Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2 — характеристики, датчики и распиновка

Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2 — плата формата Nano с набором датчиков и беспроводным модулем Bluetooth Low Energy. Основа платы — модуль u-blox NINA-B306 на чипе Nordic nRF52840 с ядром Arm Cortex-M4F. Это микроконтроллерная плата, а не одноплатный компьютер: она работает под Arm Mbed OS и поддерживает программирование на Arduino C++ и MicroPython. Производитель — Arduino.

Название «Rev2» важно: это вторая версия платы, и набор датчиков в ней другой, чем в первой версии Nano 33 BLE Sense. В Rev2 установлены 9-осевой IMU из двух микросхем (BMI270 и BMM150), барометр LPS22HB, датчик влажности и температуры HS3003, датчик жестов, близости и цвета APDS-9960 и цифровой микрофон MP34DT06JTR. Не путайте характеристики разных ревизий.

Wi-Fi на плате нет — только Bluetooth 5. Сам чип nRF52840 также поддерживает радио IEEE 802.15.4 для Thread и Zigbee, а также NFC-A, но для этих режимов нужны соответствующее программное обеспечение и, для NFC, внешняя антенна. Логика платы работает на 3,3 В и не толерантна к 5 В. Плата выпускается в двух вариантах: без выводов (ABX00069) и с припаянными выводами (ABX00070).

---

Основные характеристики Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2

• Беспроводной модуль: u-blox NINA-B306 на Nordic nRF52840
• Процессор: Arm Cortex-M4F (с FPU), 64 МГц
• Flash-память: 1 МБ
• SRAM: 256 КБ
• EEPROM: отдельной нет
• Беспроводная связь: Bluetooth 5 (многопротокольное радио, до 2 Мбит/с, Long Range); поддержка IEEE 802.15.4 (Thread, Zigbee) и NFC-A на уровне nRF52840; Wi-Fi нет
• Датчики: IMU BMI270 + BMM150 (9 осей), барометр и датчик температуры LPS22HB, влажность и температура HS3003, жесты/близость/цвет/освещённость APDS-9960, микрофон MP34DT06JTR
• Рабочее напряжение логики: 3,3 В (5 В на сигнальные выводы подавать нельзя)
• Входное напряжение (VIN): 5–21 В
• Цифровые выводы: 14 (D0–D13); поддержка ШИМ указана для цифровых выводов
• Аналоговые входы: 8 (A0–A7), АЦП 12 бит, до 200 тыс. выборок в секунду; отдельного ЦАП нет
• Максимальный ток вывода: до 15 мА на выход и до 5 мА на вход; суммарно — не более 25 мА для GPIO и VDD (по схеме выводов Arduino)
• Интерфейсы: UART (D0/D1), I²C (A4/A5), SPI (D11–D13), I²S, PDM, QSPI
• USB: Micro-USB Type-B, встроенный USB Full-speed (12 Мбит/с)
• Размеры: около 45 × 18 мм; габариты платы по чертежу — 43,16 × 17,76 мм
• Способ программирования: Arduino IDE (пакет Arduino Mbed OS Nano Boards), загрузчик по USB; также поддерживается MicroPython

---

Технические характеристики

Модуль и процессор

В основе платы — модуль NINA-B306 с микроконтроллером nRF52840: ядро Arm Cortex-M4F с FPU работает на частоте до 64 МГц, объём памяти составляет 1 МБ flash и 256 КБ RAM. Основные возможности микросхемы:

• многопротокольное радио Bluetooth 5 с режимами 2 Мбит/с и Long Range, расширенной рекламой, мощностью передатчика до +8 дБм и чувствительностью до −95 дБм;
• радио IEEE 802.15.4 с поддержкой протоколов Thread и Zigbee;
• полноскоростной USB 12 Мбит/с и NFC-A tag;
• криптографическая подсистема Arm CryptoCell CC310 и аппаратная поддержка AES;
• интерфейсы QSPI, SPI (до 32 МГц), TWI (I²C), I²S, PDM, QDEC и EasyDMA;
• 12-битный АЦП с производительностью до 200 тыс. выборок в секунду.

Память (Flash, SRAM, EEPROM)

• Flash 1 МБ для прошивки (часть занимает загрузчик).
• SRAM 256 КБ для переменных и буферов.
• EEPROM нет; небольшие данные можно хранить во flash с помощью подходящих библиотек.

Датчики на плате

Плата содержит несколько датчиков — отсюда слово Sense в названии:

• BMI270 + BMM150 — 9-осевой IMU. BMI270 объединяет 3-осевой акселерометр (±2/±4/±8/±16 g) и 3-осевой гироскоп (±125…±2000 °/с, 16 бит). BMM150 — 3-осевой магнитометр с разрешением 0,3 мкТл и диапазоном ±1300 мкТл по осям X/Y и ±2500 мкТл по оси Z. Набор подходит для измерения движения и ориентации, а также для проектов машинного обучения.
• LPS22HB — барометр и датчик температуры: абсолютное давление 260–1260 гПа, результат измерения давления до 24 бит и температуры до 16 бит; интерфейс I²C; библиотека Arduino_LPS22HB.
• HS3003 — относительная влажность и температура: диапазон влажности 0–100 %RH, типичная точность ±1,5 %RH; datasheet платы указывает точность встроенного датчика температуры ±0,1 °C, тогда как страница Arduino Docs приводит ±0,2 °C; время отклика менее 4 секунд.
• APDS-9960 — жесты, близость, цвет и освещённость: распознаёт жесты вверх, вниз, вправо и влево, определяет приближение объекта, измеряет окружающий свет и цвет по каналам R, G, B и Clear; данные цветовых каналов — 16-битные.
• MP34DT06JTR — цифровой MEMS-микрофон: всенаправленный, отношение сигнал/шум 64 дБ; подключён по интерфейсу PDM.

Цифровые и аналоговые выводы (I/O)

Нумерация повторяет формат Nano: D0–D13 и A0–A7. По техническим характеристикам Arduino ШИМ доступен на цифровых выводах; на полной схеме выводов значком «~» отмечены D2–D13. Выводы A4 и A5 по умолчанию используются как внешняя шина I²C и имеют подтягивающие резисторы, поэтому Arduino не рекомендует применять их как аналоговые входы. Отдельного аналогового выхода (ЦАП) у платы нет — аналоговый сигнал можно получить с помощью ШИМ и внешнего фильтра. В некоторых таблицах распиновки A0 подписан как DAC0, но это обозначение противоречит списку периферии nRF52840 и технической спецификации Arduino, где указано отсутствие ЦАП.

Интерфейсы связи (UART, I²C, SPI)

• UART: TX — P1.03, RX — P1.10 (на схеме выводов обозначены D0/TX и D1/RX; на разъёме это контакты 16 и 17).
• Внешний I²C: A4 (SDA, P0.31) и A5 (SCL, P0.02). Это шина для подключения внешних устройств.
• Внутренний I²C: встроенные датчики подключены к отдельным линиям SDA1 (P0.14) и SCL1 (P0.15), а не к внешним контактам A4/A5.
• SPI: D13 (SCK), D12 (CIPO, MISO), D11 (COPI, MOSI); вывод CS выбирается программно.
• I²S, PDM и QSPI поддерживаются nRF52840; встроенный микрофон подключён по PDM.

USB

Разъём Micro-USB Type-B используется для питания, программирования и передачи данных. Контроллер USB Full-speed встроен в nRF52840, поэтому отдельный USB–UART-переходник не нужен. Линия ID используется для выбора режима Host/Device. Контакт VUSB на гребёнке по умолчанию не соединён с VBUS разъёма: при необходимости их можно связать перемычкой SJ1.

Беспроводная связь

Модуль u-blox NINA-B306 обеспечивает Bluetooth Low Energy 5 и имеет встроенную антенну. Радиотракт nRF52840 поддерживает скорость Bluetooth 2 Мбит/с, режим Long Range и мощность передатчика до +8 дБм. Сам микроконтроллер также поддерживает IEEE 802.15.4, Thread, Zigbee и NFC-A tag, однако наличие этих функций в чипе не означает, что они автоматически доступны через стандартную библиотеку ArduinoBLE. Для NFC требуется внешняя антенна; линии NFC1/NFC2 мультиплексируются с D7/D8 через перемычки на плате. Wi-Fi на плате отсутствует.

Питание

Плата питается по USB или через вывод VIN (5–21 В). Понижающий преобразователь MP2322GQH формирует шину 3,3 В; по datasheet он рассчитан на входное напряжение до 21 В. В отличие от некоторых плат MKR, у Nano 33 BLE Sense Rev2 нет встроенного зарядного устройства и специального разъёма для аккумулятора. Подключать аккумулятор непосредственно к плате как к зарядному модулю нельзя. Для питания от отдельного стабилизированного источника 3,3 В документация предусматривает разрыв перемычки SJ3 и подачу 3,3 В на контакт +3V3 с общей землёй; это не позволяет подключать обычный однокомпонентный Li-Po напрямую.

Вывод VUSB соединён с VIN через диод Шоттки. Минимальное входное напряжение преобразователя составляет 4,5 В, поэтому по datasheet напряжение на USB-разъёме должно находиться в диапазоне 4,8–4,96 В в зависимости от потребляемого тока. Значения энергопотребления платы в datasheet помечены как TBC и не приводятся.

Размеры и конструкция

Размеры платы по чертежу — около 43,16 × 17,76 мм; расстояние между крепёжными отверстиями — 40,64 × 15,24 мм. С учётом разъёма USB длина составляет около 45 мм. Выводы расположены в двух рядах с шагом 2,54 мм; плату можно установить на макетную плату с припаянными гребёнками или смонтировать как SMD-модуль за кастелляции.

---

Интерфейсы и разъёмы

• Micro-USB Type-B (J1) — питание, программирование и USB;
• JP2 и JP3 — два ряда по 15 контактов;
• Кнопка Reset (PB1); пользовательский светодиод L на D13 (DL1) и светодиод питания (DL2);
• Перемычки на нижней стороне: SJ1 (VUSB), SJ2 (D7/NFC1), SJ3 (3,3 В), SJ4 (D8/NFC2);
• Площадки отладки (3 × 2, шаг 100 mil): +3V3, SWDIO, SWCLK, GND и RESET; одна позиция не установлена.

---

Программирование

Плата программируется в Arduino IDE (в том числе 2.x) с пакетом Arduino Mbed OS Nano Boards. Для датчиков доступны библиотеки Arduino, например Arduino_BMI270_BMM150, Arduino_HS300x, Arduino_LPS22HB и Arduino_APDS9960; цифровой микрофон работает через библиотеку PDM. Также поддерживается MicroPython. Загрузка прошивки выполняется по USB. Если скетч завис и плата не отвечает, режим загрузчика включается двойным нажатием Reset сразу после подачи питания. Плата поддерживается Arduino Cloud.

---

Распиновка

Таблица составлена по datasheet (ABX00069), схеме выводов Arduino и схеме платы. Все сигнальные выводы работают на 3,3 В. Встроенные датчики используют отдельную внутреннюю шину I²C (P0.14/P0.15), а внешняя шина I²C выведена на A4/A5.

Контакт	Обозначение	Порт nRF52840	Функции
1	D13	P0.13	SPI SCK; светодиод LED_BUILTIN
2	+3V3	—	Выход 3,3 В
3	AREF	—	Опорное напряжение АЦП
4	A0	P0.04	АЦП; GPIO
5	A1	P0.05	АЦП; GPIO
6	A2	P0.30	АЦП; GPIO
7	A3	P0.29	АЦП; GPIO
8	A4	P0.31	АЦП; внешняя I²C SDA
9	A5	P0.02	АЦП; внешняя I²C SCL
10	A6	P0.28	АЦП; GPIO
11	A7	P0.03	АЦП; GPIO
12	VUSB / +5V	—	Обычно не подключён; при замкнутой SJ1 соединяется с USB VBUS
13	RST	—	Сброс (дублирует контакт 18)
14	GND	—	Земля
15	VIN	—	Вход питания 5–21 В
16	TX	P1.03	UART TX
17	RX	P1.10	UART RX
18	RST	—	Сброс
19	GND	—	Земля
20	D2	P1.11	Цифровой вывод, ШИМ
21	D3	P1.12	Цифровой вывод, ШИМ
22	D4	P1.15	Цифровой вывод, ШИМ
23	D5	P1.13	Цифровой вывод, ШИМ
24	D6	P1.14	Цифровой вывод, ШИМ
25	D7	P0.23	Цифровой вывод, ШИМ; альтернативная функция NFC1 через SJ2
26	D8	P0.21	Цифровой вывод, ШИМ; альтернативная функция NFC2 через SJ4
27	D9	P0.27	Цифровой вывод, ШИМ
28	D10	P1.02	Цифровой вывод, ШИМ (SS)
29	D11	P1.01	SPI COPI (MOSI), ШИМ
30	D12	P1.08	SPI CIPO (MISO), ШИМ

---

Возможности и особенности

• Много датчиков на одной плате: IMU, давление, влажность, температура, свет, цвет, жесты, близость и звук.
• Bluetooth 5 и nRF52840 с аппаратным FPU, 1 МБ flash и 256 КБ RAM.
• Машинное обучение на устройстве: датчики и микрофон подходят для TinyML-проектов, например распознавания жестов, звука и движения.
• Native USB без отдельного USB–UART-переходника.
• Компактный формат Nano: монтаж с гребёнками или пайкой за кастелляции.

---

Для чего подходит Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2

• Носимые устройства и трекеры с датчиками движения;
• Метеостанции: давление, температура и влажность;
• Управление жестами без касания с помощью APDS-9960;
• Распознавание звука и движений с помощью машинного обучения;
• Bluetooth-датчики и пульты для телефона и других устройств.

---

Преимущества

• Много датчиков на плате — не нужно подключать отдельные модули.
• Cortex-M4F с FPU, 1 МБ flash и 256 КБ RAM.
• Bluetooth 5; поддержка Thread и Zigbee на уровне радиочасти nRF52840.
• Native USB и компактный формат Nano.

---

Ограничения

• Нет Wi-Fi.
• Логика 3,3 В, сигналы 5 В недопустимы; токи выводов ограничены (до 15 мА на выход и суммарно 25 мА по схеме выводов).
• Контакт VUSB / +5V по умолчанию отключён от линии USB VBUS.
• Нет отдельного ЦАП и EEPROM.
• Нет встроенного зарядного устройства и штатного разъёма для аккумулятора.
• Потребление платы в datasheet пока обозначено как TBC.
• Rev1 имеет другой набор датчиков; для Rev2 нужны соответствующие библиотеки (например, Arduino_BMI270_BMM150 и Arduino_HS300x).

---

Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2 и похожие платы

Характеристика	Nano 33 BLE Sense Rev2	Nano 33 IoT	Nano RP2040 Connect
Микроконтроллер	nRF52840 (NINA-B306)	SAMD21G18A + NINA-W102	RP2040 + NINA-W102
Архитектура	Cortex-M4F, 64 МГц	Cortex-M0+, 48 МГц	2 × Cortex-M0+, 133 МГц
Flash / RAM	1 МБ / 256 КБ	256 КБ / 32 КБ	16 МБ / 264 КБ
Wi-Fi	нет	есть	есть
Bluetooth	5	4.2	4.2
IMU	9 осей	6 осей	6 осей
Дополнительные датчики	давление, влажность, свет, цвет, жесты	нет отдельного набора датчиков Sense	нет отдельного набора датчиков Sense
Микрофон	есть	нет	есть

Если нужен Wi-Fi, смотрите Nano 33 IoT или Nano RP2040 Connect. Rev2 лучше подходит, когда важнее встроенные датчики и Bluetooth.

---

Заключение

Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2 — плата формата Nano с набором датчиков и Bluetooth 5 на nRF52840. Она подходит для носимых устройств, метеоприборов, управления жестами и TinyML-проектов.

Перед покупкой учтите, что Wi-Fi на плате нет, сигнальные уровни — только 3,3 В, встроенного зарядного устройства нет, а контакт VUSB / +5V по умолчанию отключён. Проверяйте, что библиотеки соответствуют именно ревизии Rev2.

---

Материалы

• Документация Arduino — Nano 33 BLE Sense Rev2 — страница платы, схемы и файлы САПР.
• Datasheet Arduino Nano 33 BLE Sense Rev2 (PDF) — характеристики, датчики, питание и таблицы выводов.
• Полная распиновка Nano 33 BLE Sense Rev2 (PDF) — схема выводов с портами.
• Принципиальная схема Nano 33 BLE Sense Rev2 (PDF) — схема питания, USB и датчиков.
• Магазин Arduino — Nano 33 BLE Sense Rev2 — страница продукта.
• nRF52840 на сайте Nordic Semiconductor — документация на микроконтроллер.
• Модуль NINA-B30 на сайте u-blox — документация на модуль.

Иллюстрации (фотография, вид сверху и снизу, схема выводов и чертёж) взяты из документации Arduino к Nano 33 BLE Sense Rev2 (SKU ABX00069); схемы выводов распространяются под лицензией CC BY-SA 4.0, права на остальные принадлежат Arduino.