Návod na použitie modulu IoT ARDUINO ABX00027 Nano 33

Popis
Nano 33 IoT a Nano 33 IoT s hlavičkami je miniatúrny modul obsahujúci procesor Cortex M0+ SAMD21, modul WiFi+BT založený na ESP32, kryptočip, ktorý dokáže bezpečne ukladať certifikáty a predzdieľané kľúče a 6-osovú IMU. Modul môže byť namontovaný buď ako komponent DIP (pri montáži kolíkov), alebo ako komponent SMT, priamo spájkovaný cez podložky.

Cieľové oblasti:
Tvorca, vylepšenia, základné scenáre aplikácií IoT

Vlastnosti

SAMD21G18A

Procesor

256 kB flash

32 kB flash
Resetovanie pri zapnutí (POR) a detekcia vyblednutia (BOD)

Periférne zariadenia

12 kanálov DMA

12 kanálový systém udalostí
5x 16 bitový časovač/počítadlo

3x 24 bitový časovač/počítadlo s rozšírenými funkciami 32 bit RTC
Čas strážneho psa

Generátor CRC-32
Hostiteľ/zariadenie USB s plnou rýchlosťou s 8 koncovými bodmi

6x SERCOM (USART, I2C, SPI, LIN)
Dvojkanálový I2S

12-bitový 350kps ADC (až 16-bitový s oversampling) 10 bit 350 kps DAC
Externý ovládač prerušenia (až 16 riadkov)

Nina W102

modul

Dvojjadrový procesor Tensilica LX6 s frekvenciou až 240 MHz
448 KB ROM, 520 KB SRAM, 2 MB Flash

WiFi

IEEE 802.11b až do 11 Mbit

IEEE 802.11g až do 54 MBit
IEEE 802.11n až do 72 MBit

2.4 GHz, 13 kanálov
Citlivosť -96 dBm

Bluetooth® BR/EDR

Maximálne 7 periférií
2.4 GHz, 79 kanálov
Až 3 Mbit/s
Výstupný výkon 8 dBm pri 2/3 Mbit/s 11 dBm EIRP pri 2/3 Mbit/s
Citlivosť 88 dBm

Bluetooth® Low Energy

Duálny režim Bluetooth® 4.2
2.4 GHz 40 kanálov
Výstupný výkon 6 dBm
EIRP 9 dBm
Citlivosť 88 dBm
Až 1 Mbit/

3610 MPM (DC-DC)

Reguluje vstupný objtage od až do 21V s minimálnou účinnosťou 65% @minimálna záťaž
Viac ako 85% účinnosť pri 12V

ATECC608A (kryptočip)

Kryptografický koprocesor s bezpečným hardvérovým úložiskom kľúčov Chránené úložisko až pre 16 kľúčov, certifikátov alebo údajov
ECDH: FIPS SP800-56A Elliptic Curve Diﬃe-Hellman
Podpora eliptických kriviek štandardu NIST P256

SHA-256 & HMAC hash vrátane uloženia/obnovy kontextu mimo čipu
AES-128 šifrovanie/dešifrovanie, násobenie poľa galois pre GCM

LSM6DSL (6 osí IMU)

Vždy zapnutý 3D akcelerometer a 3D gyroskop
Smart FIFO až do veľkosti 4 kB
±2/±4/±8/±16 g celá stupnica

±125/±250/±500/±1000/±2000 dps plný rozsah

Rada

Rovnako ako všetky dosky formátu Nano, Nano 33 IoT a Nano 33 IoT s hlavičkami nemajú nabíjačku batérie, ale môžu byť napájané cez USB alebo hlavičky.
POZNÁMKA: Arduino Nano 33 IoT a Nano 33 IoT s hlavičkami podporuje iba 3.3VI/Os a NIE JE tolerantné voči 5V, takže sa prosím uistite, že nepripájate 5V signály priamo k tejto doske, inak sa poškodí. Tiež, na rozdiel od dosiek Arduino Nano, ktoré podporujú 5V prevádzku, 5V kolík NENADÁVA vol.tage ale je skôr pripojený cez prepojku k USB napájaciemu vstupu.

Aplikácia napramples

Meteorologická stanica: Pomocou Arduino Nano 33 IoT alebo Nano 33 IoT s hlavičkami spolu so senzorom a OLED displejom vytvoríme malú meteostanicu komunikujúcu teplotu, vlhkosť atď. priamo do vášho telefónu.

Monitor kvality vzduchu: Zlá kvalita vzduchu môže mať vážne následky na vaše zdravie. Zložením dosky so snímačom a monitorom sa môžete uistiť, že kvalita vzduchu je udržiavaná vo vnútorných prostrediach. Pripojením hardvérovej zostavy k aplikácii/API IoT získate hodnoty v reálnom čase.

Vzduchový bubon: Rýchlym a zábavným projektom je vytvorenie malého vzduchového bubna. Pripojte svoju nástenku a nahrajte svoj náčrt z priečinka Create Web Upravte a začnite vytvárať rytmy pomocou vašej zvukovej pracovnej stanice podľa vášho výberu.

hodnotenia

Odporúčané prevádzkové podmienky

Symbol	Popis	Min	Max
	Konzervatívne tepelné limity pre celú dosku:	-40 °C (40 °F)	85 °C (185 °F)

Spotreba energie

Symbol	Popis	Min	Typ	Max	Jednotka
VINMax	Maximálny vstupný objemtage z VIN bloku	-0.3	–	21	V
VUSBMax	Maximálny vstupný objemtage z USB konektora	-0.3	–	21	V
PMax	Maximálna spotreba energie	–	–	TBC	mW

Funkčný Overview

Topológia dosky

Topológia dosky top

Ref.	Popis	Ref.	Popis
U1	Ovládač ATSAMD21G18A	U3	Senzor IMU LSM6DSOXTR
U2	Modul WiFi/BLE NINA-W102-00B	U4	Kryptočip ATECC608A-MAHDA-T
J1	Micro USB konektor	PB1	IT-1185-160G-GTR Tlačidlo

Ref.	Popis	Ref.	Popis
SJ1	Otvorený spájkovací mostík (VUSB)	SJ4	Uzavretý spájkovací mostík (+3V3)
TP	Testovacie body	xx	Lorem Ipsum

Procesor
Hlavný procesor je Cortex M0+ s frekvenciou až 48 MHz. Väčšina jeho pinov je pripojená k externým hlavičkám, avšak niektoré sú vyhradené pre internú komunikáciu s bezdrôtovým modulom a vstavanými internými I2C perifériami (IMU a Crypto).

POZNÁMKA: Na rozdiel od iných dosiek Arduino Nano majú kolíky A4 a A5 interné vytiahnutie a štandardne sa používajú ako zbernica I2C, takže použitie ako analógové vstupy sa neodporúča. Komunikácia s NINA W102 prebieha cez sériový port a zbernicu SPI cez nasledujúce piny.

Kolík SAMD21	Skratka SAMD21	NINA Pin	NINA Skratka	Popis
13	PA08	19	RESET_N	Resetovať
39	PA27	27	GPIO0	Žiadosť o pozornosť
41	PA28	7	GPIO33	Priznať
23	PA14	28	GPIO5	SPI CS
21	GPIO19	UART RTS
24	PA15	29	GPIO18	SPI CLK
20	GPIO22	UART CTS
22	PA13	1	GPIO21	SPI MISO
21	PA12	36	GPIO12	SPI MOSI
31	PA22	23	GPIO3	Procesor TX Nina RX
32	PA23	22	GPIO1	Procesor RX Nina TX

Komunikačný modul WiFi/BT
Nina W102 je založená na ESP32 a je dodávaná s vopred certifikovaným softvérovým balíkom od Arduina. Zdrojový kód firmvéru je dostupný [9].

POZNÁMKA: Preprogramovanie firmvéru bezdrôtového modulu na vlastný spôsobí neplatnosť súladu s rádiovými štandardmi certifikovanými spoločnosťou Arduino, preto sa to neodporúča, pokiaľ sa aplikácia nepoužíva v súkromných laboratóriách ďaleko od iných elektronických zariadení a ľudí. Za použitie vlastného firmvéru na rádiových moduloch zodpovedá výlučne používateľ. Niektoré z kolíkov modulu sú pripojené k externým hlavičkám a môžu byť priamo riadené ESP32 za predpokladu, že zodpovedajúce kolíky SAMD21 sú vhodne trojité. Nižšie je uvedený zoznam takýchto signálov:

Kolík SAMD21	Skratka SAMD21	NINA Pin	NINA Skratka	Popis
48	PB03	8	GPIO21	A7
14	PA09	5	GPIO32	A6
8	PB09	31	GPIO14	A5/SCL
7	PB08	35	GPIO13	A4/SDA

rypto
Šifrovací čip v doskách Arduino IoT je to, čo robí rozdiel od iných menej bezpečných dosiek, pretože poskytuje bezpečný spôsob ukladania tajomstiev (ako sú certifikáty) a urýchľuje zabezpečené protokoly, pričom nikdy neodhaľuje tajomstvá v obyčajnom texte. Zdrojový kód pre knižnicu Arduino, ktorá podporuje krypto, je k dispozícii [10]

IMU
Doska má zabudovaný 6-osový IMU, ktorý možno použiť na meranie orientácie dosky (kontrolou orientácie vektora gravitačného zrýchlenia) alebo na meranie otrasov, vibrácií, zrýchlenia a rýchlosti otáčania. Zdrojový kód pre knižnicu Arduino, ktorá podporuje IMU, je k dispozícii [11]

Strom moci

lenend

Prevádzka dosky

Začíname – IDE
Ak chcete naprogramovať dosku v režime offline, musíte si nainštalovať Arduino Desktop IDE [1] Na pripojenie Arduino 33 IoT k počítaču budete potrebovať kábel Micro-B USB. To tiež poskytuje napájanie dosky, ako indikuje LED.

Začíname – Arduino Web redaktor
Všetky dosky Arduino, vrátane tejto, fungujú na Arduine hneď po vybalení Web Editor [2], stačí nainštalovať jednoduchý plugin. Arduino Web Editor je hosťovaný online, preto bude vždy aktuálny s najnovšími funkciami a podporou pre všetky nástenky. Postupujte podľa [3] a začnite kódovať v prehliadači a nahrajte svoje náčrty na svoju nástenku.

Začíname – Arduino IoT Cloud
Všetky produkty s podporou IoT Arduino sú podporované v cloude Arduino IoT, ktorý vám umožňuje zaznamenávať, zobrazovať grafy a analyzovať dáta senzorov, spúšťať udalosti a automatizovať váš domov alebo firmu.
Sample Sketches
SampNáčrty pre Arduino 33 IoT možno nájsť buď v „Examples“ v Arduino IDE alebo v sekcii „Dokumentácia“ Arduino Pro webstránka [4]

Online zdroje
Teraz, keď ste si prešli základy toho, čo môžete s doskou robiť, môžete preskúmať nekonečné možnosti, ktoré poskytuje, a to kontrolou zaujímavých projektov na ProjectHub [5], Arduino Library Reference [6] a online obchode [7], kde bude môcť doplniť vašu dosku o senzory, ovládače a ďalšie

Obnova dosky
Všetky dosky Arduino majú vstavaný bootloader, ktorý umožňuje flashovanie dosky cez USB. V prípade, že náčrt zablokuje procesor a doska už nie je dostupná cez USB, je možné vstúpiť do režimu bootloader dvojitým stlačením tlačidla reset hneď po zapnutí.

Vývody konektora

USB

Pin	Funkcia	Typ	Popis
1	VUSB	Sila	Vstup napájania. Ak je doska napájaná cez VUSB z hlavičky, ide o výstup (1)
2	D-	Diferenciálny	USB rozdielové dáta –
3	D+	Diferenciálny	USB rozdielové dáta +
4	ID	Analógové	Vyberie funkciu hostiteľa/zariadenia
5	GND	Sila	uzemnenia

Doska môže podporovať režim hostiteľa USB, iba ak je napájaná cez kolík VUSB a ak je prepojka blízko kolíka VUSB skratovaná.

Hlavičky
Doska odhaľuje dva 15-kolíkové konektory, ktoré môžu byť buď zostavené s kolíkovými hlavičkami alebo spájkované cez prelisované priechodky.

Pin	Funkcia	Typ	Popis
1	D13	digitálny	GPIO
2	+3V3	Vypnutie	Interne generovaný výstup energie pre externé zariadenia
3	AREF	Analógové	Analógová referencia; možno použiť ako GPIO
4	A0/DAC0	Analógové	ADC vstup/výstup DAC; možno použiť ako GPIO
5	A1	Analógové	ADC in; možno použiť ako GPIO
6	A2	Analógové	ADC in; možno použiť ako GPIO
7	A3	Analógové	ADC in; možno použiť ako GPIO
8	A4/SDA	Analógové	ADC in; I2C SDA; Môže byť použitý ako GPIO (1)
9	A5/SCL	Analógové	ADC in; I2C SCL; Môže byť použitý ako GPIO (1)
10	A6	Analógové	ADC in; možno použiť ako GPIO
11	A7	Analógové	ADC in; možno použiť ako GPIO
12	VUSB	Zapnutie/vypnutie	Normálne NC; možno pripojiť na VUSB kolík USB konektora skratovaním prepojky
13	RST	Digitálny vstup	Aktívny vstup nízkeho resetu (duplikát kolíka 18)
14	GND	Sila	uzemnenia
15	VIN	Power In	Vin Príkon
16	TX	digitálny	USART TX; možno použiť ako GPIO
17	RX	digitálny	USART RX; možno použiť ako GPIO
18	RST	digitálny	Aktívny vstup nízkeho resetu (duplikát kolíka 13)
19	GND	Sila	uzemnenia
20	D2	digitálny	GPIO
21	D3/PWM	digitálny	GPIO; možno použiť ako PWM
22	D4	digitálny	GPIO
23	D5/PWM	digitálny	GPIO; možno použiť ako PWM
24	D6/PWM	digitálny	GPIO, možno použiť ako PWM
25	D7	digitálny	GPIO
26	D8	digitálny	GPIO

Pin	Funkcia	Typ	Popis
27	D9/PWM	digitálny	GPIO; možno použiť ako PWM
28	D10/PWM	digitálny	GPIO; možno použiť ako PWM
29	D11/MOSI	digitálny	SPI MOSI; možno použiť ako GPIO
30	D12/MISO	digitálny	SPI MISO; možno použiť ako GPIO

Pin	Funkcia	Typ	Popis
1	+3V3	Vypnutie	Vnútorne generovaný výstupný výkon, ktorý sa má použiť ako objtage odkaz
2	SWD	digitálny	SAMD11 Single Wire Debug Data
3	SWCLK	Digitálny vstup	SAMD11 Single Wire Debug Clock
4	UPDI	digitálny	Rozhranie aktualizácie ATMega4809
5	GND	Sila	uzemnenia
6	RST	Digitálny vstup	Aktívny vstup nízkeho resetu

Mechanické informácie

Obrys dosky a montážne otvory
Miery dosky sú zmiešané medzi metrickými a imperiálnymi. Imperiálne miery sa používajú na udržanie mriežky s rozstupom 100 mil medzi radmi kolíkov, aby sa im umožnilo umiestniť dosku na krájanie, zatiaľ čo dĺžka dosky je metrická.

Polohy konektorov
The view nižšie je zhora, ale zobrazuje podložky konektora Debug, ktoré sú na spodnej strane. Zvýraznené kolíky sú kolíky 1 pre každý konektor“

Hore view

Certifikácie

Vyhlásenie o zhode CE DoC (EU)
Na vlastnú zodpovednosť vyhlasujeme, že vyššie uvedené produkty sú v súlade so základnými požiadavkami nasledujúcich smerníc EÚ, a preto spĺňajú podmienky pre voľný pohyb v rámci trhov zahŕňajúcich Európsku úniu (EÚ) a Európsky hospodársky priestor (EHP).

Vyhlásenie o zhode s EÚ RoHS a REACH 211 01/19/2021
Dosky Arduino sú v súlade s RoHS 2 Smernicou Európskeho parlamentu 2011/65/EÚ a RoHS 3 Smernicou 2015/863/EÚ Rady zo 4. júna 2015 o obmedzení používania určitých nebezpečných látok v elektrických a elektronických zariadeniach.

Látka	Maximálny limit (ppm)
Olovo (Pb)	1000
Kadmium (Cd)	100
Ortuť (Hg)	1000
Šesťmocný chróm (Cr6+)	1000
Poly brómované bifenyly (PBB)	1000
Poly brómované difenylétery (PBDE)	1000
Bis(2-etylhexyl}ftalát (DEHP)	1000
Benzylbutylftalát (BBP)	1000
Dibutylftalát (DBP)	1000
Diizobutylftalát (DIBP)	1000

Výnimky: Nežiada sa o žiadne výnimky.
Dosky Arduino sú plne v súlade so súvisiacimi požiadavkami nariadenia Európskej únie (ES) 1907/2006 o registrácii, hodnotení, autorizácii a obmedzovaní chemikálií (REACH). Nedeklarujeme žiadnu z látok SVHC (https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), kandidátsky zoznam látok vzbudzujúcich veľmi veľké obavy na autorizáciu, ktorý v súčasnosti zverejnila agentúra ECHA, je prítomný vo všetkých produktoch (a tiež v balení) v celkovom množstve v koncentrácii 0.1 % alebo vyššej. Podľa našich najlepších vedomostí tiež vyhlasujeme, že naše produkty neobsahujú žiadnu z látok uvedených na „Zozname autorizácií“ (príloha XIV nariadení REACH) a látky vzbudzujúce veľmi veľké obavy (SVHC) v žiadnom významnom množstve, ako je špecifikované. podľa prílohy XVII zoznamu kandidátskych látok zverejneného agentúrou ECHA (Európska chemická agentúra) 1907/2006/ES.

Vyhlásenie o konfliktných mineráloch
Ako globálny dodávateľ elektronických a elektrických komponentov si Arduino uvedomuje svoje záväzky v súvislosti so zákonmi a nariadeniami týkajúcimi sa nerastov z konfliktov, konkrétne so zákonom Dodd-Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act, sekcia 1502. Arduino priamo negeneruje ani nespracúva konflikty. minerály ako cín, tantal, volfrám alebo zlato. Konfliktné minerály sú obsiahnuté v našich výrobkoch vo forme spájky, alebo ako súčasť kovových zliatin. V rámci našej primeranej povinnej starostlivosti spoločnosť Arduino kontaktovala dodávateľov komponentov v rámci nášho dodávateľského reťazca, aby overila, či pokračujú v súlade s predpismi. Na základe doteraz získaných informácií vyhlasujeme, že naše produkty obsahujú konfliktné minerály pochádzajúce z oblastí bez konfliktov.

Pozor FCC

Akékoľvek zmeny alebo úpravy, ktoré nie sú výslovne schválené stranou zodpovednou za zhodu, môžu zrušiť oprávnenie používateľa prevádzkovať zariadenie. Toto zariadenie je v súlade s časťou 15 pravidiel FCC. Prevádzka podlieha týmto dvom podmienkam:

Toto zariadenie nesmie spôsobovať škodlivé rušenie

toto zariadenie musí akceptovať akékoľvek prijaté rušenie, vrátane rušenia, ktoré môže spôsobiť nežiaducu činnosť.

Vyhlásenie FCC o vystavení RF žiareniu:

Tento vysielač nesmie byť umiestnený alebo prevádzkovaný v spojení s akoukoľvek inou anténou alebo vysielačom.
Toto zariadenie spĺňa limity vystavenia vysokofrekvenčnému žiareniu stanovené pre nekontrolované prostredie.

Toto zariadenie by malo byť inštalované a prevádzkované s minimálnou vzdialenosťou 20 cm medzi radiátorom a vaším telom.

Používateľské príručky pre rádiové zariadenia bez licencie musia obsahovať nasledujúce alebo ekvivalentné oznámenie na viditeľnom mieste v používateľskej príručke alebo alternatívne na zariadení alebo na oboch. Toto zariadenie je v súlade so štandardom RSS bez licencie Industry Canada. Prevádzka podlieha týmto dvom podmienkam:

toto zariadenie nesmie spôsobovať rušenie

toto zariadenie musí akceptovať akékoľvek rušenie, vrátane rušenia, ktoré môže spôsobiť nežiaducu činnosť zariadenia.

Varovanie IC SAR:
Toto zariadenie by malo byť inštalované a prevádzkované s minimálnou vzdialenosťou 20 cm medzi radiátorom a vaším telom.

Dôležité: Prevádzková teplota EUT nesmie presiahnuť 85 ℃ a nemala by byť nižšia ako -40 ℃. Arduino Srl týmto vyhlasuje, že tento produkt je v súlade so základnými požiadavkami a ďalšími príslušnými ustanoveniami smernice 2014/53/EÚ. Tento produkt je povolené používať vo všetkých členských štátoch EÚ.

Frekvenčné pásma	Maximálny výstupný výkon (EIRP)
2402-2480 MHz (EDR)	6.24 dBm
2402-2480 MHz (BLE)	6.30 dBm
2412-2472 MHz (2.4G WiFi)	13.61 dBm

Informácie o spoločnosti

Názov spoločnosti	Arduino Srl
Adresa spoločnosti	Via Andrea Appiani, 2520900 MONZA

Referenčná dokumentácia

Odkaz	Link
Arduino IDE (desktop)	https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Arduino IDE (cloud)	https://create.arduino.cc/editor
Cloud IDE Začíname	https://create.arduino.cc/projecthub/Arduino_Genuino/getting-started-with-arduino- web-editor-4b3e4a
fórum	http://forum.arduino.cc/
SAMD21G18	http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/40001884a.pdf
NINA W102	https://www.u-blox.com/sites/default/ﬁles/NINA-W10_DataSheet_%28UBX- 17065507%29.pdf
ECC608	http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/40001977A.pdf
3610 MPM	https://www.monolithicpower.com/pub/media/document/MPM3610_r1.01.pdf
Firmvér NINA	https://github.com/arduino/nina-fw
Knižnica ECC608	https://github.com/arduino-libraries/ArduinoECCX08
Knižnica LSM6DSL	https://github.com/stm32duino/LSM6DSL
ProjectHub	https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending
Odkaz na knižnicu	https://www.arduino.cc/reference/en/
Obchod Arduino	https://store.arduino.cc/

História revízií

Dátum	Revízia	Zmeny
04. 15. 2021	1	Všeobecné aktualizácie údajového listu

Dokumenty / zdroje

IoT modul ARDUINO ABX00027 Nano 33 [pdfNávod na obsluhu
ABX00032, 2AN9S-ABX00032, 2AN9SABX00032, ABX00027 Nano 33 IoT modul, ABX00027, Nano 33 IoT modul, modul

Referencie

Používateľská príručka

IoT modul ARDUINO ABX00027 Nano 33