Jedes elektronische Gerät, das wir in unserem täglichen Leben verwenden, ist mit elektrischen und elektrischen Geräten ausgestattet Elektronikprojekte Schaltungen. Diese elektrischen undElektronikSchaltungen können unter Verwendung verschiedener Technologien wie Vakuum entworfen werdenRöhrenTechnologie, Transistortechnologie, integrierte Schaltung oder IC-Technologie, Mikroprozessortechnologie undMikrocontrollerTechnologie. Diese Technologien können unter Verwendung diskreter elektrischer und elektronischer Komponenten, integrierter Schaltkreise, Mikroprozessoren und Mikrocontroller implementiert werden. In diesem Artikel werden wir über die beste Technologie für eingebettete Systeme unter den IC-Technologien und der fortschrittlichen IC-Technologie wie der Mikrocontroller-IC-Technologie diskutieren. Aber vor allem, bevor wir fortfahren, müssen wir wissen, was IC-Technologie ist undMikrocontrollerIC-Technologie.
Embedded Systems Technologies
IC-Technologie
In früheren Tagen wurden eingebettete Systemvorrichtungen unter Verwendung von Vakuumröhren entworfen, die sehr größer und teurer waren. Der erste Punktkontakttransistor wurde 1947 von John Bardeen und Walter Brattain in den Bell Labs entwickelt. Dann hat die Erfindung der Transistoren die Transistoren reduziert und ersetztsperrig teuerVakuumröhren inComputersDesigns. Anschließend wird dieTransistorenDie Verwendung reduzierte die Größe von Schaltkreisen, da diese Transistoren weniger groß, wirtschaftlich, schneller, zuverlässig und sehr wenig Strom verbrauchend sind. Schaltungenbauenunter Verwendung von Transistoren und anderen diskrete elektronische Komponenten werden als diskrete Schaltungen bezeichnet.
IC-Technologie
Das Design wurde revolutionär verändert elektrische undElektronikSchaltungen und Computer mit der Erfindung von integrierten Schaltkreisen oder IC-Technologie. Integrierte Schaltkreise sind sehr klein, sehr zuverlässig, am wirtschaftlichsten und sehr einfach zu bedienen. Dieses Konzept der IC-Technologie wurde 1958 eingeführt, und diese IC-Technologie miniaturisierte viele elektrische und elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Laptops, Computer und viele andere Geräte. Integrierte Schaltung kann definiert werden alseinstellenvon elektronischen Schaltungen, die auf einer kleinen Halbleitermaterialplatte integriert sind, die typischerweise als Siliziumchip bezeichnet wird. Jeder IC kann sehr kompakt sein und auf kleinstem Raum zahlreiche Milliarden Transistoren und andere Komponenten enthalten.
Generationen von IC-Technologie
Es gibt verschiedene Generationen von integrierten Schaltkreisen. klassifiziert basierend auf demNummervon Transistoren wird auf Chips mit integrierten Schaltkreisen verwendet. Dies sind: Small Scale Integration (SSI), integrierte Schaltkreise mit einigen zehn Transistoren. In den 1960er Jahren gab es eine MSI (Medium Scale Integration), integrierte Schaltkreischips mit Hunderten von Transistoren. Im1970er Jahre gab es großeScale Integration (LSI), wobei Zehntausende von Transistoren auf jedem Chip integriert sind. In den 1980er Jahren gab es eine sehr große Integration (VLSI), bei der Hunderttausende von Transistoren auf jedem Chip integriert sind. Darüber hinaus werden Ultra Large Scale Integration (ULSI), integrierte mehr als eine Million Transistoren pro Chip, Wafer Scale Integration (WSI), System-on-Chip (SOC) und dreidimensionale integrierte Schaltkreise (3D-IC) entwickelt. Integrierte Schaltungen wie 555timer IC, 741 Operationsverstärker, CMOS, NMOS, BICMOS-Technologie usw. gelten als praktische Beispiele für IC-Technologie.
Arten von ICs
Es gibt verschiedene Arten von integrierten Schaltkreisen B. ADC, DAC, Verstärker, Energieverwaltungs-ICs, Takt- und Zeitgeber-ICs und Schnittstellen-ICs, die verwendet werdenzumverschiedene eingebettete Systemanwendungen.
Anwendung der IC-Technologie
Solarladeregler mit IC-Technologie von Edgefxkits.com
Nicht-Mikrocontrollerbasierend Solarladeregler Projekt ist eine einfache Anwendung der IC-Technologie. In diesem Projekt wird ein kontrollierter Lademechanismus erreicht, um eine Unterladung zu vermeiden.über Gebührund Tiefentladungsbedingungen ohne VerwendungMikrocontroller. Eine Menge von Operationsverstärker werden verwendetals Komparatoren zur Überwachung der Schalttafelspannung und des Laststromsständig. Zur Anzeige werden grüne und rote LEDs verwendet. Grüne LEDs zeigen den Zustand des voll aufgeladenen Akkus an und unter geladenen oder überlasteten oder Tiefentladungsbedingungen werden rote LEDs angezeigt.
Solarladereglerschaltung mit IC-Technologie von Edgefxkits.com
Leistungshalbleiterschalter MOSFETwird zum Abschneiden verwendetBelastung, wenn rote LEDs einen niedrigen Batterie- oder Überlastungszustand anzeigen. Wenn grüne LEDszeigenvoll aufgeladener Zustand vonBatterieDann wird die Sonnenenergie unter Verwendung eines Transistors an eine Scheinlast in der Schaltung umgeleitet. Somit ist die Batterie geschütztbildenÜberladung. Dieses Projekt kann mit a weiter verbessert werden GSM-Modem undMikrocontrollerKommunikation Sonnensystem und Kontrollraum für die Überwachung des Status der zu erreichenSystem.
MikrocontrollerIC
Der Mikrocontroller ist ein fortschrittlicher IC oder eine integrierte Schaltung, die mit zusätzlichen Peripheriegeräten ausgestattet ist. Die Entwicklung und Nutzung der eingebettete Systeme' Anwendungen nimmt zumit dem Fortschritt in IC-Technologien wie Mikroprozessortechnologie undMikrocontrollerTechnologie. Die Nachteile der Transistortechnologie und der IC-Technologie wurden durch die fortschrittlichen IC-Technologien Mikroprozessor- und Mikrocontrollertechnologie verringert. Ein Mikroprozessor integriert Funktionen der Zentraleinheit (CPU) eines Computers in einem oder mehreren integrierten Schaltkreisen. A microcontrollerEinheit kann als behandelt werdenkleiner Computerauf einer einzelnen integrierten Schaltung, die aus einer kleinen Zentraleinheit, einem Quarzoszillator, Timern, einem Watchdog und einer analogen E / A besteht. Es gibt verschiedene Arten von Registern, Interrupts, die für bestimmte Aufgaben verwendet werden.Mikrocontrollersind von verschiedenen Typen wie AVR-Mikrocontroller, PIC-Mikrocontroller und so weiter. Aber normalerweise 8051Mikrocontroller IC wird für die meisten Anwendungen eingebetteter Systeme verwendet.
8051 Mikrocontroller
Wenn wir IC-Technologie verwenden, sind mehrere diskrete Komponenten erforderlich, um einige Aufgaben in eingebetteten Systemen auszuführen. Wenn wir fortschrittliche IC-Technologie wie zMikrocontrollerTechnologie, dann können wir durch einfaches Schreiben einiger einfacher Programmierzeilen mehrere Aufgaben ausführen. Und so kam es dass derNummerBei diskreten Komponenten können die Größe von Schaltkreisen, die Komplexität und die Kosten in eingebetteten Systemen durch Verwendung reduziert werdenMikrocontrollerTechnologie.
Anwendung der Mikrocontroller-Technologie
Solarladeregler mit Mikrocontroller ist a typische Anwendung von Mikrocontroller fortgeschrittener ICTechnologie. Um die Sonnenenergie effizient zu nutzen, solarbetriebene BeleuchtungSysteme einschließlichSolarlaternen, Solarstraßenlaternen und Solarhaus- und Gartenbeleuchtungssysteme werden sowohl in ländlichen als auch in städtischen Gebieten eingesetzt. Solarstromanlage besteht hauptsächlich aus vier HauptKomponenten: PhotovoltaikModul, Akku, Last und Solarladeregler.
Solarladeregler mit Mikrocontrollertechnologie
Das Blockschaltbild einer Solaranlage mit vier Hauptblöcken mitMikrocontrollerTechnologie ist in der Abbildung dargestellt. Betrachten Sie unter diesen vier Komponenten den Solarladeregler mit Mikrocontroller, der eine wichtige Rolle bei der Steigerung der Gesamtleistung des Solarstromsystems spielt. Die für verwendeten HardwarekomponentenSolarladereglerschaltungsind AT89C2051Mikrocontroller, Seriennummer ADC0831, Spannungsregler IC7805 , Leistungshalbleiterschalter-MOSFET, LCD-Anzeige, wiederaufladbarer Akku, Ladesteuerung, Sensor für Dämmerung bis Dämmerung und Laststeuerung.
Eine Batteriewird verwendet, um eine geregelte 5-V-Gleichstromversorgung zum Einschalten des Geräts bereitzustellenMikrocontrollerDies wird verwendet, um die Batteriespannung mit ADC zu überwachen.Die Spannungvon 0V-20V wird unter Verwendung eines Potentialteilers mit einer Widerstandsanordnung am Pin 2 des ADC auf V-5V verkleinert, und diese Werte werden auf dem LCD-Display angezeigt. Unter Verwendung einer Parallelregelungstechnik kann Ladestrom in die fließenBatterieund beendet das Laden des Akkus, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist. Basierend auf den Eingangssignalen, die von der Dämmerung bis zum Morgengrauen empfangen werden, wird dieMikrocontrollerschaltet das Lade- oder Lastrelais. DasLCD Bildschirmwird von der angetriebenMikrocontrollerLademeldung anzeigen.
Solarladereglerschaltung mit Mikrocontrollertechnologie
Wenn dieBatterieist voll aufgeladen (bis zu14V) dannRelaiswird über den MOSFET erregt, um das Laden zu unterbrechen. Dann wird der 5-Minuten-Timer gestartetdurch Mikrocontrollerund LCD zeigt die Meldung als volle Batterie an. Wenn dieser Timer abgelaufen ist, wird derBatteriewird durch ein Relais wieder mit dem Solarpanel verbunden und somit wird der Solarladestrom so lange gepulst wieSonnenspannungist anwesend. Wenn dieSolarpanel Spannungfällt unter Zenerdiodenspannungvon der Dämmerung bis zum Morgengrauen Sensor , dann ist dieMikrocontrollerEmpfängt ein Signal von der Dämmerung zum Dämmerungssensor, aktiviert dann die Last über den MOSFET und eine Meldung zum Einschalten wird auf dem LCD-Display angezeigt. WennStromspannungfällt unter 10V der Dämmerung bis zum Morgengrauen Sensor, dann dieMikrocontrollerschaltet die Last durch dieMOSFET.
Beste Technologie für eingebettete Systeme
In diesem Artikel früher die IC-Technologie undMikrocontrollerIC-Technologie mit ihren Beispielen,Typenund praktisch Anwendung vonMikrocontroller und IC-Technologie in Anwendungen für eingebettete Systeme wurden kurz besprochen. Der oben diskutierte Solarladeregler mit der früheren IC-Technologie und mit fortschrittlicher IC-Technologie wie zMikrocontrollerDie IC-Technologie zeigt Unterschiede zwischen beiden Technologien. Und es zeigt sich auch, dass beide Technologien je nach Anforderung noch eingesetzt werden. Beide Technologien haben einige Vor- und Nachteile, wenn sie für eingebettete Systeme verwendet werden.
Die IC-Technologie reduzierte die Größe von Schaltkreisen im Vergleich zu der Schaltkreisgröße, die mit diskreten Komponenten aufgebaut wurde. Ein FortgeschrittenerMikrocontrollerDie IC-Technologie reduziert die Größe von Schaltkreisen, indem viele integrierte Schaltkreise in dem Schaltkreis durch einen einzigen ersetzt werdenMikrocontroller-IC. Somit sind die Kosten der Schaltungen mit der IC-Technologie geringer als die der diskreten oder Transistortechnologie.MikrocontrollerDie Kosten für Schaltkreise mit IC-Technologie sind geringer als für Schaltkreise mit IC-Technologie. In ähnlicher Weise ist für mehrere Anzahlen von Parametern dieMikrocontrollerTechnologie ist für eingebettete Systeme gegenüber IC-Technologie und diskreter Komponenten- oder Transistortechnologie vorzuziehen.
Anwendungen für eingebettete Systeme mit unterschiedlichen Technologien
Zahlzeigt an Anwendungen für eingebettete Systeme mit verschiedenen Technologien entworfen. Für einige spezifische Anwendungen eingebetteter Systeme ist die IC-Technologie vorzuziehenMikrocontrollerTechnologie. Die meisten Anwendungen für eingebettete Systeme verwenden jedochMikrocontrollerTechnologie, da sie fortschrittlicher ist und im Vergleich zur IC-Technologie mehr Vorteile bietet. Darüber hinaus erhalten Sie bei der Auswahl technische Hilfe von Edgefx Technologiesbesondere Technologiefür dein akademische Projektarbeit basierend auf Ihrem Interesse an eingebetteten Systemen.
