Arduino Nano क्या है? What is Arduino Nano in Hindi

नमस्कार दोस्तों, पिछले ब्लॉग में आप ने ARDUINO UNO के बारे  में जाना।  आज हम लोग Arduino Nano के बारे में जानेंगे। यह एक प्रकार का माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड है जिसे Arinoino टीम द्वारा डिज़ाइन किया गया है। Arduino Nano ATmega328 पर आधारित एक छोटा, पूर्ण और ब्रेडबोर्ड-अनुकूल बोर्ड है। पिन और आकार की संख्या को छोड़कर यह हर Arduino के समान कार्य क्षमता और समान विशेषताएँ हैं। इस बोर्ड की एक बड़ी कमी यह है कि इसमें कोई पावर जैक नहीं है तो, आप बैटरी की तरह किसी भी बाहरी बिजली स्रोत से बिजली की आपूर्ति नहीं कर सकते और मानक यूएसबी-ए के बजाय मिनी-बी यूएसबी केबल के साथ काम करता है। बोर्ड पर एक मिनी यूएसबी पोर्ट का उपयोग करके इस बोर्ड को 6 से 20 volts के साथ आपूर्ति की जा सकती है। नैनो बोर्ड का वजन लगभग 7 ग्राम है जो 4.5 सेमी x 1.8 सेंटीमीटर के आयाम के साथ है। जैसा कि हम जानते हैं कि एक एम्बेडेड सिस्टम डिजाइन करते समय छोटे आकार के घटकों को प्राथमिकता दी जाती है। Arduino बोर्डों का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं के निर्माण के लिए किया जाता है। एम्बेडेड सिस्टम, रोबोटिक्स आदि। लेकिन नैनो बोर्ड मुख्य रूप से शुरुआती लोगों के लिए शुरू किए गए हैं जो तकनीकी पृष्ठभूमि से नहीं हैं।

Arduino नैनो कितना अलग है?

Arduino नैनो में Arduino Uno जैसी ही कार्यक्षमता है लेकिन एक अलग पैकेज के साथ। नैनो को ATmega328P माइक्रोकंट्रोलर के साथ बनाया गया है, जो कि Arduino UNO के समान है। उनके बीच मुख्य अंतर यह है कि UNO बोर्ड को पीडीपी/ PDIP (प्लास्टिक ड्यूल-इन-लाइन पैकेज) फॉर्म में 30 पिन के साथ और नैनो को 32 पिनों के साथ टीक्यूएफपी/ TQFP (प्लास्टिक क्वाड फ्लैट पैक) में उपलब्ध कराया जाता है। Arduino Nano में अतिरिक्त 2 पिन ADC फ़ंक्शंस के लिए काम करते हैं, जबकि UNO में 6 ADC पोर्ट हैं लेकिन नैनो में 8 ADC पोर्ट हैं। नैनो बोर्ड में अन्य Arduino बोर्डों की तरह डीसी पावर जैक नहीं है, लेकिन इसके बजाय एक मिनी-यूएसबी पोर्ट है। इस पोर्ट का उपयोग प्रोग्रामिंग और सीरियल मॉनिटरिंग दोनों के लिए किया जाता है। नैनो में आकर्षक विशेषता यह है कि यह सबसे मजबूत शक्ति स्रोत का चयन करती है।

Arduino नैनो की बुनियादी विशेषताएं

यहां इसकी कुछ बुनियादी विशेषताएं हैं जो आपको पता होनी चाहिए कि क्या आप इस महान माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड पर काम करने की सोच रहे हैं:

l Arduino Nano में कुल 22 इनपुट / आउटपुट पिन हैं। इनमें से 14 पिन डिजिटल पिन, 8 एनालॉग पिन हैं। 14 डिजिटल पिंस के बीच में 6 PWM पिन हैं।

l Arduino Nano में 2 रीसेट पिन और 6 पावर पिन भी शामिल हैं।

l एनालॉग पिंस कुल 10 बिट्स की स्थिरता के साथ आते हैं जो 0 volt से 5 volt तक के मूल्य को मापते हैं।

l इनमें से प्रत्येक Digital और Analog pins को कई कार्यों  को करने के लिए बनाया गया है लेकिन उनका मुख्य कार्य input या output के रूप में काम करना है।

l जब Arduino nano किसी संवेदक (sensor) के साथ जुड़े होते हैं तो ये पिंस input रूप में कार्य करते है।  लेकिन अगर आप कुछ भार (load) चला रहे हैं तो उन्हें आउटपुट के रूप में उपयोग करेंगे ।

l इसके ऊपर एक रीसेट बटन भी है।

l यह 5 Volt  के एक ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ आता है, हालांकि/यधपि, इनपुट वोल्टेज 7 volt  से 12 volt  के बीच कुछ भी हो सकता है। यह DC पावर जैक के साथ नहीं आता है, इसका मतलब है कि आप एक बैटरी के माध्यम से बाहरी बिजली स्रोत की आपूर्ति नहीं कर सकते हैं।

l इसमें 16MHz का क्रिस्टल ऑसिलेटर है। जो निरंतर वोल्टेज(constant voltage) का उपयोग करके सटीक आवृत्ति के एक घड़ी का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

l यह बोर्ड कंप्यूटर के साथ संबंध बनाने के लिए सामान्य USB का उपयोग नहीं करता है, इसके बजाय यह mini USB समर्थन के साथ आता है। जो कोड अपलोड करने के लिए उपयोग किया जाता है।

l यह संचार के विभिन्न तरीकों का भी समर्थन करता है, जो हैं:

·       सीरियल प्रोटोकॉल।

·       I2C प्रोटोकॉल।

·       एसपीआई प्रोटोकॉल।

l नैनो बोर्ड में बिजली की खपत 19 mA है

l नैनो बोर्ड के पीसीबी का आकार 18 x 45 मिमी है

l नैनो बोर्ड का वजन लगभग 7 ग्राम है

Arduino नैनो को शक्ति प्रदान करना : Powering you Arduino Nano:

तीन तरीके हैं जिनके द्वारा आप अपने नैनो को शक्ति प्रदान कर सकते हैं।

l USB जैक : केबल के माध्यम से मिनी USB जैक को फोन चार्जर या कंप्यूटर से कनेक्ट करें और यह बोर्ड को कार्य करने के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करेगा

l Vin पिन : बोर्ड को बिजली देने के लिए विन पिन को 6-12V के साथ आपूर्ति की जा सकती है। ऑन-बोर्ड वोल्टेज नियामक इसे 5 वी पर नियंत्रित करता है

l +5V पिन : यदि आपके पास एक विनियमित + 5V आपूर्ति है तो आप सीधे इस 5V पिन को Arduino प्रदान कर सकते हैं।

l GND पिन : बोर्ड पर कई ground pin हैं, जब एक से अधिक ground pin की आवश्यकता होती है तो इनका उपयेग किया जा सकता है। Ground pin का उपयोग आपके विद्युत धारा का परिपथ को पूरा करने के लिए किया जाता है।

मेमोरी Memory:

फ्लैश मेमोरी 16KB या 32KB है जो Atmega बोर्ड पर निर्भर करती है यानी Atmega168 फ्लैश मेमोरी के 16KB के साथ आता है जबकि Atmega328 32KB की फ्लैश मेमोरी के साथ आता है। फ़्लैश मेमोरी का उपयोग कोड संचय के लिए किया जाता है। कुल फ़्लैश मेमोरी में से 2KB मेमोरी का उपयोग बूटलोडर के लिए किया जाता है।

SRAM 1KB या 2KB हो सकता है और EEPROM क्रमशः Atmega168 और Atmega328 के लिए 512 बाइट या 1KB होता है।

आपके नैनो बोर्ड पर पूरी तरह से 14 डिजिटल पिन और 8 एनालॉग पिन हैं। Digital pin को input pin के रूप में उपयोग करके संवेदक (sensor) के साथ जोड़ा जा सकता है  या output pin के रूप में उपयोग करके भार (load) किया जा सकता है।

उनके ऑपरेशन को नियंत्रित करने के लिए एक सरल फ़ंक्शन जैसे pinMode(), digitalWrite() और digitalRead() का उपयोग किया जा सकता है। डिजिटल पिंस के लिए ऑपरेटिंग वोल्टेज 0V और 5V है। एनालॉग पिंस, 8 एनालॉग पिंस में से किसी एक का उपयोग करके एनालॉग वोल्टेज को 0V से 5V तक माप सकता है।

अपने उद्देश्य की पूर्ति के अलावा इन पिनों का उपयोग उन विशेष उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है जिनकी चर्चा नीचे की गई है:

Arduino नैनो पिनआउट

Arduino नैनो, जैसा कि नाम से पता चलता है कि यह एक छोटा, पूर्ण और ब्रेड-बोर्ड के अनुकूल माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड है। नैनो बोर्ड का वजन लगभग 7 ग्राम है, जो 4.5 सेमी x 1.8 सेंटीमीटर     ( लम्बाई x चौड़ाई ) के आयामों के साथ है। यह आलेख Arduino नैनो बोर्ड में प्रत्येक पिन के पिनआउट और फ़ंक्शन के  तकनीकी व्याख्या के बारे में चर्चा करता है।

Arduino नैनो पिनआउट विवरण

इस पिनआउट आरेख को संदर्भ के रूप में नीचे लेते हुए, हम प्रत्येक पिन की सभी क्रियाओं पर चर्चा करेंगे।

हम Arduino Nano की छवि से अनुमान लगा सकते हैं कि इसमें कुल 30 पिन हैं । हम सभी पिनस को समझदारी के साथ-साथ विस्तृत प्रारूप (detailed format ) में देखेंगे।

Arduino Pins

ICSP Pins

Arduino नैनो डिजिटल पिंस

पिंस - 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16

जैसा कि हम अब जान गए हैं की , Arduino नैनो में 14 डिजिटल I / O पिन हैं जिनका उपयोग या तो डिजिटल इनपुट या आउटपुट के रूप में किया जा सकता है। ये पिंस अधिकतम 5 वोल्टेज के साथ काम करते हैं, अर्थात, डिजिटल उच्च 5V है और डिजिटल लो 0V है। प्रत्येक पिन 40mA का धारा  (current)  प्रदान या प्राप्त कर सकता है, और इसमें लगभग 20-50k ओम का पुल-अप प्रतिरोध है। नैनो पिनआउट पर 14 डिजिटल पिंस में से प्रत्येक को pinMode(), digitalWrite(), और  digitalRead()  फ़ंक्शन का उपयोग करके इनपुट या आउटपुट के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

डिजिटल इनपुट और आउटपुट फ़ंक्शन के अलावा, डिजिटल पिन की कुछ अतिरिक्त कार्यक्षमता भी है।

सीरियल संचार पिन

पिंस - 1, 2

1 - RX  और 2 - TX

ये दो पिन RX- प्राप्त और TX- प्रसारण TTL सीरियल डेटा संचार के लिए उपयोग किया जाता है। पिन RX और TX USB-से-टीटीएल सीरियल चिप के संबंधित पिन से जुड़े होते हैं।

PWM (Pulse-width modulation) पिंस

पिंस - 6, 8, 9, 12, 13, और 14

इनमें से प्रत्येक डिजिटल पिन 8-बिट रिज़ॉल्यूशन के स्पंद-विस्तार मॉडुलन संकेत प्रदान करता है। PWM सिग्नल analogWrite () फ़ंक्शन का उपयोग करके उत्पन्न किया जा सकता है।

बाहरी रुकावट (External Interrupts)

पिन - 5, 6

जब हमें दूसरे प्रोसेसर या कंट्रोलर को बाहरी अवरोधन प्रदान करने की आवश्यकता होती है तो हम इन पिनों का उपयोग कर सकते हैं। इन पिंस का उपयोग attachInterrupt () फ़ंक्शन का उपयोग करके क्रमशः INT0 और INT1 को बाधित करने के लिए किया जा सकता है। इन पिंस का उपयोग तीन प्रकार के व्यवधानों को सक्रिय करने के लिए किया जा सकता है जैसे कि निम्न मान पर रुकावट, एक बढ़ती या गिरने वाली बाधा और मूल्य में बदलाव बाधा।

एसपीआई (SPI) पिंस

पिंस - 13, 14, 15, और 16

जब आप डेटा को अतुल्यकालिक/असमकालिक रूप से प्रसारित नहीं करना चाहते हैं तो आप इन सीरियल पेरिफेरल इंटरफ़ेस (Serial Peripheral Interface) पिन का उपयोग कर सकते हैं। ये पिन सिंक्रोनाइज़िंग क्लॉक के रूप में SCK के साथ सिंक्रोनस कम्युनिकेशन को सपोर्ट करते हैं।

भले ही हार्डवेयर में यह सुविधा है, लेकिन Arduino सॉफ़्टवेयर में डिफ़ॉल्ट रूप से यह नहीं है। इसलिए आपको इस सुविधा का उपयोग करने के लिए SPI लाइब्रेरी नामक एक पुस्तकालय शामिल करना होगा।

एलईडी (LED)

पिन - 16

यदि आपको अपना पहला Arduino कोड ब्लिंकिंग एलईडी (blinking LED) याद है, तो आप निश्चित रूप से इस पिन 16 में आ जाएंगे। इस पिन 16 को बोर्ड पर ब्लिंकिंग एलईडी से जोड़ा गया है।

अरुडिनो नैनो रेखीय पिंस (Arduino Nano Analog Pins)

पिन - 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, और 26

जैसा कि हम लोग जानते है कि ARDUINO UNO में  6 एनालॉग इनपुट पिन है, लेकिन Arduino Nano में 8 एनालॉग इनपुट (19 से 26) हैं, जो A0 से A7 तक चिह्नित किया गया है । इसका मतलब है कि आप प्रसंस्करण (processing) के लिए 8 एनालॉग इनपुट सेंसर कनेक्ट कर सकते हैं। इन एनालॉग पिंस में से प्रत्येक में 10 बिट्स के विभेदन (resolution) वाली अन्तर्निहित inbuilt ADC है (इसलिए यह 0 से 1024 मान देगा) और यह 12-बिट ADC (0 से 4095 के बीच मान) तक का समर्थन कर सकता है। इसे प्राप्त करने के लिए analogReadResolution () नामक एक अन्य फ़ंक्शन है जो analogRead () द्वारा लौटाए गए मान का आकार (बिट्स) सेट करता है। स्वतः/खुद ही pins को जमीन से 5 Volt  तक मापा जाता है। यदि आप चाहते हैं कि निर्देश (reference) voltage 0V से 3.3V हो, तो हम analogReference () फ़ंक्शन का उपयोग करके AREF pin (18 वें पिन) को 3.3 Volt दे सकते हैं।

I2C

पिंस 23, 24 ए 4 और ए 5 के रूप में

चूंकि SPI संचार के अपने नुकसान भी हैं, जैसे कि 4 अनिवार्य पिन और यह एक उपकरण के अंदर सीमित। लंबी दूरी के संचार के लिए हम I2C protocol का उपयोग करते हैं। I2C केवल दो तारों के साथ बहु स्वामी और बहु गुलाम (multi master and multi slave) का समर्थन करता है। एक घड़ी (SCL) के लिए और दूसरा सूचना (SDA) के लिए। इस I2C सुविधा का उपयोग करने के लिए हमें Wire library नामक एक पुस्तकालय का आयात करना होगा।

एआरईएफ AREF

पिन 18

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है कि ADC रूपांतरण के लिए analog input के लिए संदर्भ voltage  के रूप में  AREF- एनालॉग संदर्भ पिन का उपयोग किया जाता है।

रीसेट (फिर से नई स्थिति मे लाना) Reset

पिन 3 28

Arduino में रीसेट पिन सक्रिय LOW पिन हैं, जिसका अर्थ है कि अगर हम इस पिन के मान को LOW यानि 0 volt  के रूप में बनाते हैं, तो यह नियंत्रक को फिर से नई स्थिति मे ला देगा।आमतौर पर, Reset बटन के रूप में उपयोग करने के लिए स्विच के साथ जुड़ा हुआ है।

यह बहुत उपयोगी होता है, जब एक प्रोग्राम चलाया जाता है जो बहुत ही जटिल होता है और बोर्ड को लटका देता है, तो  रीसेट पिन के लिए कम मूल्य (LOW value) नियंत्रक को रीसेट करेगा और बोर्ड को नई स्थिति मे ला देगा।

ICSP

ICSP का अर्थ "सर्किट में सीरियल प्रोग्रामिंग (In Circuit Serial Programming)" है, जो Arduino बोर्डों की प्रोग्रामिंग के लिए उपलब्ध कई विधियों में से एक का वर्णन करता है। आमतौर पर, एक Arduino बूटलोडर प्रोग्राम का उपयोग Arduino बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए किया जाता है, लेकिन यदि बूटलोडर गायब या क्षतिग्रस्त है, तो ICSP का उपयोग किया जा सकता है। लापता या क्षतिग्रस्त बूटलोडर को फिर से चालू करने के लिए ICSP का उपयोग किया जा सकता है।

आप Arduino नैनो से निम्न प्रोजेक्ट बना सकते हैं :

1. स्वचालित हाथ प्रक्षालक (Hand Sanitizer) / साबुन मशीन (Soap Dispenser)

2. LDR का उपयोग कर स्वचालित प्रकाश नियंत्रण

3. एलईडी के साथ जनरेटिंग पैटर्न

4. कीपैड (डिजिटल कोड लॉक) का उपयोग कर स्मार्ट डोर लॉक

5. गृह सुरक्षा प्रणाली (अग्नि दुर्घटना से बचाव, गैस रिसाव)

6. स्मार्ट सिंचाई प्रणाली

7. स्मार्टफ़ोन और टीवी रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके होम ऑटोमेशन

8. लाइन फॉलोअर रोबोट

9. वायरलेस नियंत्रित रोबोट

10. मोबाइल फोन नियंत्रित रोबोट कार

11. मौसम निगरानी प्रणाली (माप तापमान और आर्द्रता)

12. IoT आधारित वेदर-स्टेशन ( मौसम डेटा का वेबसाइट / वेब एप्लिकेशन पर प्रदर्शन )

Arduino Nano से जुड़े कुछ सवाल :

Arduino नैनो का उपयोग क्या है?

Arduino Nano 16 MHz आवृत्ति के क्रिस्टल ऑसिलेटर के साथ आता है। जिसका उपयोग स्थिर वोल्टेज का उपयोग करके सटीक आवृत्ति की घड़ी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। Arduino Nano का उपयोग करने की एक सीमा है,यह DC पावर जैक के साथ नहीं आता है, इसका अर्थ है कि आप बैटरी के माध्यम से बाहरी शक्ति स्रोत की आपूर्ति नहीं कर सकते।

Arduino नैनो के लिए मुझे किस प्रोग्रामर का उपयोग करना चाहिए?

Arduino Nano को Arduino Software (IDE) का उपयोग करके प्रोग्राम किया जाता  है जो सभी बोर्डों के लिए समान है और ऑनलाइन और ऑफलाइन दोनों तरह से चलाया जा सकता है।

Arduino नैनो कितने पिन होते है ?

इसमें उपयेग के लिए कुल 22 इनपुट/आउटपुट पिन हैं। जिसमे से 14 पिन डिजिटल पिन हैं और 8 एनालॉग पिन हैं। इसमें डिजिटल पिन के बीच 6 PWM पिन हैं।

क्या Arduino नैनो में WiFi है?

बोर्ड का मुख्य प्रोसेसर एक कम शक्ति वाला Arm® Cortex®-M0 32-bit SAMD21 है। वाईफाई और ब्लूटूथ कनेक्टिविटी को u-blox, NINA-W10, 2.4GHz रेंज में संचालित एक कम पावर चिपसेट मॉड्यूल के साथ किया जाता है। उनमें से सबसे ऊपर, Microchip® ECC608 crypto chip के माध्यम से सुरक्षित संचार सुनिश्चित किया जाता है।

क्या Arduino नैनो 5v पर चल सकती है?

पावर: Arduino नैनो को Mini-B USB कनेक्शन, 6-20V अनियमित (unregulated) बाहरी बिजली आपूर्ति (पिन 30), या 5V विनियमित (regulated) बाहरी बिजली आपूर्ति (पिन 27) के माध्यम से संचालित किया जा सकता है।

Arduino किस प्रोग्रामिंग भाषा का उपयोग करता है?

Arduino c/c++ है, इसलिए आप c++ पर किताबें पढ़ सकते हैं और उपयोग कर सकते हैं, आप जो कुछ सीखते हैं वह मुख्य भाषा है।

कौन सा बेहतर Arduino Uno या Arduino  Nano है?

इन दोनों के बीच मुख्य अंतर आकार का है। Arduino UNO  का आकार Arduino नैनो बोर्ड से दोगुना है। इसलिए Arduino Uno बोर्ड सिस्टम पर अधिक स्थान का उपयोग करते हैं। Arduino UNO की प्रोग्रामिंग USB cable  से की जा सकती है जबकि Arduino नैनो mini USB cable  का उपयोग करते  है।

Arduino नैनो r3 क्या है?

Arduino नैनो ATmega328 (Arduino Nano 3. x) पर आधारित एक छोटा, पूर्ण और ब्रेडबोर्ड के अनुकूल बोर्ड है। इसमें लगभग Arduino UNO जैसी ही कार्यक्षमता है लेकिन एक अलग पैकेज में। इसमें डीसी पावर जैक की कमी है और यह एक सामान्य USB cable के बजाय mini B USB Cable के साथ काम करता है।

क्या Arduino एक माइक्रोकंट्रोलर है?

अधिकांश Arduino बोर्डों में एक Atmel 8-bit AVR माइक्रोकंट्रोलर (ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, या ATmega2560) होता है, जिसमें अलग-अलग मात्रा में फ्लैश मेमोरी, पिन और सुविधाएँ होती हैं। Arduino माइक्रोकंट्रोलर एक बूट लोडर के साथ पूर्व-प्रोग्राम किए जाते हैं जो on-chip flash memory में प्रोग्राम को अपलोड करना आसान बनाता है।

Arduino नैनो को कितने वोल्टेज की आवश्यकता होती है?

नैनो को 5 V की आवश्यकता होती है। इसे अपने आप में लगभग 250 mA  current से अधिक की आवश्यकता नहीं होगी। आप 5V पिन से current नहीं ले  सकते, यानी आप 5 V को दे सकते हैं, हालाँकि आप वैकल्पिक रूप से USB कनेक्टर का उपयोग कर सकते हैं।

किस Arduino में WiFi है?

ESP8266WiFi मॉड्यूल एकीकृत TCP/IP प्रोटोकॉल स्टैक के साथ एक स्वपूर्ण SoC है जो आपके WiFi नेटवर्क को एक्सेस दे सकता है या यह डिवाइस एक्सेस पॉइंट के रूप में कार्य कर सकता है।

क्या Arduino सीखना मुश्किल है?

Programming, electronics, code और components  के साथ अच्छी चीजें करना; जो मूल रूप से आप एक Arduino का उपयोग करने से उम्मीद कर सकते हैं। जैसा कि सभी नई चीजों को सीखने के साथ होता है, Arduino का उपयोग करने के लिए आवश्यक अभ्यास की आवश्कता होती  है। लेकिन आखिरकार, इसे समझना  मुश्किल नहीं है।

सबसे शक्तिशाली Arduino बोर्ड क्या है?

यदि आप UNO की तुलना में बड़ी संख्या में GPIO के साथ अधिक शक्तिशाली प्रोसेसर की तलाश कर रहे हैं, तो Arduino MEGA बोर्ड सबसे उपयुक्त विकल्पों में से एक है। MEGA एकमात्र Arduino बोर्ड है जो ATMEGA2560 माइक्रोकंट्रोलर से 4-किलोबाइट EEPROM मेमोरी, 8-किलोबाइट SRAM और 256-किलोबाइट फ्लैश के साथ आता है।