====== Iskra Nano Pro: инструкция, примеры использования и документация ======
Iskra Nano Pro — платформа на микроконтроллере {{ :products:iskra-nano-pro:atmega328pb-datasheet.pdf |ATmega328PB}} для разработки на языке программирования С++.

Мы производим две версии платы:

  * [[amp>product/iskra-nano-pro?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|Iskra Nano Pro (с ногами)]] пригодится для разработки и прототипирования устройств на [[amp>collection/breadboards?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|макетной плате]].
  * [[amp>product/iskra-nano-pro-headless?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|Iskra Nano Pro (без ног)]] для установки в самых труднодоступных местах.

{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-overview.jpg?nolink |}}

===== Видеообзор ======
{{youtube>NQ7EmKPyh4o?large}}

===== Подключение и настройка =====

==== Шаг 1 ====

Подключите плату к компьютеру по USB. Понадобится [[amp>product/usb-cable-micro?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|кабель micro-USB]].{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-begin.1.png?nolink&600 |}}

==== Шаг 2 ====

Скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки [[amp>page/arduino-ide?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|Arduino IDE]].

==== Шаг 3 ====
По умолчанию среда программирования настроена только на стандартные AVR-платы. Для работы с Iskra Nano Pro добавьте в менеджере плат поддержку [[articles:arduino-boards-manager#платформы_amperka_iskra_boards|платформ Amperka Iskra Boards]].

==== Шаг 4 ====
Пользователям Windows может понадобиться установка [[articles:driver-ch340|драйвера для преобразователя USB-UART]].

===== Пример работы =====

В качестве примера повторим первый эксперимент [[:конспект-arduino:светильник-с-управляемой-яркостью|«Маячок»]] из набора [[amp>product/matryoshka-z?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|Матрёшка Z]]. На плате уже есть встроенный пользовательский светодиод ''L'', подключенный к ''13'' пину микроконтроллера.
<code C Blink.ino>
void setup() {
  // Устанавливаем пин светодиода в режим выхода.
  // Используем определение LED_BUILTIN,
  // которое содержит в себе пин светодиода
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Включаем светодиод
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  // Ждём пол секунды
  delay(500);
  // Выключаем светодиод                       
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  // Ждём пол секунды   
  delay(500);                       
}
</code>

После загрузки программы встроенный светодиод ''L'' начнёт мигать раз в секунду.

{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-blink.gif?nolink350 |}}

Если всё получилось, значит плата работает и можно смело приступать к своим проектам.



===== Элементы платы =====
{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-annotation.png?nolink |}}
==== Микроконтроллер ATmega328PB ====

Сердцем платформы Iskra Nano Pro является 8-битный микроконтроллер фирмы Microchip — {{ :products:iskra-nano-pro:atmega328pb-datasheet.pdf |ATmega328PB}} на архитектуре AVR с тактовой частотой 16 МГц. 
Чип содержит три вида памяти:

  * 32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, чтобы прошивать Iskra Nano Pro с обычного компьютера через USB. Flash-память постоянна, в ней хранится программа и сопутствующие статичные ресурсы.
  * 2 КБ оперативной памяти SRAM для хранения временных данных, например переменных программы. SRAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные в ней стираются.
  * 1 КБ энергонезависимой памяти EEPROM для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению это аналог жёсткого диска.

==== Преобразователь USB-UART ====

Микроконтроллер [[#микроконтроллер_atmega328pb|ATmega328PB]] не содержит USB-интерфейса, поэтому для прошивки и обмена данными с компьютером на плате присутствует USB-UART-преобразователь {{ :products:iskra-nano-pro:ch340g-datasheet.pdf |CH340G}}. При подключении к компьютеру плата определяется как виртуальный COM-порт.

<WRAP center round tip 75%>
Если плата не определяется компьютером, установите драйвер для [[articles:driver-ch340|чипа USB-UART CH340G]].
</WRAP>

<WRAP center round info 75%>
Микроконтроллер [[#микроконтроллер_atmega328pb|ATmega328PB]] общается с компьютером через преобразователь [[#usb-uart_ch340|CH340G]] по интерфейсу UART, используя сигналы ''RX'' и ''TX'', которые параллельно выведены на контакты ''0'' и ''1'' платы Iskra Nano Pro. Не используйте эти пины в своём проекте во время прошивки и отладки программы.
</WRAP>

==== Светодиодная индикация ====
^  Имя светодиода  ^  Назначение  ^
|  ON  |Индикатор питания платформы.|
|  L  |Пользовательский светодиод, подключённый к 13 пину микроконтроллера. При задании высокого уровня светодиод включается, при низком — выключается.|
|  RX и TX  |Индикаторы, которые мигают при прошивке и обмене данными между Iskra Nano Pro и компьютером, а также при использовании пинов ''0'' и ''1''.|    
==== Разъём micro-USB ====

Предназначен для прошивки и питания платформы Iskra Nano Pro. Для подключения к компьютеру понадобится [[amp>product/usb-cable-micro?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|кабель micro-USB]].


==== Регулятор напряжения 5 В ====
Понижающий линейный преобразователь напряжения {{ :products:iskra-nano-pro:ams1117-datasheet.pdf |AMS1117-5.0}} обеспечивает питание микроконтроллера ATmega328PB и другой логики при подключении платформы через пин ''Vin''. Диапазон входного напряжения — от 7 до 12 вольт. Выдаёт напряжение 5 В с максимальным выходным током 1 А.

==== Регулятор напряжения 3,3 В ====

Понижающий линейный преобразователь {{ :products:iskra-nano-pro:ams1117-datasheet.pdf |AMS1117-3.3}} обеспечивает напряжение на пине ''3V3''. Питается от линии 5 В и выдаёт напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 1 А.
==== ICSP-разъём для ATmega328PB ====

Разъём ICSP выполняет две полезные функции:

  - Несёт сигнальные пины интерфейса SPI. Линии ICSP-разъёма также продублированы на цифровых пинах ''10'', ''11'', ''12'' и ''13''.
  - Предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер [[#микроконтроллер_atmega328pb|ATmega328PB]] через внешний программатор. Одна из таких прошивок — Bootloader для Nano, который позволяет [[#разъём_micro-usb|прошивать платформу по USB]].

Подробности распиновки ICSP — в [[#распиновка|соответствующем разделе]].

==== Кнопка RESET ====
Предназначена для ручного перезапуска платформы — аналог кнопки ''Reset'' на обычном компьютере.

===== Распиновка =====
[[this>_media/products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-pinout.pdf|{{:products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-pinout.png}}]]
<WRAP clear></WRAP>
==== Пины питания ====

^  Имя  пина  ^   Описание  ^
|  VIN  | Входной пин для внешнего источника питания с напряжением от 7 до 12 вольт. |
|  5V  | Выходной пин с напряжением 5 В. На пин поступает питание от [[#разъём_usb|USB]] или от [[#регулятор_напряжения_5_в |регулятора напряжения 5 В]]. Максимальный выходной ток 1 А. |
|  3V3  | Выходной пин с напряжением 3,3 В. На пин поступает питание от [[#регулятор_напряжения_3_3_в |регулятора напряжения 3,3 В]]. Максимальный выходной ток 1 А. |
|  GND  | Общая земля. |
|  AREF  | Входной пин для внешнего опорного напряжения АЦП, относительно которого происходят аналоговые измерения при использовании функции [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogreference/|analogReference()]] с параметром ''EXTERNAL''.|

==== Пины ввода-вывода ====

^  Категория пинов  ^  Количество пинов  ^  Используемые пины  ^  Описание  ^
| Пины ввода-вывода GPIO |  22  | 0 – 13, A0 – A7 | Пины могут быть настроены как вход или выход. Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. На вход можно подавать сигнал до 5 В. |
| ШИМ / PWM |  9  | 0, 1, 5, 6, 8 – 11 и 13 | Позволяют выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ — 8 бит. |
| АЦП / ADC |  8  | A0–A7 | Позволяют представить аналоговое напряжение в цифровом виде. Диапазон входного напряжения — от 0 до 5 В. Разрядность АЦП — 10 бит. |

==== Интерфейсы ====

^  Интерфейс  ^  Количество / Название  ^  Используемые пины  ^  Описание  ^
|  I²C  |  1  | SDA — A4\\ SCL — A5 | Для общения с периферией по интерфейсу I²C с помощью программной библиотеки [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/wire/|Wire]].|
|  SPI  |  SPI  | MOSI — 11\\ MISO — 12\\ SCK — 13| Для общения с периферией по интерфейсу SPI с помощью программной библиотеки [[https://www.arduino.cc/en/Reference/Spi|SPI]].|
|  :::  |  SPI1  | MOSI1 — A7\\ MISO1 — A0\\ SCK1 — A1 | Для общения с периферией по интерфейсу SPI1. Для работы используйте регистры из документации микроконтроллера [[#микроконтроллер_atmega328pb|ATmega328PB]].|
|  Serial / UART  |  Serial  | RX — 0\\ TX — 1| Для общения с периферией по интерфейсу UART с помощью программной библиотеки [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/serial/|Serial]]. Выводы шины Serial ''RX'' и ''TX'' также соединены с соответствующими контактами [[#преобразователь_usb-uart|преобразователя USB-UART]]. Не используйте эти пины во время прошивки и отладки программы по USB.|
|  :::  |  Serial1  | RX1 — 12\\ TX1 — 11| Для общения с периферией по интерфейсу UART с помощью программной библиотеки [[https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/serial/|Serial]].|

===== Принципиальная и монтажная схемы =====

{{:products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-schematic.png?direct&280 |}}
{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-layout-top.png?direct&370|}}
{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-layout-bottom.png?direct&370|}}
<WRAP clear></WRAP>

===== Габаритный чертёж =====

==== Размеры Iskra Nano Pro с контактными ножками ====

{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-dimensions.png?nolink |}}
==== Размеры Iskra Nano Pro без ножек ====

{{ :products:iskra-nano-pro:iskra-nano-pro-headless-dimensions.png?nolink |}}
===== Характеристики =====
  * Модель: Amperka Iskra Nano Pro
  * Микроконтроллер: ATmega328PB
  * Ядро: 8-битный AVR
  * Тактовая частота: 16 МГц
  * Flash-память: 32 КБ (2 КБ занимает загрузчик)
  * SRAM-память: 2 КБ
  * EEPROM-память: 1 КБ
  * Контакты ввода-вывода: 22
  * Контакты с ШИМ: 9 с разрядностью 8 бит
  * Контакты с АЦП: 8 с разрядностью 10 бит
  * Аппаратные интерфейсы:
    * 2× SPI
    * 1× I²C
    * 2× UART / Serial
  * Входное напряжение питания:
    * через USB: 5 В
    * через пин Vin: 7–12 В
  * Напряжение логических уровней: 5 В
  * Максимальный выходной ток пина 5V: 1 A
  * Максимальный выходной ток пина 3V3: 1 A
  * Максимальный ток с пина или на пин: 40 мА
  * Допустимое входное напряжение от внешнего источника: 7–12 В
  * Размеры: 45×18 мм

===== Ресурсы =====
  * [[amp>product/iskra-nano-pro?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|Iskra Nano Pro (с ногами)]] в магазине.
  * [[amp>product/iskra-nano-pro-headless?utm_source=man&utm_campaign=iskra-nano-pro&utm_medium=wiki|Iskra Nano Pro (без ног)]] в магазине. 
  * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/iskra-nano-pro.svg|Векторное изображение Iskra Nano Pro (с ногами)]].
  * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/iskra-nano-pro-headless.svg|Векторное изображение Iskra Nano Pro (без ног)]].
  * {{ :products:iskra-nano-pro:atmega328pb-datasheet.pdf |Datasheet на микроконтроллер Atmega328PB}}.
  * {{ :products:iskra-nano-pro:ams1117-datasheet.pdf |Datasheet на понижающий регулятор напряжения AMS1117 с выходным напряжением 3,3 и 5 вольт}}.