Arduino Nano 33 IoT (ABX00027) - Controllerhandleiding

Beschrijving

De Arduino® Nano 33 IoT en Arduino Nano 33 IoT met headers zijn een module van miniatuurformaat met een Cortex M0+ SAMD21-processor, een Wi-Fi® + Bluetooth®-module op basis van ESP32, een crypto-chip die certificaten en vooraf gedeelde sleutels veilig kan opslaan en een 6-assige IMU. De module kan ofwel worden gemonteerd als een DIP-component (bij het monteren van pinheaders), of als een SMT-component, door deze rechtstreeks te solderen via de gekanteelde pads.

Doelgebieden:
Maker, verbeteringen, basis IoT-toepassingsscenario's

Functies

• SAMD21G18A
  • Processor
    • 256 kB Flash
    • 32 kB Flash
    • Power On Reset (POR) en Brown Out Detection (BOD)
  • Randapparatuur
    • 12-kanaals DMA
    • 12-kanaals eventsysteem
    • 5x 16-bits timer/teller
    • 3x 24-bits timer/teller met uitgebreide functies
    • 32-bits RTC
    • Watchdog Time
    • CRC-32-generator
    • Full speed Host/Device USB met 8 eindpunten
    • 6x SERCOM (USART, I²C, SPI, LIN)
    • Tweekanaals I²S
    • 12-bits 350ksps ADC (tot 16 bits met oversampling)
    • 10-bits 350ksps DAC
    • Externe Interrupt Controller (tot 16 lijnen)
• Nina W102
  • Module
    • Dual Core Tensilica LX6 CPU tot 240 MHz
    • 448 kB ROM, 520 kB SRAM, 2 MB Flash
    • Wi-Fi®
    • IEEE 802.11b tot 11 Mbit IEEE 802.11g tot 54 Mbit
    • IEEE 802.11n tot 72 Mbit
    • 2,4 GHz, 13 kanalen
    • 96 dBm gevoeligheid
  • Bluetooth® BR/EDR
    • Max. 7 randapparatuur
    • 2,4 GHz, 79 kanalen
    • Tot 3 Mbit/s
    • 8 dBm uitgangsvermogen bij 2/3 Mbit/s
    • 11 dBm EIRP bij 2/3 Mbit/s
    • 88 dBm gevoeligheid
  • Bluetooth® Low Energy
    • Bluetooth® 4.2 dual mode
    • 2,4 GHz 40 kanalen
    • 6 dBm uitgangsvermogen
    • 9 dBm EIRP
    • 88 dBm gevoeligheid tot 1 Mbit/
  • MPM3610 (DC-DC)
    • Regelt de ingangsspanning tot 21V met een minimum van 65% efficiëntie @minimum belasting Meer dan 85% efficiëntie @12V
  • ATECC608A (Cryptochip)
    • Cryptografische co-processor met veilige hardwarematige sleutelopslag
    • Beschermde opslag voor maximaal 16 sleutels, certificaten of gegevens
    • ECDH: FIPS SP800-56A Elliptic Curve Diffie-Hellman
    • NIST-standaard P256 elliptische curve-ondersteuning
    • SHA-256 & HMAC-hash inclusief off-chip context opslaan/herstellen AES-128 encryptie/decryptie, galois field multiply voor GCM
  • LSM6DSL (6-assige IMU)
    • Altijd actieve 3D-versnellingsmeter en 3D-gyroscoop
    • Slimme FIFO tot 4 KByte gebaseerd
    • ±2/±4/±8/±16 g volledige schaal
    • ±125/±250/±500/±1000/±2000 dps volledige schaal

Het board

Net als alle Nano-vormfactorborden, hebben Nano 33 IoT en Nano 33 IoT met headers geen batterijlader, maar kunnen ze worden gevoed via USB of headers.
LET OP: Nano 33 IoT en Nano 33 IoT met headers ondersteunen alleen 3,3V I/O's en zijn NIET 5V-tolerant, dus zorg ervoor dat u geen 5V-signalen rechtstreeks op dit bord aansluit, anders raakt het beschadigd. In tegenstelling tot Arduino Nano-borden die 5V-werking ondersteunen, levert de 5V-pin GEEN spanning, maar is deze via een jumper verbonden met de USB-voedingsingang.

Toepassingsvoorbeelden

Weerstation: Met behulp van de Nano 33 IoT of Nano 33 IoT met headers, samen met een sensor en een OLED-display, kunnen we een klein weerstation maken dat temperatuur, vochtigheid enz. rechtstreeks naar uw telefoon communiceert.
Luchtkwaliteitsmonitor: Slechte luchtkwaliteit kan ernstige gevolgen hebben voor uw gezondheid. Door het bord te monteren, met een sensor en monitor, kunt u ervoor zorgen dat de luchtkwaliteit in binnenomgevingen wordt gehandhaafd. Door de hardware-assemblage te verbinden met een IoT-toepassing/API, ontvangt u realtime waarden.
Luchtdrum: Een snel en leuk project is het maken van een kleine luchtdrum. Sluit uw bord aan en upload uw schets vanuit de Arduino Cloud Editor en begin met het maken van beats met uw audio-workstation naar keuze.

Beoordelingen

Aanbevolen bedrijfsomstandigheden

Stroomverbruik

Functioneel overzicht

Bordtopologie

Bordtopologie bovenzijde

Bordtopologie onderzijde

Processor

De hoofdprocessor is een Arm® Cortex®-M0+ die draait op maximaal 48 MHz. De meeste pinnen zijn aangesloten op de externe headers, maar sommige zijn gereserveerd voor interne communicatie met de draadloze module en de interne I²C-randapparatuur op de kaart (IMU en Crypto).
LET OP: In tegenstelling tot andere Arduino Nano-kaarten hebben de pinnen A4 en A5 een interne pull-up en worden ze standaard gebruikt als een I²C-bus, dus gebruik als analoge ingangen wordt niet aanbevolen.
Communicatie met NINA W102 verloopt via een seriële poort en een SPI-bus via de volgende pinnen.

Wi-Fi®/Bluetooth®-communicatiemodule

NINA W102 is gebaseerd op ESP32 en wordt geleverd met een vooraf gecertificeerde softwarestack van Arduino. Broncode voor de firmware is beschikbaar [13].
LET OP: Het opnieuw programmeren van de firmware van de draadloze module met een aangepaste versie maakt de naleving van de radionormen zoals gecertificeerd door Arduino ongeldig, daarom wordt dit niet aanbevolen, tenzij de toepassing wordt gebruikt in privélaboratoria ver van andere elektronische apparatuur en mensen. Het gebruik van aangepaste firmware op radiomodules is de uitsluitende verantwoordelijkheid van de gebruiker.
Sommige pinnen van de module zijn verbonden met de externe headers en kunnen rechtstreeks worden aangestuurd door ESP32, mits de bijbehorende pinnen van SAMD21 op de juiste manier zijn uitgeschakeld. Hieronder volgt een lijst met dergelijke signalen:

Crypto

De cryptochip in Arduino IoT-kaarten maakt het verschil met andere minder veilige kaarten, omdat het een veilige manier biedt om geheimen (zoals certificaten) op te slaan en veilige protocollen versnelt, terwijl geheimen nooit in platte tekst worden weergegeven.
Broncode voor de Arduino Library die de Crypto ondersteunt, is beschikbaar [14]

IMU

De kaart heeft een ingebouwde 6-assige IMU die kan worden gebruikt om de kaartoriëntatie te meten (door de oriëntatie van de zwaartekrachtversnellingsvector te controleren) of om schokken, trillingen, versnelling en rotatiesnelheid te meten.
Broncode voor de Arduino Library die de IMU ondersteunt, is beschikbaar [15]

Voedingsschema

Kaartbediening

Aan de slag - IDE

Als u uw kaart offline wilt programmeren, moet u de Arduino Desktop IDE [1] installeren. Om de Nano 33 IoT met uw computer te verbinden, hebt u een Micro-B USB-kabel nodig. Deze levert ook stroom aan de kaart, zoals aangegeven door de LED.

Aan de slag - Arduino Cloud Editor

Alle Arduino-kaarten, inclusief deze, werken direct uit de doos op de Arduino Cloud Editor [2] door simpelweg een eenvoudige plug-in te installeren.
De Arduino Cloud Editor wordt online gehost en is daarom altijd up-to-date met de nieuwste functies en ondersteuning voor alle kaarten. Volg [3] om te beginnen met coderen in de browser en upload uw schetsen naar uw kaart.

Aan de slag - Arduino Cloud

Alle Arduino IoT-producten worden ondersteund op Arduino Cloud, waarmee u sensorgegevens kunt loggen, grafisch kunt weergeven en analyseren, gebeurtenissen kunt activeren en uw huis of bedrijf kunt automatiseren.

Voorbeeld-schetsen

Voorbeeld-schetsen voor de Nano 33 IoT zijn te vinden in het menu "Examples" (Voorbeelden) in de Arduino IDE of in de sectie "Documentation" (Documentatie) van de Arduino Docs-website [4].

Online bronnen

Nu u de basisprincipes hebt doorgenomen van wat u met de kaart kunt doen, kunt u de eindeloze mogelijkheden ervan verkennen door spannende projecten te bekijken op Arduino Project Hub [5], de Arduino Library Reference [6] en de online winkel [7], waar u uw kaart kunt aanvullen met sensoren, actuatoren en meer

Kaartherstel

Alle Arduino-kaarten hebben een ingebouwde bootloader waarmee de kaart via USB kan worden geflasht. Als een schets de processor blokkeert en de kaart niet meer bereikbaar is via USB, is het mogelijk om de bootloader-modus te openen door direct na het inschakelen twee keer op de resetknop te tikken.

Connector-pindata

Pindata

USB

1. De kaart kan de USB-hostmodus alleen ondersteunen als deze wordt gevoed via de V_USB-pin en als de jumper in de buurt van de VUSB-pin is kortgesloten.

Headers

De kaart heeft twee 15-pins connectoren die kunnen worden geassembleerd met pinheaders of kunnen worden gesoldeerd via gekanteelde via's.

Debug

Aan de onderkant van de kaart, onder de communicatiemodule, zijn debug-signalen gerangschikt als 3x2 testpads met een pitch van 100 mil. Pin 1 is afgebeeld in Afbeelding 3 – Connectorposities

Mechanische informatie

Kaartomtrek en montagegaten

De kaartafmetingen zijn een mix van metrisch en imperiaal. Imperiale maten worden gebruikt om een raster van 100 mil pitch tussen de pinrijen te behouden, zodat ze op een breadboard passen, terwijl de kaartlengte metrisch is.

Lay-out

Connectorposities

De onderstaande weergave is van bovenaf, maar toont debug-connector pads die zich aan de onderkant bevinden. Gemarkeerde pinnen zijn pin 1 voor elke connector' Bovenaanzicht:
Connectoren bovenzijde

Onderaanzicht:
Connectoren onderzijde

Bedrijfsinformatie

Referentiedocumentatie

Referenties

• https://www.arduino.cc/en/software
• https://docs.arduino.cc/arduino-cloud/guides/editor/
• https://docs.arduino.cc
• Arduino Project Hub
• Arduino Reference - Arduino Referentie
• Arduino Officiële Winkel | Boards Shields Kits Accessoires
• Arduino Forum
• https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/MCU32/ProductDocuments/DataSheets/SAM-D21DA1-Family-Data-Sheet-DS40001882G.pdf
• https://content.u-blox.com/sites/default/files/NINA-W10_DataSheet_UBX-17065507.pdf
• https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/SCBU/ProductDocuments/DataSheets/ATECC608A-CryptoAuthentication-Device-Summary-Data-Sheet-DS40001977B.pdf
• https://www.monolithicpower.com/pub/media/document/MPM3610_r1.01.pdf
• GitHub - arduino/nina-fw: Firmware voor u-blox NINA W102 WiFi/BT-module
• GitHub - arduino-libraries/ArduinoECCX08
• GitHub - stm32duino/LSM6DSL: Arduino-bibliotheek ter ondersteuning van de LSM6DSL 3D-versnellingsmeter en 3D-gyroscoop

Download handleiding

Hier kunt u de volledige pdf-versie van de handleiding downloaden. Deze kan aanvullende veiligheidsinstructies, garantie-informatie, FCC-regels, enz. bevatten.

Download Arduino Nano 33 IoT (ABX00027) - Controllerhandleiding

Beschikbare talen