Arduino Nano R4 – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

8 Minuten

Der Arduino Nano R4 ist ein Mikrocontroller-Board im Nano-Format. Es besteht aus dem eigentlichen Mikrocontroller, digitalen Ein- und Ausgängen und analogen Eingängen.

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Wenn der Arduino Nano R4 nicht automatisch erkannt wurde, klicke auf „Wähle ein anderes Board und einen anderen Port“ und suche nach Nano R4. Je nach Betriebssystem wird der USB-Port eine andere Bezeichnung haben.

Hardware

RGB-LED

Die auf dem Board verbaute RGB-LED wird mit festen Bezeichnungen angesprochen:

LEDR -> rote LED
LEDG -> grüne LED
LEDB -> blaue LED

HIGH schaltet die LED aus, LOW schaltet sie ein.

void setup() 
{
  pinMode(LEDR, OUTPUT);
  pinMode(LEDG, OUTPUT);
  pinMode(LEDB, OUTPUT);
  
  // alle LEDs ausschalten
  digitalWrite(LEDR, HIGH);
  digitalWrite(LEDG, HIGH);
  digitalWrite(LEDB, HIGH);
}

void loop() 
{
  // rot ein, alle anderen aus
  digitalWrite(LEDR, LOW);
  digitalWrite(LEDG, HIGH);
  digitalWrite(LEDB, HIGH);
  delay(1000);
  
  // grün ein, alle anderen aus
  digitalWrite(LEDR, HIGH);
  digitalWrite(LEDG, LOW);
  digitalWrite(LEDB, HIGH);
  delay(1000);
  
  // blau ein, alle anderen aus
  digitalWrite(LEDR, HIGH);
  digitalWrite(LEDG, HIGH);
  digitalWrite(LEDB, LOW);
  delay(1000);
  
  // alle aus
  digitalWrite(LEDR, HIGH);
  digitalWrite(LEDG, HIGH);
  digitalWrite(LEDB, HIGH);
  delay(1000);
}

void setup()

{

pinMode(LEDR, OUTPUT);

pinMode(LEDG, OUTPUT);

pinMode(LEDB, OUTPUT);

// alle LEDs ausschalten

digitalWrite(LEDR, HIGH);

digitalWrite(LEDG, HIGH);

digitalWrite(LEDB, HIGH);

}

void loop()

{

// rot ein, alle anderen aus

digitalWrite(LEDR, LOW);

digitalWrite(LEDG, HIGH);

digitalWrite(LEDB, HIGH);

delay(1000);

// grün ein, alle anderen aus

digitalWrite(LEDR, HIGH);

digitalWrite(LEDG, LOW);

digitalWrite(LEDB, HIGH);

delay(1000);

// blau ein, alle anderen aus

digitalWrite(LEDR, HIGH);

digitalWrite(LEDG, HIGH);

digitalWrite(LEDB, LOW);

delay(1000);

// alle aus

digitalWrite(LEDR, HIGH);

digitalWrite(LEDG, HIGH);

digitalWrite(LEDB, HIGH);

delay(1000);

}

LED

Die eingebaute orangene LED hat die Bezeichnung LED_BUILTIN, HIGH schaltet sie ein, LOW schaltet sie aus.

void setup() 
{
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

void loop() 
{
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  delay(1000);  
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  delay(1000);
}

void setup()

{

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

void loop()

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

delay(1000);

}

Pinbelegung

digitale Pins

Die digitalen Ein-/Ausgänge liefern im Normalfall ein HIGH (1) oder LOW (0). Eine Ausnahme bilden die mit einem ~ gekennzeichneten Pins. Sie können mit der ⇒Pulsweitenmodulation angesprochen werden.

An diese Ein- und Ausgänge können zum Beispiel LEDs, Lautsprecher, Displays, Motoren oder Sensoren angeschlossen werden. Der Mikrocontroller kann alle diese Bauteile steuern, Signale auslesen und aufgrund der gelesenen Daten verschiedene Aktionen auslösen.

analoge Pins

Die analogen Eingänge messen die anliegende Spannung. Diese Spannung wird vom Analog-Digital-Wandler (ADC = Analog Digital Converter) in digitale Werte umgewandelt.

9 Bit: 0 – 511
10 Bit: 0 – 1023
11 Bit: 0 – 2047
12 Bit: 0 – 4096
14 Bit: 0 – 16383

Die Standardauflösung ist 10 Bit.

int REGLER = A0;
int ReglerWert = 0;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);

  // Auflösung 14-bit (0 - 16383)
  analogReadResolution(14);
}

void loop() 
{
  ReglerWert = analogRead(REGLER);
  Serial.println(ReglerWert);
  delay(200);
}

int REGLER = A0;

int ReglerWert = 0;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// auf serielle Verbindung warten

while (!Serial);

// Auflösung 14-bit (0 - 16383)

analogReadResolution(14);

}

void loop()

{

ReglerWert = analogRead(REGLER);

Serial.println(ReglerWert);

delay(200);

}

I²C

⇒Info

A4 -> SDA
A5 -> SCL

Zufallszahlen darstellen

Das dazugehörige Programm:

#include "LCDIC2.h"

// 4-zeiliges LCD
LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// 2-zeiliges LCD
// LCDIC2 lcd(0x3f, 16, 2);

void setup()
{
  // Zufallsgenerator starten
  randomSeed(analogRead(A0));

  // LCD starten
  lcd.begin();

  // Cursor "verstecken"
  lcd.setCursor(false);

  // Ausgabe auf dem LCD
  // Cursor auf Position 0 in Zeile 0 setzen
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Zufallszahlen:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  for (int i = 1; i <= 6; i++)
  {
    int Zahl =  random(1, 7);
    lcd.print(String(Zahl));
    lcd.print(" ");
  }
}

void loop()
{
  // bleibt leer, Programm läuft nur einmal  
}

#include "LCDIC2.h"

// 4-zeiliges LCD

LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// 2-zeiliges LCD

// LCDIC2 lcd(0x3f, 16, 2);

void setup()

{

// Zufallsgenerator starten

randomSeed(analogRead(A0));

// LCD starten

lcd.begin();

// Cursor "verstecken"

lcd.setCursor(false);

// Ausgabe auf dem LCD

// Cursor auf Position 0 in Zeile 0 setzen

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Zufallszahlen:");

lcd.setCursor(0, 1);

for (int i = 1; i <= 6; i++)

{

int Zahl = random(1, 7);

lcd.print(String(Zahl));

lcd.print(" ");

}

void loop()

{

// bleibt leer, Programm läuft nur einmal

}

QWIIC

Neben der I²C-Schnittstelle mit A4/A5 ist auf dem Board auch eine QWIIC-Schnittstelle verbaut.

Beispiel: Datum und Uhrzeit mit dem RTC-Modul PCF8523

#include "RTClib.h"

// Name des RTC-Moduls
RTC_PCF8523 rtc;

void setup() 
{
  // RTC starten Wire1 -> QWIIC
  if (!rtc.begin(&Wire1))
  {
    Serial.println("RTC konnte nicht gestartet werden!");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  }
  else Serial.println("RTC verbunden!");
 
  // Zeitpunkt der Kompilierung
  String Zeitpunkt = (F(__DATE__), F(__TIME__));
  Serial.println("Zeitpunkt des Kompilierens: " + Zeitpunkt);
 
  // Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens setzen
  rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
 
  rtc.start();
}

void loop() 
{
  // aktuelle Zeit holen
  DateTime aktuell = rtc.now();

  char Datum[] = " DD.MM.YYYY ";

  // Datum in String umwandeln und anzeigen
  Serial.print(aktuell.toString(Datum));

  // Zeit anzeigen
  // Format der Uhrzeit festlegen
  char Zeit[] = "Uhrzeit: hh:mm:ss";

  // Datum in String umwandeln und anzeigen
  Serial.println(aktuell.toString(Zeit));

  delay(1000);
}

#include "RTClib.h"

// Name des RTC-Moduls

RTC_PCF8523 rtc;

void setup()

{

// RTC starten Wire1 -> QWIIC

if (!rtc.begin(&Wire1))

{

Serial.println("RTC konnte nicht gestartet werden!");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("RTC verbunden!");

// Zeitpunkt der Kompilierung

String Zeitpunkt = (F(__DATE__), F(__TIME__));

Serial.println("Zeitpunkt des Kompilierens: " + Zeitpunkt);

// Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens setzen

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

rtc.start();

}

void loop()

{

// aktuelle Zeit holen

DateTime aktuell = rtc.now();

char Datum[] = " DD.MM.YYYY ";

// Datum in String umwandeln und anzeigen

Serial.print(aktuell.toString(Datum));

// Zeit anzeigen

// Format der Uhrzeit festlegen

char Zeit[] = "Uhrzeit: hh:mm:ss";

// Datum in String umwandeln und anzeigen

Serial.println(aktuell.toString(Zeit));

delay(1000);

}

Module mit QWIIC und Standard-I²C mischen

Beispiel Zeit mit RTC PCF8253 (QWIIC) und LCD (Standard-I²C) anzeigen

#include "RTClib.h"
#include "Wire.h"

#include "LCDIC2.h"

// 4-zeiliges LCD
LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// Name des RTC-Moduls (rtc)
RTC_PCF8523 rtc;

char daysOfTheWeek[7][12] = {"Sonntag", "Montag", "Dienstag", "Mittwoch", "Donnerstag", "Freitag", "Samstag"};

void setup()
{ 
  Serial.begin(9600);
  delay(1000);

  // LCD starten
  lcd.begin();
  
  // Cursor "verstecken"
  lcd.setCursor(false);
  
  // RTC-Modul starten
  if (!rtc.begin(&Wire1))
  {
    Serial.println("RTC nicht verbunden");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  }
  else Serial.println("RTC verbunden!");

  rtc.start();
  
  /*
    wenn Datum und Zeit nicht korrekt -> Datum/Zeit setzen
    Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde
    Beispiel:  2024 Mai 5. 10 Uhr 30 Minuten 30 Sekunden
    rtc.adjust(DateTime(2024, 5, 5, 10, 30, 30));
    alternativ:
    rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  */
  rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
}

void loop()
{
  // rtc.now() -> aktuelle Zeit holen
  DateTime aktuell = rtc.now();
  /*
    Datumsformat festlegen
    DD -> Tag mit führender 0
    MM -> Monat mit führender 0
    YYYY -> vollständige Angabe des Jahres
  */
  char Datum[] = "DD.MM.YYYY ";

  // Datum in Zeichenkette (String) umwandeln und anzeigen
  // Serial.print(aktuell.toString(Datum));
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(daysOfTheWeek[aktuell.dayOfTheWeek()]);

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(aktuell.toString(Datum));
  
  // Format der Zeitangabe festlegen
  char Zeit[] = "hh:mm:ss";

  // Zeitangabe in Zeichenkette (String) umwandeln und anzeigen
  Serial.print("Uhrzeit: ");
  Serial.println(aktuell.toString(Zeit));

  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print(aktuell.toString(Zeit));

  // 1 Sekunde Pause
  delay(1000);
}

#include "RTClib.h"

#include "Wire.h"

#include "LCDIC2.h"

// 4-zeiliges LCD

LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// Name des RTC-Moduls (rtc)

RTC_PCF8523 rtc;

char daysOfTheWeek[7][12] = {"Sonntag", "Montag", "Dienstag", "Mittwoch", "Donnerstag", "Freitag", "Samstag"};

void setup()

{

Serial.begin(9600);

delay(1000);

// LCD starten

lcd.begin();

// Cursor "verstecken"

lcd.setCursor(false);

// RTC-Modul starten

if (!rtc.begin(&Wire1))

{

Serial.println("RTC nicht verbunden");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("RTC verbunden!");

rtc.start();

wenn Datum und Zeit nicht korrekt -> Datum/Zeit setzen

Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde

Beispiel: 2024 Mai 5. 10 Uhr 30 Minuten 30 Sekunden

rtc.adjust(DateTime(2024, 5, 5, 10, 30, 30));

alternativ:

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

}

void loop()

{

// rtc.now() -> aktuelle Zeit holen

DateTime aktuell = rtc.now();

Datumsformat festlegen

DD -> Tag mit führender 0

MM -> Monat mit führender 0

YYYY -> vollständige Angabe des Jahres

char Datum[] = "DD.MM.YYYY ";

// Datum in Zeichenkette (String) umwandeln und anzeigen

// Serial.print(aktuell.toString(Datum));

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print(daysOfTheWeek[aktuell.dayOfTheWeek()]);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(aktuell.toString(Datum));

// Format der Zeitangabe festlegen

char Zeit[] = "hh:mm:ss";

// Zeitangabe in Zeichenkette (String) umwandeln und anzeigen

Serial.print("Uhrzeit: ");

Serial.println(aktuell.toString(Zeit));

lcd.setCursor(0, 2);

lcd.print(aktuell.toString(Zeit));

// 1 Sekunde Pause

delay(1000);

}

SPI

⇒Info

D13 -> CLK
D12 -> CIPO
D11 -> COPI
D10 -> CS

RTC

Serieller Monitor

#include "RTC.h"

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  RTC.begin();

  // aktuelles Datum/Zeit setzen
  // MESZ: SAVING_TIME_ACTIVE
  // MEZ: SAVING_TIME_INACTIVE
  RTCTime Zeit(22, Month::FEBRUARY, 2026, 12, 37, 30, DayOfWeek::SUNDAY, SaveLight::SAVING_TIME_INACTIVE);
  RTC.setTime(Zeit);
}

void loop() 
{
  RTCTime aktuelleZeit;

  // aktuelle Zeit holen
  RTC.getTime(aktuelleZeit);

  // Wochentag als Objekt von DayOfWeek erzeugen
  DayOfWeek Wochentag = aktuelleZeit.getDayOfWeek();
  switch (Wochentag) 
  {
    case DayOfWeek::SUNDAY:
      Serial.print("Sonntag ");
      break;

    case DayOfWeek::MONDAY:
      Serial.print("Montag ");
      break;

    case DayOfWeek::TUESDAY:
      Serial.print("Dienstag ");
      break;

    case DayOfWeek::WEDNESDAY:
      Serial.print("Mittwoch ");
      break;

    case DayOfWeek::THURSDAY:
      Serial.print("Donnerstag ");
      break;

    case DayOfWeek::FRIDAY:
      Serial.print("Freitag ");
      break;

    case DayOfWeek::SATURDAY:
      Serial.print("Samstag ");
      break;
  }

  // wenn Tag < 10 führende 0 ergänzen
  if (aktuelleZeit.getDayOfMonth() < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(aktuelleZeit.getDayOfMonth());
  Serial.print(".");

  switch (Month2int(aktuelleZeit.getMonth()))
  {
    case 1:
      Serial.print("Januar");
      break;
    case 2:
      Serial.print("Februar");
      break;
    case 3:
      Serial.print("M\341rz");
      break;
    case 4:
      Serial.print("April");
      break;
    case 5:
      Serial.print("Mai");
      break;
    case 6:
      Serial.print("Juni");
      break;
    case 7:
      Serial.print("Juli");
      break;
    case 8:
      Serial.print("August");
      break;
    case 9:
      Serial.print("September");
      break;
    case 10:
      Serial.print("Oktober");
      break;
    case 11:
      Serial.print("November");
      break;
    case 12:
      Serial.print("Dezember");
      break;
  }
  Serial.print(" ");
  Serial.print(String(aktuelleZeit.getYear()));
  Serial.print(" ");

  // Uhrzeit
  Serial.print("Uhrzeit: ");

  // wenn Stunde < 10 führende 0 ergänzen
  if (aktuelleZeit.getHour() < 10) Serial.print("0");
  Serial.print(aktuelleZeit.getHour());
  Serial.print(":");

  // wenn Minuten < 10 führende 0 ergänzen
  if (aktuelleZeit.getMinutes() < 10) Serial.print("0");

  Serial.print(aktuelleZeit.getMinutes());
  Serial.print(":");

  // wenn Sekunden < 10 führende 0 ergänzen
  if (aktuelleZeit.getSeconds() < 10) Serial.print("0");
  Serial.println(aktuelleZeit.getSeconds());

  delay(1000);
}

100

101

102

103

104

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#include "RTC.h"

void setup()

{

Serial.begin(9600);

RTC.begin();

// aktuelles Datum/Zeit setzen

// MESZ: SAVING_TIME_ACTIVE

// MEZ: SAVING_TIME_INACTIVE

RTCTime Zeit(22, Month::FEBRUARY, 2026, 12, 37, 30, DayOfWeek::SUNDAY, SaveLight::SAVING_TIME_INACTIVE);

RTC.setTime(Zeit);

}

void loop()

{

RTCTime aktuelleZeit;

// aktuelle Zeit holen

RTC.getTime(aktuelleZeit);

// Wochentag als Objekt von DayOfWeek erzeugen

DayOfWeek Wochentag = aktuelleZeit.getDayOfWeek();

switch (Wochentag)

{

case DayOfWeek::SUNDAY:

Serial.print("Sonntag ");

break;

case DayOfWeek::MONDAY:

Serial.print("Montag ");

break;

case DayOfWeek::TUESDAY:

Serial.print("Dienstag ");

break;

case DayOfWeek::WEDNESDAY:

Serial.print("Mittwoch ");

break;

case DayOfWeek::THURSDAY:

Serial.print("Donnerstag ");

break;

case DayOfWeek::FRIDAY:

Serial.print("Freitag ");

break;

case DayOfWeek::SATURDAY:

Serial.print("Samstag ");

break;

}

// wenn Tag < 10 führende 0 ergänzen

if (aktuelleZeit.getDayOfMonth() < 10) Serial.print("0");

Serial.print(aktuelleZeit.getDayOfMonth());

Serial.print(".");

switch (Month2int(aktuelleZeit.getMonth()))

{

case 1:

Serial.print("Januar");

break;

case 2:

Serial.print("Februar");

break;

case 3:

Serial.print("M\341rz");

break;

case 4:

Serial.print("April");

break;

case 5:

Serial.print("Mai");

break;

case 6:

Serial.print("Juni");

break;

case 7:

Serial.print("Juli");

break;

case 8:

Serial.print("August");

break;

case 9:

Serial.print("September");

break;

case 10:

Serial.print("Oktober");

break;

case 11:

Serial.print("November");

break;

case 12:

Serial.print("Dezember");

break;

}

Serial.print(" ");

Serial.print(String(aktuelleZeit.getYear()));

Serial.print(" ");

// Uhrzeit

Serial.print("Uhrzeit: ");

// wenn Stunde < 10 führende 0 ergänzen

if (aktuelleZeit.getHour() < 10) Serial.print("0");

Serial.print(aktuelleZeit.getHour());

Serial.print(":");

// wenn Minuten < 10 führende 0 ergänzen

if (aktuelleZeit.getMinutes() < 10) Serial.print("0");

Serial.print(aktuelleZeit.getMinutes());

Serial.print(":");

// wenn Sekunden < 10 führende 0 ergänzen

if (aktuelleZeit.getSeconds() < 10) Serial.print("0");

Serial.println(aktuelleZeit.getSeconds());

delay(1000);

}

Quellen

Letzte Aktualisierung: März 11, 2026 @ 19:55

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