そして今回はArduino Nanoの基本機能やその仕様についてまとめてみたいと思います。

Arduino Nanoは、基本的にはArduino Unoと同様に使うことができブレッドボードに直接挿して使えるなど電子工作用途で便利に使える場面は多いと思います。
また、テスト環境ではArduino Unoを使い製作物に組み込む際に小型なArduino Nanoを使うといった用途でも使えます。
Arduino NanoボードにはUnoと同じマイコンチップ『ATmega328P』が使われています。
ほぼArduino Unoと同じ感覚で使えるかと思います。

Arduino Unoと比較しながらArduino Nanoの基本的な機能や仕様、ピン配列などを詳しく見ていきたいと思います。

Arduino Nanoの基本機能・仕様・ピン配列まとめ!

Arduino Nanoとは?

現在のArduino Unoは、旧型Duemilanoveの後継機となり最新版はArduino Uno R3となっています。
それを基に作られているArduino Nanoは、Unoの小型版的な位置付けとなるArduinoボードだと言えます。

Arduino Unoとほぼ等々に使えることから、テスト環境などでは使いやすいArduino Unoを使って回路やスケッチを作り、何か製作物に組み込む際には小型なArduino Nanoを使うといった使い分けを私はよくやっています。

また、ブレッドボードに直接挿して使えることから電子工作用途では便利に使える場面は多いと思います。

Arduino Nanoの特徴

Arduino Nanoはボードサイズが小さく、ブレッドボードに直接挿して使えるのが特徴となります。
そのため、テスト回路を組んだり動作確認などで便利に使える場面は多いと思います。

マイコンチップには、Arduino Unoと同じ『ATmega328P』チップが使われていています。
ボードサイズは18×45mmと小型でスケッチを書き込む際のPCとの接続はUSBポートからとなりますが、USB端子の形状が最近ではあまり使われなくなっているMini USB Type-B端子となっている点は注意が必要ですね!

小型化されているため、Arduino UnoやMegaなどには搭載されている外部電源からの電力供給を行うためのDCジャックは削除されています。
電源供給はUSB端子経由から行うのが基本となります。
またVIN端子も用意されているので外部からの電力供給(7~12V)にも対応しています。
このあたりもUnoと同様です!

Arduino Nanoボードの基本仕様

まずArduino Nanoボードの基本仕様をまとめておきます。
マイコンチップには『ATmega328P』が使われていてArduino Unoとほぼ同様の仕様となっていますが、ボードサイズやUSB端子の形状・DCジャックの有無・アナログ入力ピンの数など多少の違いがあります。

項目Arduino Nano仕様
マイコンチップ(動作周波数)ATmega328P(16MHz)
SRAM(メインメモリ)2KB
Flashメモリ32KB(内2KBはブードローダーが使用)
EEPROM1KB
動作電圧5V
外部電源電圧7~12V
デジタル入出力ピン14本(内6本はPWM出力が可能)
アナログ入力ピン8本
内蔵LEDPOWER/TX/RX/オンボードLED(D13ピン)
ボタンリセットボタン
端子定格電流40mA/各端子
USB端子Mini USB Type-B
インターフェースI2C/UART/SPI
ボードサイズ18mm×45mm(重量7g)

詳しい仕様に関しては、Arduino公式サイトをご覧下さい!

参考 Arduino NanoArduino STORE

Arduino Nano ボード外観

Arduino Nanoはボードサイズが18mm×45mm(重量7g)と小型なArduinoボードとなります。(画像引用:Arduino公式STORE)

ピンヘッダーを取り付けることにより(付属しています)ブレッドボードに挿して使えるのが大きな特徴となります。

電源供給およびスケッチ(プログラム)の書き込みにはUSBポート(Mini USB Type-B端子)を使って行います。
マイコンチップにはATmega328Pが使われ、I/OピンはA0~A7までのアナログ入力ピンとD0~D13までのデジタル入出力ピンが配置されています。

Arduino Nano ピン配列

こちらがArduino Nanoのピン配列となります。

I/Oピンとしてデジタル入出力ピンがD0~D13までの計14本、アナログ入力ピンはA0~A7までの計8本が配置されています。

電源端子としてArduinoボードに電力供給を行う[VIN端子]のほかに、ブレッドボードなどに作った外部の回路に電源を供給するための[5V端子]および[3.3V端子]があります。

そして動作確認用LEDにはPOWER用LED(ONと表記)の他にTX/RX/ビルトイン(L)の4つのLEDが搭載されています。

このあたりはほぼArduino Unoボードと同様な仕様となっています。
詳しくはArduino Unoのこちらの記事をご覧ください!

【Arduino入門編⑳】Arduino Uno R3ボードのピン配列&基本機能まとめ!

①マイコン(プロセッサ)

Arduino Nanoのマイコン(プロセッサ)には、『ATmega328P』が使われています。
これはArduino Unoにも使われているマイコンチップとなります。

プログラムを処理するための頭脳に当たる部分ですね。
メモリは32KBとなりそのうち2KBをブートローダーで使用しています。

②USBポート

PCからスケッチを書き込む際のUSBポートはArduino NanoではMini USB Type-B端子となっています。
Arduino Nanoボードへの電力供給(駆動電圧)も基本的にUSBポートから供給されて動かしています。
少し古い規格の形状なので、使用するケーブルを用意するのが面倒ではありますね。

Arduino Nanoには外部からの電力供給を行うためのDCジャックが付いていません。
基本的にスケッチの書き込みとボードへの電力供給はこのUSB端子から行うのが基本的な使い方になります。(VIN端子からの供給も可能)

③電源関係

Arduino Nanoボードの駆動にはUSB端子からの供給が基本となりますが、VIN端子を使い外部電源から電力供給(7~12V)を行うことも出来ます。
また、[5V出力端子]や[3.3V出力端子]を使いブレッドボードなどで組んだ外部の回路に電力供給を行うことも出来ます。

電源関連端子機能
VINArduinoボード駆動に必要な電力を供給する(7~12V)
5V5Vの電圧を外部に出力し供給する事が出来ます
3.3V3.3Vの電圧を外部に出力し供給する事が出来ます
GNDGND端子

電源関係の端子はArduino Unoと同様なのでこちらの記事も参考にして下さい!

【Arduion入門編⑩】Arduinoの主な電源供給方法!
【Arduino入門編⑮】Arduino Unoへの電力供給(外部電源)および電源出力端子の使い方!【追記】

④デジタル入出力ピン

デジタル入出力ピンは、D0~D13ピンまでの計14本が使えます。(TX/RXを含む)
D3/D5/D6/D9/D10/D11ピンの6本はPWM(Pulse Width Modulation)出力にも対応しています。
またアナログピン(A0~A7)はデジタルピンとして使うことも出来ます。

D13ピンはビルトインLED(ボード上のLと書かれたLED)に繋がっているので、D13ピンのHIGH/LOWにより点灯・消灯させることが出来ます。(テスト動作などで使用できます)

デジタル入出力ピン機能
D0~D13ピンデジタル入出力ピン
HIGH(5V)またはLOW(0V)
PWM出力ピンD3/D5/D6/D9/D10/D11ピンはPWM出力で使える端子

デジタルピンの使い方はこちらの記事を参考にして下さい。

【Arduino入門編①】ArduinoでLEDを点滅(Lチカ)させてみる!Arduinoの基本となるデジタル出力の解説その①
【Arduino入門編②】複数のLEDを点滅(Lチカ)させてみる!デジタル出力の解説その②

またPWMに関して詳しくはこちらの記事を参考にして下さい。

【Arduino入門編③】PWM制御でLEDをゆっくり点灯&消灯させてみる!アナログ出力(PWM)の解説その①

⑤アナログ入力ピン

アナログ入力ピンは、A0~A7ピンまでの計8本が使えます。
またアナログピンはデジタルピンとしても使うことが出来ます。
アナログ入力ピンは10bitの分解能を持っており、入力された電圧値(0~5V)を0~1023までの1024段階の数値として扱われます。

アナログ入力ピン機能
A0~A7ピンアナログ入力ピン
10bitの分解能を持っており1024段階の数値(0~1023)で取り扱いされます

アナログピンの使い方はこちらの記事を参考にして下さい。

【Arduino入門編⑥】可変抵抗を使いアナログ値を読み取る。アナログ値から実際に入力されている電圧を計算。アナログ入力端子の解説です!

⑥通信関連端子

I2C通信で使うSDAピン(シリアルデータ)はアナログピンA4、SCLピン(シリアルクロック)はA5ピンとなっています。
また、SPIピンはD10がSS(Slave Select)・D11がMOSI(Master Out Slave In)・D12がMISO(Master In Slave Out)・D13がSCK(Serial Clock)となっています。
通信関連のピン配列もArduino Unoと同じとなっています。

 

通信項目ピン番号機能
I2C通信A4SDA(シリアルデータ)
A5SCL(シリアルクロック)
SPI通信D10SS(Slave Select) スレーブデバイスの選択
D11MOSI(Master Out Slave In) マスタからスレーブへのライン
D12MISO(Master IN Slave Out) スレーブからマスタへのライン
D13SCK(Serial Clock) データ転送同期用のクロック信号
UART通信D0RX シリアルデータの受信
D1TX シリアルデータの送信

I2C通信に関してはこちらの記事を参考にして下さい。

【Arduino入門編⑱】I2C通信の基礎!LCDディスプレイに文字を表示させてみる![後編]
【Arduino入門編⑲】RTC(リアルタイムクロック)モジュールDS3231を使いシンプルな時計を作る![I2C通信]

⑦その他端子

Arduino Nanoボード上には物理ボタンとして[リセットボタン]が付いています。
押すことにより処理を一旦リセットしスケッチを最初から実行します。
また、リセットピン[RST]をGNDに落とすことにより同様にリセットをかける事が出来ます。

[AREFピン]はアナログ入力ピンのAD変換する際の基準電圧を決めるピンとなります。(通常デフォルトでは5Vとなっています)

⑧ボード搭載LED

Arduino Nanoにはボード上に4つのLEDが搭載されています。
起動時(電力供給時)に点灯するのが「ON」LEDです。

そしてデジタルピンD13と接続されたオンボードLEDが「L」LEDとなります。
D13ピンのHIGH/LOWにより点灯・消灯を制御でき、Arduino Uno同様オンボードLEDはD13ピンと接続されています。

また、シリアル通信時のArduino Nanoへの送信・受信時に点灯するLEDが「TX」「RX」LEDとなります。

LED機能
LArduino Nanoが起動時(給電時)に点灯するLED
ONオンボードLED(デジタルピンD13に接続されています)
TXシリアル通信で送信時に点滅するLED
RXシリアル通信で受信時に点滅するLED

⑨ICSPピン

通常、Arduino Nanoへのスケッチ(プログラム)の書き込みはUSBポートから行います。
特殊な使い方となりますが、ICSPピンにライタ(プログラムを書き込むための装置)を接続する事によりArduino NanoのマイコンチップであるATmega328Pに直接スケッチの書き込みを行うことが出来ます。

通常USBポートからスケッチの書き込みが行えるので使用することはあまりないかと思いますが、ブートローダーを書き換えるなどの際に利用出来ます。

【Arduino】ブートローダーの修復(書き換え)でArduinoボードが復活する場合があります!【壊れたArduinoの修復 その①】

また、SPIピンとして使うことも出来ます。

Arduinoボードの詳しい技術仕様

Arduinoボードには、Arduino NanoやUno・Megaなど多数のボードがあります。
今回ご紹介したArduino Nanoも含め、詳しい技術的仕様に関してはArduino公式サイトから入手する事が出来ます。

参考 Arduino BoardsArduino STORE

本家ボード or 互換ボード

Arduinoボードには本家の正規ボード以外にも多数の互換ボードが販売されています。
正規ボードに比べ互換ボードでは半額以下と手頃な価格で入手する事が出来ます。

これまでArduino Nanoの正規ボード以外に安価な互換ボードも多数使ってきましたが、機能的に大きな問題になったことはありませんでした。
しかし互換ボードはその価格の安さゆえに、大抵の場合梱包が簡易的なものとなり届いた時にはピンヘッダーが曲がった状態になっていたりといった事はよくあります。

動作的には問題ないので安価な価格で入手出来る互換ボードは製作物に組み込んだりする場合に重宝します。
Arduino互換ボードでは個人的にElegoo製の互換ボードはシッカリと個別梱包されていて品質もいいことからよく使っています。

Arduino NanoやArduino Uno、Megaなどの互換ボードを使われるならElegoo製のものはオススメです!

【ELEGOO Arduino Nano】数多くあるチャイナブランドの中ではダントツのクオリティー!ELEGOO製Arduino Nano互換ボードを買ってみました!
【ELEGOO Arduino Uno】Arduino完全互換ボードの中ではダントツのクオリティーですね!

Arduino Nano用シンプルケースの製作!

Arduino Nanoはピンヘッダーを下向きに取り付けるとブレッドボードに直接挿すことが出来ますが、テスト環境によっては上向きに取り付けて使うと便利な場合もあります。
その際に便利なNano用ケースを作ってみました。
興味ある方は使ってみて下さい!

テストや開発環境に最適!シンプルなArduino Nano用ケースを作ってみました。【STLデータ公開】

最後に!

旧型Duemilanoveの後継機となり最新版のArduino Uno R3を基に作られているArduino Nanoは、Unoの小型版的な位置付けとなるArduinoボードだと言えます。

ボードが小型化され電源等の多少の違いがありますが、ピン配列等ほぼ同じなのでArduino Unoと同等に使えます。
小型でブレッドボードに直接挿せる形状なのでテストや開発環境でも便利に使えます。

私の場合は、テストやスケッチの確認ではArduino Unoを使い、そして何か製作物に組み込む際は小型なNanoを使うといった事をよくやります。
UnoでテストしたスケッチをそのままNanoを使って動かすことが出来ますからね!

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