Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 1 - 개발환경

 

 

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 1 - 개발환경

 

본 개발 가이드의 대표적인 참고자료는 Arduino Nano 33 IoT Development Workshop by Agus Kurniawan 의 책이고 다른 참고자료를 더하여 완성한 자료임을 알려드립니다.

 

전체 강의자료와 소스코드는 아래를 참고하십시요. 소스코드의 출처는 위의 책 마지막 페이지에 소개되어 있습니다. 

 

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 1 - 개발환경

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 2 - 기본적인 예제 살펴보기

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 3 - WiFi Network 실습

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 4 - 내부 RTC와 Sleep Mode

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 5 - Arduino Cloud

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 6 - Accelerator and Gyroscope

Arduino Nano 33 IoT 개발 가이드 7 - Bluetooth Low Energy (BLE)

실습에 필요한 전체 소스코드 다운

 

  Arduino Nano 33 IoT는 Arduino IoT Cloud와 완벽하게 호환되며 완전한 TLS 보안 전송을 지원합니다. ATECC608A 암호화 칩은 암호화 키를 하드웨어에 저장하므로, 이 클래스의 제품에 대한 매우 높은 수준의 보안을 제공합니다. Arduino IoT Cloud와의 통합은 코딩이 거의없고 최소한의 노력으로 온라인 대시 보드를 설정하는 매우 효율적인 방법입니다. 보드는 세 가지 주요 블록으로 구성됩니다.

 

* Arm Cortex-M0 + SAMD21 프로세서

* ESP32 기반의 WiFi 및 Bluetooth 모듈

* 6 축 관성 측정 장치 (IMU)

* 인증서와 사전 공유 키를 안전하게 저장할 수있는 암호화 칩 ATECC608A

 

참고로 Arduino nano 제품 패미리를 알아보면(참고자료 2번)

 

순서대로 Arduino Nano Every, Arduino Nano 33 IoT, Arduino Nano 33 BLE, Arduino Nano 33 BLE Sense 이미지 출처: https://www.hackster.io/news/introducing-four-new-arduino-nanos-869b8abbccb4

 

아두이노 나노 패밀리의 보드들은 아두이노 나노 every, 아두이노 나노 33 IoT, 아두이노 나노 BLE, 아두이노 나노 33 BLE Sense가 있습니다. 아래 표를 확인하여 각각의 아두이노 보드들의 특징과 성능을 알아보세요.

 

보드 이름	MCU(마이크로 컨트롤러)	스펙(최대 클럭/ 플래시 메모리/ 램)	특징
아두이노 나노	Atmega328P	16MHz/ 32KB/ 2KB, 8Bit	제일 기본의 아두이노 나노 5V I/O 사용
아두이노 나노 every	Atmega4809	20MHz/ 48KB/ 6KB, 8Bit	아두이노 나노에 비해 성능 향상, 5V I/O 사용
아두이노 나노 33 IoT	SAMD21G18A	48MHz/ 256KB/ 32KB, 32Bit	Arm Coretex M0 아키텍처, NINA W102 (ESP32 기반 WIFI, BLE), 6축 IMU, 3.3V I/O 사용
아두이노 나노 33 BLE	nRF 52840	64MHz/ 1MB/ 256KB, 32Bit	Arm Coretex M4F 아키텍처, NINA B306 BLE 칩셋, 6축 IMU, 3.3V I/O 사용
아두이노 나노 33 BLE Sense	nRF 52840	64MHz/ 1MB/ 256KB, 32Bit	Arm Coretex M4F 아키텍처, NINA B306 BLE 칩셋, 9축 IMU, 3.3V I/O 사용

표 출처: 메카솔루션

 

아두이노 나노 33 IoT은 SAMD21G18A 칩을 MCU로 사용하고 있고, IoT에서 중요하게 여겨지는 보안을 위해 ATECC608A 암호화 칩을 사용하여 SHA-256, AES-128등 다양한 암호화를 지원합니다. 그리고 LSM6DS3 IMU를 사용하여 3축 자이로, 3축 가속도 센서를 기본적으로 사용할 수 있습니다. IoT를 구현하기 위한 통신 칩은 ESP32기반으로 만들어진 NINA W102 칩을 사용합니다. ​

 

통신	WIFI		BLE 4.2
칩	SAMD21G18A
클럭	48MHz
메모리	256KB 플래시 메모리, 32KB SRAM(램)
인터페이스	USB	SPI	I2C	I2S	UART
전압	5V USB 입력 전압		4.5 ~ 21V VIN 입력 전압		3.3V I/O 전압
핀 아웃	디지털 핀 14개		아날로그 입력 8개		PWM 6개
크기	18 x 45mm

 

더 자세한 아두이노 나노 33 IoT의 스펙은 아래 데이터시트를 참고할 수 있다. Arduino Nano 33 IoT DataSheet

 

Arduino Nano 33 IoT는 SAMD21 마이크로 컨트롤러를 기반으로 한다. 자세한 기술적인 사양은 아래와 같다. 아래 표 참고 - ARDUINO NANO 33 IOT

 

Microcontroller	SAMD21 Cortex®-M0+ 32bit low power ARM MCU (datasheet)
Radio module	u-blox NINA-W102 (datasheet)
Secure Element	ATECC608A (datasheet)
Operating Voltage	3.3V
Input Voltage (limit)	21V
DC Current per I/O Pin	7 mA
Clock Speed	48MHz
CPU Flash Memory	256KB
SRAM	32KB
EEPROM	none
Digital Input / Output Pins	14
PWM Pins	11 (2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 16 / A2, 17 / A3, 19 / A5)
UART	1
SPI	1
I2C	1
Analog Input Pins	8 (ADC 8/10/12 bit)
Analog Output Pins	1 (DAC 10 bit)
External Interrupts	All digital pins (all analog pins can also be used as interrput pins, but will have duplicated interrupt numbers)
LED_BUILTIN	13
USB	Native in the SAMD21 Processor
IMU	LSM6DS3 (datasheet)
Length	45 mm
Width	18 mm
Weight	5 gr (with headers)

 

Arduino Nano 33 IoT 보드 핀 맵 자료 링크

 

 

Arduino Nano 33 IoT 핀 아웃

핀	기능	타입	설명
1	D13/SCK	디지털	SPI SCK; GPIO
2	+3V3	전원	Internally generated power output to external devices
3	AREF	아날로그	Analog Reference,GPIO
4	A0/DAC0	아날로그	ADC in, DAC out, GPIO
5	A1	아날로그	ADC, GPIO
6	A2	아날로그	ADC, GPIO
7	A3	아날로그	ADC, GPIO
8	A4/SDA	아날로그	ADC, I2C SDA, GPIO (*)
9	A5/SCL	아날로그	ADC, I2C SCL, GPIO(*)
10	A6	아날로그	ADC , GPIO
11	A7	아날로그	ADC , GPIO
12	VUSB	전원 입/출력	Normally NC; can be connected to VUSB pin of the USB connector by shorting a jumper
13	RST	디지털 입력	Active low reset input (duplicate of pin 18)
14	GND	전원	Power Ground
15	VIN	전원 입력	Vin Power input
16	TX	디지털	USART TX; can be used as GPIO
17	RX	디지털	USART RX; can be used as GPIO
18	RST	디지털	Active low reset input (duplicate of pin 13)
19	GND	Power	Power Ground
20	D2	디지털	GPIO
21	D3/PWM	디지털	GPIO, PWM
22	D4	디지털	GPIO
23	D5/PWM	디지털	GPIO, PWM
24	D6/PWM	디지털	GPIO, PWM
25	D7	디지털	GPIO
26	D8	디지털	GPIO
27	D9/PWM	디지털	GPIO, PWM
28	D10/PWM	디지털	GPIO, PWM
29	D11/MOSI	디지털	SPI MOSI,GPIO
30	D12/MISO	디지털	SPI MISO, GPIO

 

 

아두이노 통합개발환경 설치

 

아두이노 나노 33 IoT를 사용할 때에는 기본적으로 아두이노 IDE(통합개발환경)를 사용하여 프로그래밍할 수 있다. 아두이노 IDE를 설치하지 않았다면 아두이노 공식 사이트에서 운영체제에 따른 아두이노 IDE를 다운로드하여 설치한다. 아두이노 개발 IDE 다운로드 링크

 

 

아두이노 Nano 33 IoT 하드웨어 드라이버 설치

 

아두이노 실행파일을 열어 메뉴 > 툴 > 보드 > 보드매니저를 실행한다.

 

메뉴 > 툴 > 보드 > 보드매니저, Tools menu , then  Boards  and last  Boards Manager

보드매니저 검색창에서"NANO 33"이라고 검색하고 'Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+)'를 확인하고 설치한다.

 

Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+) 찾아 설치

 

보드를 설치하고 다시 보드 옵션을 확인해보면 Arduino SAMD 하위에 Arduino NANO 33 IoT 보드를 확인할 수 있다. NANO 33 IoT를 선택하여 보드를 설정한다.

 

NANO 33 IoT를 선택하여 보드를 설정

 

 

드라이버 설치가 완료되면 윈도우에서는 장치 관리자에서 포트를 확인하여 설정할 수 있고, 리눅스나 맥에서는 장치 정보에서 보드가 인식되었는지 확인할 수 있다. 아두이노 개발환경에서 포트를 설정한다. 리눅스나 맥에서는 장치 정보에서 보드가 인식되었는지 확인할 수 있다. 혹시 USB 드라이버 문제로 인식이 안 되거나 에러가 발생할 경우FTDI chip 홈페이지로 이동해 드라이버를 다시 설치해 주어야 한다.

 

포트 설정

 

간단한 예제를 아두이노 나노 33 IoT에 업로드 해보자. IDE에서 파일 - 예제 - 01.Basics - Blink 예제를 사용한다. 예제를 불러오고 아두이노에 업로드하여 동작을 확인한다. 아두이노 나노 33 IoT에 'LED_BUILTIN'핀은 D13번 핀이다. 신호 단자에서 3.3/0V로 신호가 나오면서 나노 33 IoT의 주황색 LED가 점멸하는 것을 확인한다. 여기까지 확인하였다면 개발 환경을 성공적으로 완료하였다. 축하한다!

 

아두이노 나노 33 IoT는 다양한 IoT 플랫폼(Arduino IoT Cloud, AWS IoT Core 등), TCP, HTTP, MQTT 통신 등에 활용할 수 있는 강력한 성능을 가지고 있는 보드다. 이 보드를 사용하면 다양한 프로젝트에 활용할 수 있다.

 

 

참고자료

 

Arduino Nano 33 IoT 사용법 알아보기

Introducing Four New Arduino Nanos

Getting started with the Arduino NANO 33 IoT

데스크탑 IDE에 대한 설명