Arduino Nano Every — миниатюрная плата для прототипирования электроники на микроконтроллере ATmega4809 (семейство megaAVR 0-series). Это не одноплатный компьютер: на плате нет операционной системы, она выполняет один скетч. Производитель — Arduino. По форме, расположению выводов и логике 5 В плата повторяет классическую Arduino Nano V3.0, поэтому Arduino называет её прямой заменой стандартной Nano.
Внутри — другой, более современный микроконтроллер: до 20 МГц, 48 КБ flash-памяти и 6 КБ SRAM вместо 16 МГц, 32 КБ и 2 КБ у ATmega328P. Кроме того, USB-интерфейс здесь выполнен не микросхемой-переходником, а вторым микроконтроллером — ATSAMD11D14A (Arm Cortex-M0+), который работает как мост USB—UART и прошивает основной чип по интерфейсу UPDI.
Плату можно установить на макетную плату с выводами (шаг 2,54 мм) или припаять как SMD-модуль за кастелляции. Для сравнения с другими платами, которым нужна беспроводная связь, смотрите Arduino Nano ESP32 и Uno R4 WiFi: у Nano Every ни Wi-Fi, ни Bluetooth нет.
Основные характеристики Arduino Nano Every
- Основной микроконтроллер: Microchip ATmega4809 (AVR, 8 бит)
- Тактовая частота: до 20 МГц (по datasheet ATmega4809)
- Flash-память: 48 КБ
- SRAM: 6 КБ
- EEPROM: 256 байт
- USB-мост: ATSAMD11D14A (Arm Cortex-M0+, до 48 МГц, 16 КБ flash, 4 КБ SRAM), USB 2.0 Full-speed
- Рабочее напряжение логики: 5 В
- Входное напряжение (VIN): 7–21 В по маркировке на схеме выводов; стабилизатор MPM3610 рассчитан на вход до 21 В
- Питание по USB: через разъём Micro-USB (Micro-B)
- Цифровые выводы: 14 (D0–D13), из них 5 с ШИМ (D3, D5, D6, D9, D10); вместе с аналоговыми — 22
- Аналоговые входы: 8 (A0–A7)
- Максимальный ток вывода: 40 мА на вывод (рекомендуется 20 мА), 200 мА на весь корпус микроконтроллера, до 100 мА для каждой группы питания выводов порта (port power group)
- Интерфейсы: USART (D0/D1), I²C (A4/A5), SPI (D11–D13; аппаратный SS — D8)
- Беспроводная связь: отсутствует
- Размеры: 45 × 18 мм, масса около 5 г (по данным Arduino)
- Температурный диапазон платы: от −40 до +85 °C (консервативные границы по datasheet)
- Способ программирования: Arduino IDE (пакет Arduino megaAVR Boards), загрузка по USB через UPDI
Технические характеристики
Микроконтроллер
Основной процессор — ATmega4809 с 8-битным ядром AVR. По описанию в datasheet платы он работает на частоте до 20 МГц и имеет 48 КБ flash, 6 КБ SRAM и 256 байт EEPROM. В состав чипа входят:
- один 16-битный таймер/счётчик с отдельным регистром периода и тремя каналами сравнения, плюс четыре 16-битных таймера с захватом входа;
- 16-битный счётчик реального времени (RTC), который может работать от внешнего кварца или внутреннего RC-генератора;
- четыре USART, один SPI и один TWI (I²C) с поддержкой двух адресов;
- система событий (Event System) для передачи сигналов между периферийными блоками без участия процессора;
- настраиваемая пользовательская логика (CCL) с четырьмя программируемыми таблицами LUT;
- один аналоговый компаратор, сторожевой таймер (WDT) с оконным режимом и сброс по включению питания и падению напряжения (POR/BOD);
- внешние прерывания на всех выводах общего назначения.
Не все блоки выведены на разъёмы платы: часть выводов занята связью с USB-мостом.
Память (Flash, SRAM, EEPROM)
- Flash 48 КБ хранит скетч. Прошивкой занимается USB-мост по интерфейсу UPDI, отдельного программатора не требуется.
- SRAM 6 КБ для переменных — втрое больше, чем у ATmega328P на классической Nano. Строки по-прежнему стоит хранить во flash (макрос
F()), если их много. - EEPROM 256 байт — энергонезависимое хранение небольших настроек. Это в четыре раза меньше, чем 1 КБ EEPROM у Nano V3.0, что важно при переносе скетчей, которые активно используют
EEPROM.
Цифровые и аналоговые выводы (I/O)
Нумерация выводов повторяет Nano: D0–D13 и A0–A7. В Arduino-нумерации аналоговые выводы A0–A7 также доступны как D14–D21. Аналоговых входов восемь, A6 и A7 — только входы в классической Nano, здесь же они обычные порты микроконтроллера (PD4, PD5). Прерывания по таблице datasheet доступны на всех выводах общего назначения.
⚠ Токи выводов. Максимум 40 мА на вывод (рекомендуется не более 20 мА), не более 200 мА на весь микроконтроллер и не более 100 мА для каждой группы питания выводов порта (port power group). Не подключайте напрямую двигатели, реле и мощные светодиодные ленты: используйте транзистор или драйвер.
Про «DAC0». В таблице разъёмов datasheet Arduino для A0 действительно указано «A0/DAC0» и «ADC in/DAC out». Однако в спецификации ATmega4809 от Microchip ЦАП отсутствует, а Arduino в технических характеристиках платы прямо указывает: аналоговый выход доступен только через ШИМ. Поэтому у Nano Every нет аппаратного ЦАП; для получения аналогового напряжения можно использовать ШИМ с фильтром.
Интерфейсы связи (UART, I²C, SPI)
- UART: D1 (TX) и D0 (RX) — аппаратный USART1 микроконтроллера (порты PC4 и PC5). Связь с компьютером по USB идёт отдельно, через USB-мост и объект
Serial, поэтому основной UART на D0/D1 остаётся свободным для других устройств. - I²C (TWI): A4 (SDA) и A5 (SCL).
- SPI: D13 (SCK), D12 (CIPO / MISO), D11 (COPI / MOSI). Вывод аппаратного SS по умолчанию — D8; для выбора ведомого устройства в режиме ведущего можно управлять и другим GPIO. В новой документации Arduino MISO/MOSI называются CIPO/COPI.
USB
На плате один разъём Micro-USB. Через него идут питание, программирование и последовательная связь. Это не хост-порт для флешек и клавиатур. Особенность Nano Every: USB-контроллер находится не в основном микроконтроллере, а в отдельном ATSAMD11D14A. Он выдаёт компьютеру виртуальный COM-порт, пересылает данные в ATmega4809 по UART и прошивает его по интерфейсу UPDI. Прошивка моста имеет собственный загрузчик, поэтому её можно заменить: тогда плата сможет работать с другими USB-классами, а не только как последовательный мост (в отличие от классических Nano).
⚠ Выводы SAMD11 — только 3,3 В. Выводы ATSAMD11D14A рассчитаны на 3,3 В и не толерантны к 5 В. Они соединены с ATmega4809 через преобразователи уровней. Если вы выводите их наружу (отладочные площадки), подключайте только устройства 3,3 В.
Питание
Плату можно питать от USB, через вывод VIN или через VUSB. Напряжение с VIN понижает преобразователь MPM3610 (вход до 21 В, КПД более 85 % при 12 В), затем линейный стабилизатор AP2112K-3.3 формирует 3,3 В. В datasheet указано до 550 мА для внешней нагрузки и рекомендован предел 200 мА, однако техническая спецификация Arduino Store отдельно указывает 50 мА для вывода 3,3 В. Эти значения расходятся; для безопасного проектирования ориентируйтесь на более консервативные 50 мА, пока Arduino не уточнит ограничение. Вывод +5V — выход внутреннего 5-вольтового напряжения для внешних устройств.
Питание по USB. Напряжение VUSB подаётся на VIN через диод Шоттки, а минимальное входное напряжение преобразователя — 4,5 В. По данным datasheet, чтобы платы хватало питания, напряжение на USB-разъёме должно быть 4,8–4,96 В (в зависимости от тока). С плохим кабелем или хабом напряжение может быть слишком низким.
В datasheet значения энергопотребления (в активном режиме, в сне и максимальное) помечены как «TBC» (уточняются), поэтому точных цифр в этой статье нет.
Размеры и конструкция
Габариты платы по чертежу — 43,18 × 17,78 мм, расстояние между рядами выводов — 15,24 мм (шаг 2,54 мм), так что плата встаёт в макетную панель, как классическая Nano. С разъёмом USB длина по данным Arduino — 45 мм. Плата выпускается с выводами и без них (с выводами или с кастелляциями для SMD-монтажа).
Интерфейсы и разъёмы
- Micro-USB (J1) — питание, программирование, виртуальный COM-порт;
- Два ряда по 15 контактов (JP2, JP3) — выводы платы;
- Кнопка Reset (PB1);
- Светодиоды: индикатор питания и пользовательский светодиод на D13 (LED_BUILTIN);
- Площадки отладки (3 × 2 контакта, шаг 100 mil) на нижней стороне: +3V3, SWD и SWCLK (для USB-моста SAMD11), RST, GND. Вывод UPDI основного микроконтроллера используется для прошивки через мост.
Программирование
Плата программируется в Arduino IDE (классической и 2.x) на упрощённом C/C++, а также в Arduino Cloud Editor. Нужен пакет поддержки Arduino megaAVR Boards — он устанавливается из менеджера плат. Прошивка загружается по USB: SAMD11 принимает данные и записывает их в ATmega4809 по UPDI.
Особенности переноса скетчей с Nano V3.0: ядро и таймеры другие, поэтому библиотеки, которые обращаются к регистрам ATmega328P напрямую (особенно к таймерам), могут не работать без адаптации. Скетчи на стандартных функциях (digitalWrite, analogRead, Wire, SPI) обычно переносятся без изменений.
Распиновка
Таблицы составлены по datasheet платы (ABX00028) и схеме выводов Arduino. Сигнальные GPIO основного микроконтроллера работают с логическими уровнями 5 В. Контакт +3V3 и отладочные выводы USB-моста SAMD11 имеют уровень 3,3 В; выводы SAMD11 не допускают подачу 5 В.
Ряд 1 (контакты 1–15)
| Контакт | Обозначение | Порт AVR | Функции |
|---|---|---|---|
| 1 | D13 | PE2 | SPI SCK; светодиод LED_BUILTIN |
| 2 | +3V3 | — | Выход 3,3 В |
| 3 | AREF | PD7 | Опорное напряжение АЦП; можно использовать как порт |
| 4 | A0 (D14) | PD3 | АЦП (AIN3) |
| 5 | A1 (D15) | PD2 | АЦП (AIN2) |
| 6 | A2 (D16) | PD1 | АЦП (AIN1) |
| 7 | A3 (D17) | PD0 | АЦП (AIN0) |
| 8 | A4 (D18) | PA2 / PF2 | АЦП; I²C SDA |
| 9 | A5 (D19) | PA3 / PF3 | АЦП; I²C SCL |
| 10 | A6 (D20) | PD4 | АЦП (AIN4) |
| 11 | A7 (D21) | PD5 | АЦП (AIN5) |
| 12 | +5V | — | Выход 5 В |
| 13 | RST | — | Сброс (дублирует контакт 18) |
| 14 | GND | — | Земля |
| 15 | VIN | — | Вход питания 7–21 В |
Ряд 2 (контакты 16–30)
| Контакт | Обозначение | Порт AVR | Функции |
|---|---|---|---|
| 16 | TX (D1) | PC4 | USART TX |
| 17 | RX (D0) | PC5 | USART RX |
| 18 | RST | — | Сброс (дублирует контакт 13) |
| 19 | GND | — | Земля |
| 20 | D2 | PA0 | Цифровой вывод |
| 21 | D3 | PF5 | Цифровой вывод, ШИМ |
| 22 | D4 | PC6 | Цифровой вывод |
| 23 | D5 | PB2 | Цифровой вывод, ШИМ |
| 24 | D6 | PF4 | Цифровой вывод, ШИМ |
| 25 | D7 | PA1 | Цифровой вывод |
| 26 | D8 | PE3 | Цифровой вывод; аппаратный SS для SPI |
| 27 | D9 | PB0 | Цифровой вывод, ШИМ |
| 28 | D10 | PB1 | Цифровой вывод, ШИМ |
| 29 | D11 | PE0 | SPI COPI (MOSI) |
| 30 | D12 | PE1 | SPI CIPO (MISO) |
Возможности и особенности
- Совместимость по выводам с Nano V3.0 и логика 5 В: многие готовые модули и макеты можно перенести без пересборки.
- Больше памяти, чем у ATmega328P: 48 КБ flash и 6 КБ SRAM позволяют писать более объёмные скетчи.
- Периферия, которой не было у классической Nano: система событий, настраиваемая логика (CCL), несколько 16-битных таймеров.
- Программируемый USB-мост: прошивка SAMD11 заменяема, что расширяет возможности по сравнению с обычным переходником.
- Малые размеры и вес: 45 × 18 мм и около 5 г.
- Работа без ОС: мгновенный старт и предсказуемое время отклика.
Для чего подходит Arduino Nano Every
- Обучение и первые проекты в электронике на привычном формате Nano.
- Компактные устройства с датчиками и индикацией: метеостанции, таймеры, пульты.
- Замена Nano V3.0 в проектах, где не хватает памяти.
- Робототехника начального уровня: управление драйверами и сервоприводами (мощные нагрузки — через драйвер).
- Связка с одноплатным компьютером (Raspberry Pi и др.) как контроллер датчиков по UART или I²C.
Преимущества
- Формат и расположение выводов Nano, логика 5 В.
- Больше flash и SRAM, чем у Nano V3.0.
- Современная периферия megaAVR 0-series.
- Загрузка по USB без отдельного программатора (через UPDI).
- Малая цена и огромная экосистема библиотек и руководств.
Ограничения
- Нет Wi-Fi и Bluetooth; связь добавляется модулями.
- EEPROM всего 256 байт (у Nano V3.0 — 1 КБ).
- Библиотеки, завязанные на регистры ATmega328P, могут потребовать адаптации.
- Нет аналогового выхода (ЦАП): только ШИМ.
- Ток вывода ограничен 40 мА (рекомендуется 20 мА), нагрузки нужно подключать через драйвер.
- Разъём Micro-USB, а не USB-C.
- Данные по энергопотреблению в datasheet не приведены.
Arduino Nano Every и похожие платы
| Характеристика | Nano Every | Nano V3.0 | Nano 33 IoT |
|---|---|---|---|
| Микроконтроллер | ATmega4809 | ATmega328P | SAMD21G18A |
| Архитектура | AVR 8 бит | AVR 8 бит | Arm Cortex-M0+ 32 бит |
| Тактовая частота | до 20 МГц | 16 МГц | до 48 МГц |
| Flash | 48 КБ | 32 КБ | 256 КБ |
| SRAM | 6 КБ | 2 КБ | 32 КБ |
| EEPROM | 256 Б | 1 КБ | нет (эмуляция во flash) |
| Логика | 5 В | 5 В | 3,3 В |
| Беспроводная связь | нет | нет | Wi-Fi и Bluetooth |
| USB | Micro-USB, мост SAMD11 | mini-USB, мост USB-UART | Micro-USB, встроенный USB |
Nano V3.0 проще и дешевле, но заметно слабее по памяти. Nano 33 IoT мощнее и имеет беспроводную связь, но работает на 3,3 В.
Заключение
Arduino Nano Every — обновлённая версия классической Nano на ATmega4809 с 48 КБ flash, 6 КБ SRAM и логикой 5 В. Она сохраняет форму и расположение выводов, поэтому подходит для большинства проектов, рассчитанных на Nano.
Перед покупкой учтите, что EEPROM небольшой, ЦАП нет, а часть библиотек для ATmega328P нужно проверять на совместимость. Если нужны беспроводная связь или больше производительности, обратите внимание на платы Nano на SAMD21 или ESP32.
Материалы
- Документация Arduino — Nano Every — страница платы, схемы и файлы САПР.
- Datasheet Arduino Nano Every (PDF) — характеристики, питание, таблицы выводов.
- Полная распиновка Nano Every (PDF) — схема выводов с портами.
- Магазин Arduino — Nano Every — страница продукта.
- ATmega4809 на сайте Microchip — datasheet микроконтроллера.
- Репозиторий ArduinoCore-megaavr — ядро Arduino для ATmega4809.
Иллюстрации (фотография, вид сверху, схема выводов, схема питания и чертёж) взяты из документации Arduino к Nano Every (SKU ABX00028); схемы выводов распространяются под лицензией CC BY-SA 4.0, права на остальные принадлежат Arduino.
