Der Arduino Nano ist seit vielen Jahren ein echter Klassiker in der Maker-Welt. Er ist klein, günstig, robust und bietet trotz seiner kompakten Bauform erstaunlich viele Funktionen. Gerade Einsteiger sind oft überrascht, dass die „Pins“ nicht nur einfache Ein- und Ausgänge sind, sondern zahlreiche Zusatzfunktionen bieten. Wer mehr als nur LEDs blinken lassen möchte, sollte die verschiedenen Möglichkeiten der I/O-Pins genau kennen – von digitalen Eingängen/Ausgängen über PWM bis hin zu seriellen Schnittstellen wie I²C, SPI oder sogar I²S.
In diesem Beitrag werfen wir einen detaillierten Blick auf die I/O-Pins des Arduino Nano und erklären, welche Funktionen sich dahinter verbergen und wie man sie im eigenen Projekt nutzen kann.
1. Überblick: Die Pins des Arduino Nano
Der Nano basiert in seiner klassischen Version auf dem ATmega328P-Mikrocontroller, derselbe Chip, der auch im Arduino Uno steckt. Er besitzt insgesamt 22 I/O-Pins, die auf die kleine Platine verteilt sind:
- 14 digitale Pins (D0–D13)
- 8 analoge Pins (A0–A7)
- einige davon mit Mehrfachfunktionen wie PWM, serielle Kommunikation, SPI oder I²C.
Viele Pins sind also multifunktional und können – je nach Programmierung – verschiedene Rollen übernehmen.
2. Digitale Pins – HIGH oder LOW
Die einfachste Nutzung eines Pins ist als digitaler Eingang oder Ausgang.
- Digitaler Ausgang: Der Pin kann entweder auf HIGH (5V) oder LOW (0V) gesetzt werden. Damit lassen sich LEDs, Relais oder Transistoren ansteuern.
- Digitaler Eingang: Der Pin liest, ob ein Signal anliegt (HIGH) oder nicht (LOW). Nützlich für Taster, Sensoren oder Schalter.
Jeder Pin kann bis zu ca. 20 mA liefern – genug für LEDs, aber nicht für Motoren oder große Lasten.
3. PWM – Pulsweitenmodulation (D3, D5, D6, D9, D10, D11)
Einige digitale Pins haben ein kleines „~“ vor der Pin-Nummer. Das kennzeichnet sie als PWM-Pins.
Mit PWM (Pulse Width Modulation) kann der Nano analoge Signale simulieren, indem er sehr schnell zwischen HIGH und LOW umschaltet.
Beispiele:
- Helligkeitsregelung einer LED
- Geschwindigkeit von Motoren steuern
- Servos ansteuern
In Arduino-Code wird PWM ganz einfach mit analogWrite(pin, wert) genutzt (Wert: 0–255).
4. Analoge Eingänge (A0–A7)
Die analogen Pins sind nicht nur „extra digitale Pins“ – sie haben eine wichtige Zusatzfunktion:
Mit einem ADC (Analog-Digital-Wandler) kann der Nano Spannungen zwischen 0 und 5 V messen und in digitale Werte von 0 bis 1023 umwandeln (10 Bit).
Typische Anwendungen:
- Messen von Potentiometern
- Auslesen von Sensoren (z. B. Temperatur, Licht, Feuchtigkeit)
5. I²C – Zwei Drähte, viele Geräte (A4 = SDA, A5 = SCL)
Das I²C-Protokoll ermöglicht die Kommunikation mit Sensoren, Displays oder anderen Mikrocontrollern – und das mit nur zwei Leitungen:
- SDA (A4): Datenleitung
- SCL (A5): Taktleitung
Mehrere Geräte können am gleichen Bus hängen, solange sie unterschiedliche Adressen besitzen. Mit der Arduino-Wire-Bibliothek ist die Nutzung kinderleicht.
6. SPI – Schnelle Kommunikation (D10–D13)
Das SPI-Protokoll (Serial Peripheral Interface) ist schneller als I²C, benötigt aber mehr Pins:
- MOSI (D11): Master Out, Slave In
- MISO (D12): Master In, Slave Out
- SCK (D13): Takt
- SS (D10): Slave Select
SPI eignet sich für schnelle Datenübertragung, etwa mit SD-Karten, Displays oder Funkmodulen (nRF24L01).
7. UART – Serielle Schnittstelle (D0 = RX, D1 = TX)
Der Nano hat eine Hardware-UART für serielle Kommunikation:
- D0 (RX): empfängt Daten
- D1 (TX): sendet Daten
Diese Pins sind direkt mit dem USB-Interface verbunden und werden beim Hochladen von Sketches genutzt. Man kann sie aber auch für andere serielle Geräte verwenden (z. B. GPS-Module oder Bluetooth).
8. I²S – Digitaler Audio-Standard?
Ein kleiner Stolperstein: Der klassische Arduino Nano (ATmega328P) unterstützt kein I²S.
I²S (Inter-IC Sound) ist ein Standard für digitale Audioübertragung (z. B. bei MP3-Decodern oder digitalen Mikrofonen).
👉 Wer I²S nutzen möchte, sollte auf neuere Boards wie den Arduino Nano 33 BLE oder den ESP32 ausweichen. Dort gibt es Hardware-Support für I²S – perfekt für Audio-Projekte.
9. Sonderfunktionen
Zusätzlich gibt es noch ein paar Spezialitäten:
- Externe Interrupts (D2, D3) → reagieren sofort auf Signaländerungen
- Reset-Pin → setzt den Mikrocontroller zurück
- AREF-Pin → erlaubt eine externe Referenzspannung für den ADC
Fazit
Die Pins des Arduino Nano sind weit mehr als simple Ein-/Ausgänge. Mit PWM lassen sich analoge Signale simulieren, mit I²C und SPI kommunizieren ganze Netzwerke von Sensoren und Modulen, und die analogen Eingänge machen den Nano zu einem echten Allrounder für Messungen.
Für Einsteiger reicht es oft, die Standardfunktionen zu nutzen. Aber je tiefer man in die Welt der Mikrocontroller eintaucht, desto wichtiger ist es, die Pin-Fähigkeiten genau zu kennen. Wer sogar mit I²S experimentieren möchte, sollte allerdings einen moderneren Nano (oder ESP32) in Betracht ziehen.
