Připojení Arduino® Nano RP2040
Referenční příručka k produktu
Kód: ABX00053
Popis
Funkcemi nabité Připojení Arduino® Nano RP2040 přináší nové Raspberry Pi RP2040 mikrokontrolér na Nano form factor. Využijte dvoujádro na maximum 32bitový Arm® Cortex®-M0+ vytvořit projekty internetu věcí s připojením Bluetooth® a Wi-Fi díky U-blox® Nina W102 modul. Ponořte se do skutečných projektů s integrovaným akcelerometrem, gyroskopem, RGB LED a mikrofonem. Vyvíjejte robustní vestavěná řešení AI s minimálním úsilím pomocí Arduino® Nano RP2040 Connect!
Cílové oblasti
Internet věcí (IoT), strojové učení, prototypování,
Vlastnosti
Raspberry Pi RP2040 Mikrokontrolér
- 133 MHz 32bit Dual Core Arm® Cortex®-M0+
- 264 kB SRAM na čipu
- Řadič přímého přístupu do paměti (DMA).
- Podpora až 16 MB off-chip Flash paměti přes vyhrazenou sběrnici QSPI
- Řadič USB 1.1 a PHY s podporou hostitele a zařízení
- 8 stavových automatů PIO
- Programovatelné IO (PIO) pro rozšířenou podporu periferií
- 4 kanálový ADC s vnitřním teplotním čidlem, 0.5 MSa/s, 12bitový převod
- Ladění SWD
- 2 na čipu PLL pro generování USB a hodin jádra
- 40nm procesní uzel
- Podpora více režimů nízké spotřeby
- Hostitel/zařízení USB 1.1
- Interní svtage Regulátor pro napájení jádra zvtage
- Advanced High-performance Bus (AHB)/Advanced Peripheral Bus (APB)
U-blox® Nina W102 Modul Wi-Fi/Bluetooth®
- 240 MHz 32bit dvoujádrový Xtensa LX6
- 520 kB SRAM na čipu
- 448 Kbyte ROM pro bootování a základní funkce
- 16 Mbit FLASH pro ukládání kódu včetně hardwarového šifrování pro ochranu programů a dat
- 1 kbit EFUSE (nevymazatelná paměť) pro MAC adresy, konfiguraci modulu, Flash-Encryption a
- ID čipu
- Jednopásmový provoz Wi-Fi 802.11 GHz IEEE 2.4b/g/n
- Bluetooth ® 4.2
- Integrovaná planární invertovaná F anténa (PIFA)
- 4x 12bitový ADC
- 3x I2C, SDIO, CAN, QSPI
Paměť
- AT25SF128A 16 MB NOR Flash
- Rychlost přenosu dat QSPI až 532 Mbps
- 100 XNUMX cyklů naprogramování/vymazání
ST LSM6DSOXTR 6osá IMU
- 3D gyroskop
- ±2/±4/±8/±16 g plný rozsah
- 3D akcelerometr
- ±125/±250/±500/±1000/±2000 DPS plný rozsah
- Pokročilý krokoměr, detektor kroků a počítadlo kroků
- Významná detekce pohybu, detekce náklonu
- Standardní přerušení: volný pád, probuzení, orientace 6D/4D, kliknutí a dvojité kliknutí
- Programovatelný konečný stroj: akcelerometr, gyroskop a externí senzory
- Jádro strojového učení
- Zabudovaný teplotní senzor
ST MP34DT06JTR MEMS mikrofon
- AOP = 122.5 dB SPL
- Odstup signálu od šumu 64 dB
- Všesměrová citlivost
- -26 dBFS ± 1 dB citlivost
RGB LED
- Společná anoda
- Připojeno k U-blox® Nina W102 GPIO
Microchip® ATECC608A Krypto
- Kryptografický koprocesor s bezpečným hardwarovým úložištěm klíčů
- I2C, SWI
- Hardwarová podpora pro symetrické algoritmy:
- SHA-256 & HMAC Hash včetně uložení/obnovení kontextu mimo čip
- AES-128: Šifrování/dešifrování, násobení pole Galois pro GCM
- Interní vysoce kvalitní generátor náhodných čísel NIST SP 800-90A/B/C (RNG)
- Podpora zabezpečeného spouštění:
- Plné ověření podpisu kódu ECDSA, volitelně uložený výtah/podpis
- Volitelná deaktivace komunikačního klíče před bezpečným spuštěním
- Šifrování/ověření zpráv, aby se zabránilo útokům na palubě
I/O
- 14x digitální pin
- 8x analogový pin
- Micro USB
- Podpora UART, SPI, I2C
Moc
- Buck step-down převodník
Bezpečnostní informace
- třída A
Rada
1.1 Aplikace Přamples
Arduino® Nano RP2040 Connect lze přizpůsobit široké škále případů použití díky výkonnému mikroprocesoru, řadě integrovaných senzorů a formátu Nano. Mezi možné aplikace patří:
Edge Computing: Využijte rychlý a velký mikroprocesor RAM ke spuštění TinyML pro detekci anomálií, detekci kašle, analýzu gest a další.
Nositelná zařízení: Malá nano stopa poskytuje možnost poskytovat strojové učení řadě nositelných zařízení včetně sportovních trackerů a ovladačů VR.
Hlasový asistent: Arduino® Nano RP2040 Connect obsahuje všesměrový mikrofon, který může fungovat jako váš osobní digitální asistent a umožňuje hlasové ovládání vašich projektů.
1.2 Příslušenství
- Micro USB kabel
- 15kolíkové 2.54 mm zástrčky
- 15kolíkové 2.54 mm stohovatelné záhlaví
1.3 Související produkty
- Gravitace: Nano I/O Shield
Hodnocení
2.1 Doporučené provozní podmínky
| Symbol | Popis | Min | Typ | Max | Jednotka |
| VIN | Vstupní objemtage z podložky VIN | 4 | 5 | 20 | V |
| VUSI | Vstupní objemtage z USB konektoru | 4.75 | 5 | 5.25 | V |
| V3V3 | 3.3V výstup do uživatelské aplikace | 3.25 | 3.3 | 3.35 | V |
| I3V3 | Výstupní proud 3.3 V (včetně integrovaného IC) | – | – | 800 | mA |
| PŘES | Vstupní vysokoúrovňový objtage | 2.31 | – | 3.3 | V |
| VIL | Vstupní nízkoúrovňový objtage | 0 | – | 0.99 | V |
| IOH Max | Proud na VDD-0.4 V, výstup nastaven na vysokou hodnotu | 8 | mA | ||
| IOL Max | Proud při VSS+0.4 V, výstup nastaven na nízkou hodnotu | 8 | mA | ||
| VEOH | Výstup vysoký objtage, 8 mA | 2.7 | – | 3.3 | V |
| VOL | Výstup nízký objtage, 8 mA | 0 | – | 0.4 | V |
| TOP | Provozní teplota | -20 | – | 80 | °C |
2.2 Spotřeba energie
| Symbol | Popis | Min | Typ | Max | Jednotka |
| PBL | Spotřeba energie s obsazenou smyčkou | TBC | mW | ||
| PLP | Spotřeba energie v režimu nízké spotřeby | TBC | mW | ||
| PMAX | Maximální spotřeba energie | TBC | mW |
Funkční konecview
3.1 Blokové schéma
Blokové schéma Arduino Nano RP2040 Connect
3.2 Topologie desky
Přední View
Přední View topologie Arduino Nano RP2040 Connect
| Ref. | Popis | Ref. | Popis |
| U1 | Mikrokontrolér Raspberry Pi RP2040 | U2 | Modul Wi-Fi/Bluetooth® Ublox NINA-W102-00B |
| U3 | N/A | U4 | Krypto IC ATECC608A-MAHDA-T |
| U5 | AT25SF128A-MHB-T 16MB Flash IC | U6 | MP2322GQH Step-Down Buck regulátor |
| U7 | DSC6111HI2B-012.0000 MEMS oscilátor | U8 | MP34DT06JTR MEMS Všesměrový mikrofonní integrovaný obvod |
| U9 | LSM6DSOXTR 6osá IMU s jádrem strojového učení | J1 | Zástrčka Micro USB konektoru |
| DL1 | Zelená LED dioda zapnutí | DL2 | Vestavěná oranžová LED |
| DL3 | LED společné anody RGB | PB1 | Tlačítko Reset |
| JP2 | Analogový kolík + kolíky D13 | JP3 | Digitální piny |
| Ref. | Popis | Ref. | Popis |
| SJ4 | 3.3V propojka (připojená) | SJ1 | VUSB jumper (odpojený) |
3.3 procesor
Procesor je založen na novém křemíku Raspberry Pi RP2040 (U1). Tento mikrokontrolér poskytuje příležitosti pro vývoj internetu věcí (IoT) s nízkou spotřebou a vestavěné strojové učení. Dva symetrické Arm® Cortex®-M0+ taktované na 133 MHz poskytují výpočetní výkon pro vestavěné strojové učení a paralelní zpracování s nízkou spotřebou energie. K dispozici je šest nezávislých bank 264 KB SRAM a 2 MB. Přímý přístup do paměti poskytuje rychlé propojení mezi procesory a pamětí, které lze deaktivovat spolu s jádrem a přejít do režimu spánku. Sériové ladění drátu (SWD) je dostupné ze startu pomocí podložek pod deskou. RP2040 běží na 3.3V a má vnitřní objtage regulátor poskytující 1.1V.
RP2040 ovládá periferie a digitální piny, stejně jako analogové piny (A0-A3). I2C konektory na pinech A4 (SDA) a A5 (SCL) se používají pro připojení k periferiím na desce a jsou vytaženy odporem 4.7 kΩ.
Hodinová linka SWD (SWCLK) a reset jsou také vytaženy pomocí rezistoru 4.7 kΩ. Externí MEMS oscilátor (U7) běžící na 12MHz poskytuje hodinový impuls. Programovatelné IO pomáhá s implementací libovolného komunikačního protokolu s minimální zátěží hlavních procesorových jader. Na RP1.1 je implementováno rozhraní zařízení USB 2040 pro nahrávání kódu.
3.4 Připojení Wi-Fi/Bluetooth®
Wi-Fi a Bluetooth® konektivitu zajišťuje modul Nina W102 (U2). RP2040 má pouze 4 analogové piny a Nina se používá k jejich rozšíření na plných osm, jak je standardem u Arduino Nano form factor s dalšími 4 12bitovými analogovými vstupy (A4-A7). Kromě toho je RGB LED se společnou anodou také řízena modulem Nina W-102 tak, že LED nesvítí, když je digitální stav VYSOKÝ, a svítí, když je digitální stav LOW. Interní PCB anténa v modulu eliminuje potřebu externí antény. Modul Nina W102 také obsahuje dvoujádrový procesor Xtensa LX6, který lze také naprogramovat nezávisle na RP2040 pomocí podložek pod deskou pomocí SWD.
3.5 6-osá IMU
Z 3osého IMU LSM3DSOX (U6) je možné získat data 6D gyroskopu a 9D akcelerometru. Kromě poskytování takových dat je také možné provádět strojové učení na IMU pro detekci gest.
3.6 Externí paměť
RP2040 (U1) má přístup k dalším 16 MB paměti flash přes rozhraní QSPI. Funkce provádění na místě (XIP) RP2040 umožňuje adresování externí paměti flash a přístup k ní systému, jako by to byla vnitřní paměť, aniž by bylo nutné nejprve zkopírovat kód do vnitřní paměti.
3.7 Kryptografie
ATECC608A Cryptographic IC (U4) poskytuje bezpečné spouštění spolu s podporou šifrování/dešifrování SHA a AES-128 pro zabezpečení v aplikacích Smart Home a Industrial IoT (IIoT). Kromě toho je k dispozici také generátor náhodných čísel pro použití v RP2040.
3.8 Mikrofon
Mikrofon MP34DT06J je připojen přes PDM rozhraní k RP2040. Digitální MEMS mikrofon je všesměrový a funguje prostřednictvím kapacitního snímacího prvku s vysokým (64 dB) odstupem signálu od šumu. Snímací prvek, schopný detekovat akustické vlny, se vyrábí pomocí specializovaného procesu mikroobrábění křemíku určeného k výrobě zvukových senzorů.
3.9 RGB LED
RGB LED (DL3) je běžná anodová LED, která je připojena k modulu Nina W102. LED nesvítí, když je digitální stav VYSOKÝ, a svítí, když je digitální stav NÍZKÝ.
3.10 Strom napájení
Power Tree topologie připojení Arduino Nano RP2040
Arduino Nano RP2040 Connect lze napájet buď z Micro USB portu (J1) nebo alternativně přes VIN na JP2. Integrovaný převodník buck poskytuje 3V3 mikrokontroléru RP2040 a všem dalším periferním zařízením. Kromě toho má RP2040 také interní regulátor 1V8.
Provoz desky
4.1 Začínáme – IDE
Pokud chcete naprogramovat Arduino® Nano RP2040 Connect offline, musíte nainstalovat Arduino® Desktop IDE [1] K připojení ovladače Arduino® Edge k počítači budete potřebovat kabel micro USB. To také zajišťuje napájení desky, jak indikuje LED.
4.2 Začínáme – Arduino Web Editor
Všechny desky Arduino®, včetně této, fungují na Arduinu® ihned po vybalení Web Editor [2], stačí nainstalovat jednoduchý plugin.
Arduino® Web Editor je hostován online, proto bude vždy aktuální s nejnovějšími funkcemi a podporou pro všechny nástěnky. Následovat [3] začněte kódovat v prohlížeči a nahrajte své náčrty na tabuli.
4.3 Začínáme – Arduino IoT Cloud
Všechny produkty s podporou Arduino® IoT jsou podporovány na Arduino® IoT Cloud, který vám umožňuje zaznamenávat, graficky zobrazovat a analyzovat data senzorů, spouštět události a automatizovat vaši domácnost nebo firmu.
4.4 Sample Sketches
SampNáčrtky pro Arduino® Nano RP2040 Connect lze nalézt buď v „Příkladamples“ v Arduino® IDE nebo v sekci „Dokumentace“ Arduina webmísto [4]
4.5 Online zdroje
Nyní, když jste prošli základy toho, co můžete s deskou dělat, můžete prozkoumat nekonečné možnosti, které poskytuje, tím, že se podíváte na zajímavé projekty na ProjectHub [5], Arduino® Library Reference [6] a internetový obchod [7], kde budete moci doplnit svou desku o senzory, akční členy a další.
4.6 Obnova desky
Všechny desky Arduino mají vestavěný bootloader, který umožňuje flashování desky přes USB. V případě, že skica zablokuje
procesor a deska již nejsou dosažitelné přes USB, je možné vstoupit do režimu bootloaderu dvojitým poklepáním na resetovací tlačítko hned po zapnutí.
Konektory konektoru
5.1 J1 Micro USB
| Kolík | Funkce | Typ | Popis |
| 1 | V-BUS | Moc | Napájení 5V USB |
| 2 | D- | Diferenciální | USB diferenciální data – |
| 3 | D+ | Diferenciální | USB diferenciální data + |
| 4 | ID | Digitální | Nepoužitý |
| 5 | GND | Moc | Země |
5.2 JP1
| Kolík | Funkce | Typ | Popis |
| 1 | TX1 | Digitální | UART TX / digitální pin 1 |
| 2 | RX0 | Digitální | UART RX / digitální pin 0 |
| 3 | RST | Digitální | Resetovat |
| 4 | GND | Moc | Země |
| 5 | D2 | Digitální | Digitální pin 2 |
| 6 | D3 | Digitální | Digitální pin 3 |
| 7 | D4 | Digitální | Digitální pin 4 |
| 8 | D5 | Digitální | Digitální pin 5 |
| 9 | D6 | Digitální | Digitální pin 6 |
| 10 | D7 | Digitální | Digitální pin 7 |
| 11 | D8 | Digitální | Digitální pin 8 |
| 12 | D9 | Digitální | Digitální pin 9 |
| 13 | D10 | Digitální | Digitální pin 10 |
| 14 | D11 | Digitální | Digitální pin 11 |
| 15 | D12 | Digitální | Digitální pin 12 |
5.3 JP2
| Kolík | Funkce | Typ | Popis |
| 1 | D13 | Digitální | Digitální pin 13 |
| 2 | 3.3V | Moc | Napájení 3.3V |
| 3 | REF | Analogový | NC |
| 4 | A0 | Analogový | Analogový pin 0 |
| 5 | A1 | Analogový | Analogový pin 1 |
| 6 | A2 | Analogový | Analogový pin 2 |
| 7 | A3 | Analogový | Analogový pin 3 |
| 8 | A4 | Analogový | Analogový pin 4 |
| 9 | A5 | Analogový | Analogový pin 5 |
| 10 | A6 | Analogový | Analogový pin 6 |
| 11 | A7 | Analogový | Analogový pin 7 |
| 12 | VUSI | Moc | USB vstup Voltage |
| 13 | REC | Digitální | BOTY |
| 14 | GND | Moc | Země |
| 15 | VIN | Moc | svtage Vstup |
Poznámka: Analogová referenční svtage je pevně nastaveno na +3.3V. A0-A3 jsou připojeny k ADC RP2040. A4-A7 jsou připojeny k Nina W102 ADC. Navíc jsou A4 a A5 sdíleny se sběrnicí I2C RP2040 a každý z nich je vytažen s odpory 4.7 KΩ.
5.4 RP2040 SWD podložka
| Kolík | Funkce | Typ | Popis |
| 1 | STUDIO | Digitální | Datová linka SWD |
| 2 | GND | Digitální | Země |
| 3 | SWCLK | Digitální | Hodiny SWD |
| 4 | +3V3 | Digitální | +3V3 Power Rail |
| 5 | TP_RESETN | Digitální | Resetovat |
5.5 Nina W102 SWD Pad
| Kolík | Funkce | Typ | Popis |
| 1 | TP_RST | Digitální | Resetovat |
| 2 | TP_RX | Digitální | Sériové Rx |
| 3 | TP_TX | Digitální | Sériové Tx |
| 4 | TP_GPIO0 | Digitální | GPIO0 |
Mechanické informace
Mechanické rozměry Arduino Nano RP2040 Connect
Certifikace
7.1 Prohlášení o shodě CE DoC (EU)
Na svou výhradní odpovědnost prohlašujeme, že výše uvedené produkty jsou v souladu se základními požadavky následujících směrnic EU, a proto jsou způsobilé pro volný pohyb na trzích zahrnujících Evropskou unii (EU) a Evropský hospodářský prostor (EHP).
7.2 Prohlášení o shodě s EU RoHS & REACH 211 01
Desky Arduino jsou v souladu se směrnicí RoHS 2 Evropského parlamentu 2011/65/EU a RoHS 3 Směrnicí Rady 2015/863/EU ze dne 4. června 2015 o omezení používání některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních.
| Látka | Maximální limit (ppm) |
| Olovo (Pb) | 1000 |
| Kadmium (Cd) | 100 |
| Rtuť (Hg) | 1000 |
| šestimocný chrom (Cr6+) | 1000 |
| Poly bromované bifenyly (PBB) | 1000 |
| Polybromované difenylethery (PBDE) | 1000 |
| Bis(2-ethylhexyl}ftalát (DEHP) | 1000 |
| Benzylbutylftalát (BBP) | 1000 |
| Dibutylftalát (DBP) | 1000 |
| Diisobutylftalát (DIBP) | 1000 |
Výjimky: Nejsou požadovány žádné výjimky.
Desky Arduino jsou plně v souladu se souvisejícími požadavky nařízení Evropské unie (ES) 1907/2006 o registraci, hodnocení, autorizaci a omezování chemikálií (REACH). Nedeklarujeme žádnou z látek SVHC (https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), Kandidátský seznam látek vzbuzujících velmi velké obavy pro povolení, který v současnosti uvolňuje agentura ECHA, je přítomen ve všech produktech (a také v balení) v celkovém množství v koncentraci rovné nebo vyšší než 0.1 %. Podle našich nejlepších znalostí také prohlašujeme, že naše produkty neobsahují žádnou z látek uvedených na „seznamu autorizací“ (příloha XIV nařízení REACH) a látky vzbuzující velmi velké obavy (SVHC) v žádném významném množství, jak je specifikováno. podle přílohy XVII seznamu kandidátů zveřejněného agenturou ECHA (Evropská agentura pro chemické látky) 1907/2006/ES.
7.3 Deklarace konfliktních nerostů
Jako globální dodavatel elektronických a elektrických komponent si je Arduino vědomo svých závazků s ohledem na zákony a předpisy týkající se konfliktních minerálů, konkrétně Dodd-Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act, sekce 1502. Arduino přímo nezpracovává ani nezpracovává konflikty. minerály jako cín, tantal, wolfram nebo zlato. Konfliktní minerály jsou obsaženy v našich výrobcích ve formě pájky nebo jako součást kovových slitin. V rámci naší přiměřené náležité péče společnost Arduino kontaktovala dodavatele komponent v rámci našeho dodavatelského řetězce, aby ověřila, zda trvale splňují předpisy. Na základě dosud obdržených informací prohlašujeme, že naše produkty obsahují konfliktní minerály pocházející z bezkonfliktních oblastí.
7.4 Upozornění FCC
Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat zařízení.
Toto zařízení je v souladu s částí 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:
(1) Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení
(2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.
Prohlášení FCC o vystavení vysokofrekvenčnímu záření:
- Tento vysílač nesmí být umístěn nebo provozován ve spojení s jinou anténou nebo vysílačem.
- Toto zařízení splňuje limity vystavení vysokofrekvenčnímu záření stanovené pro nekontrolované prostředí.
- Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem.
Uživatelské příručky pro rádiové přístroje bez licence musí obsahovat následující nebo ekvivalentní upozornění na viditelném místě v uživatelské příručce nebo alternativně na zařízení nebo obojí. Toto zařízení vyhovuje standardu RSS bez licence Industry Canada. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:
(1) toto zařízení nesmí způsobovat rušení
(2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz zařízení.
Arduino Srl tímto prohlašuje, že tento produkt je v souladu se základními požadavky a dalšími příslušnými ustanoveními směrnice 2014/53/EU. Tento produkt je povoleno používat ve všech členských státech EU.
| Frekvenční pásma | Maximální efektivní izotropní vyzařovaný výkon (EIRP) |
| TBC | TBC |
Informace o společnosti
| Název společnosti | Arduino Srl |
| Adresa společnosti | Přes Andrea Appiani, 2520900 MONZA |
Referenční dokumentace
| Ref | Odkaz |
| Arduino IDE (desktop) | https://www.arduino.cc/en/Main/Software |
| Arduino IDE (cloud) | https://create.arduino.cc/editor |
| Cloud IDE Začínáme | https://create.arduino.cc/projecthub/Arduino_Genuino/getting-started-with- Arduino-web-editor-4b3e4a |
| Arduino Webmísto | https://www.arduino.cc/ |
| Project Hub | https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending |
| Knihovna PDM (mikrofon). | https://www.arduino.cc/en/Reference/PDM |
| Knihovna WiFiNINA (Wi-Fi, W102). | https://www.arduino.cc/en/Reference/WiFiNINA |
| Knihovna ArduinoBLE (Bluetooth®, W-102). | https://www.arduino.cc/en/Reference/ArduinoBLE |
| Knihovna IMU | https://www.arduino.cc/en/Reference/Arduino_LSM6DS3 |
| Internetový obchod | https://store.arduino.cc/ |
Historie revizí
| Datum | Revize | Změny |
| 12. 07. 2022 | 3 | Aktualizace obecné údržby |
| 02. 12. 2021 | 2 | Změny požadované pro certifikaci |
| 14. 05. 2020 | 1 | První vydání |
Dokumenty / zdroje
 |
ARDUINO ABX00053 Nano RP2040 Connect Evaluation Board [pdfUživatelská příručka ABX00053, 2AN9S-ABX00053, 2AN9SABX00053, ABX00053 Nano RP2040 Connect Evaluation Board, Nano RP2040 Connect Evaluation Board |
