Einführung in eingebettete Systeme

Das System, in das der dedizierte Zweck von Software in ein Hardware-Design eingebettet ist, wird als eingebettetes System bezeichnet. Dieses System kann entweder ein unabhängiges System oder ein größeres System sein. Die Software wird normalerweise eingebettet in Speichermodule als ROM, und es benötigt keinen sekundären Speicher wie in einem Computer. Telekommunikation, Smartcards, Raketen, Computernetzwerke, digitale Unterhaltungselektronik und Satelliten sind einige der Anwendungen für eingebettete Systeme.

Anwendungen für eingebettete Systeme

Anwendungen für eingebettete Systeme Dazu gehören Robotik, Digitalkamera, Multitasking-Spielzeug, Koch- und Waschsysteme, biomedizinische Systeme, Tastatursteuerungen, Mobiltelefone und Smartphones, Computersysteme, elektronische Smart-Weight-Display-Systeme und Unterhaltungssysteme wie Videos, Spiele, Musiksysteme und Videospiele und so weiter.

Entwurfsprozess für eingebettete Systeme Dies kann zuerst durch Simulation erfolgen, die zum Testen der Schaltung verwendet wird, da das Ändern der Hardware bei Fehlfunktionen der Schaltung sehr schwierig wird. Wenn die Ergebnisse mit den gewünschten übereinstimmen, wird der Prozess permanent durch sequentielle Waferprozesse entworfen.

Grundlagen eingebetteter Systeme

Eingebettete Systeme dienen zur Ausführung bestimmter Aufgaben, können jedoch nicht als Allzweckcomputer zur Ausführung verschiedener Aufgaben verwendet werden. Die Software für eingebettete Systeme wird normalerweise als Firmware bezeichnet, die auf einer Disc oder einem einzelnen Chip gespeichert werden kann. Die zwei Hauptelemente der Systeme sind:

Eingebettete Systemhardware
Embedded System Software

Hardware und Software für eingebettete Systeme

Eingebettete Systemhardware : Ein eingebettetes System benötigt eine Hardwareplattform, um mit verschiedenen Echtzeit-Ein- und Ausgängen oder Variablen zu interagieren. Die Hardware enthält Controller wie Mikrocontroller oder Mikroprozessor , Speichermodule, E / A-Schnittstellen, Anzeigesysteme und Kommunikationsmodule usw.

Embedded System Software : Diese Software ermöglicht die Programmierung auf die gewünschte Weise, so dass verschiedene Vorgänge gesteuert werden. Es wird in einem übergeordneten Format geschrieben, in Code kompiliert und dann in Hardware-Controllern gespeichert.

Eingebettete Echtzeitsysteme sind Computersysteme, die die Aktionen ausführen, z. B. das Überwachen, Reagieren und Steuern externer Bewegungen. Die externe Umgebung ist über mit dem Computersystem verbunden Sensoren , Aktoren und E / A-Schnittstellen. Ein reales Computersystem, das in ein Computersystem eingebettet ist, wird als eingebettetes Echtzeitsystem bezeichnet. Ein eingebettetes Echtzeitsystem wird in verschiedenen Bereichen wie Militär, Regierung und Medizin eingesetzt.

Echtzeit-Roboterprojekte in eingebetteten Systemen

Eingebettete Systeme kann in vielen Echtzeitanwendungen wie Automobilen, Robotern, Industrien usw. verwendet werden Echtzeitprojekte beziehen sich auf die Robotertechnologie .

1. Sprachgesteuertes Roboterfahrzeug mit Spracherkennung über große Entfernungen

Ziel dieses Projekts ist es, ein Roboterfahrzeug durch Sprachbefehle für die Fernbedienung zu steuern. Ein 8051 Mikrocontroller wird mit einem Spracherkennungsmodul verwendet, um die gewünschte Operation auszuführen. Es verwendet einen 8051-Mikrocontroller, ein Spracherkennungsmodul, einen Druckknopf, ein HF-Modul, einen Codierer, einen Decodierer, einen Motortreiber-IC, Gleichstrommotoren, Batterien und andere verschiedene Komponenten.

Sprachgesteuerter Roboter-Fahrzeugsender

Fahrzeugbewegungen wie links, rechts, oben und unten können mithilfe von Drucktasten oder Sprachbefehlen von einem Spracherkennungsmodul ausgeführt werden, das mit dem Mikrocontroller verbunden ist. Hier wird ein Codierer verwendet, um die Befehle zu codieren, die dem Mikrocontroller unter Verwendung von gegeben werden der HF-Sender die Signale mit einer Frequenz von 433 MHz zu übertragen.

Wenn daher Signale, die durch Drücken von Tasten auftreten, oder die der Bewegung entsprechenden Sprachbefehlssignale vom Mikrocontroller empfangen werden, sendet er Steuersignale über das Sendermodul an die Empfängerschaltung.

Sprachgesteuerter Roboter-Fahrzeugempfänger

Beim Empfang dieser Signale überträgt ein HF-Empfänger diese Signale an eine Decodiererschaltung, in der die Binärdaten in ein Signal auf Mikrocontroller-Ebene umgewandelt werden. Daher führt der Mikrocontroller die gewünschte Bewegung von der Senderschaltung aus. Lasermodul ist mit dem Mikrocontroller verbunden zum Erkennen der vom Roboter ausgeführten Operationen auch an dunklen Orten.

2. Touchscreen-basiertes ferngesteuertes Roboterfahrzeug für die Geschäftsverwaltung

Dieses Projekt beinhaltet die Steuerung eines Roboterfahrzeugs über ein Touchscreen-Display Gerät für Fernbedienung. Am Senderende befindet sich ein Touchscreen-Panel und a Pick-n-Place-Roboter wird am Empfängerende platziert, um eine Aufgabe auszuführen, indem auf die Signale reagiert wird. Zu den in diesem Projekt verwendeten Hardwarekomponenten gehören ein 8051-Mikrocontroller, ein Touchscreen-Panel, Antennen (Sender-Empfänger-Seite), ein Encoder, ein Decoder, Gleichstrommotoren, ein Robotergehäuse, eine Batterie usw.

Touchscreen-basierter Roboter-Fahrzeugsender

Wie im Spracherkennungsmodul des obigen Projekts erläutert, sendet in diesem Projekt auch ein Touchscreen-Modul die Steuersignale, die der Fahrzeugbewegung entsprechen, an den Mikrocontroller. Die Steuerung sendet anschließend diese Signale an den Codierer und dann an den Sender, der schließlich die Signale an die Empfängerschaltung überträgt.

Touchscreen-basierter Roboter-Fahrzeugempfänger

Die am Empfängerende angeordnete Antenne empfängt die HF-Signale von der Sendeantenne, decodiert die Daten und sendet diese Daten dann an den Mikrocontroller. Dieser Aufbau hat vier Motoren, die mit dem Mikrocontroller verbunden sind: zwei Motoren für die Bewegung des Arms und des Greifers und die anderen zwei für die Bewegung des Körpers. Alle diese Motoren werden von einem Motortreiber-IC angetrieben, der kontinuierlich die Befehle vom Mikrocontroller empfängt.

Das sind die beiden Anwendungen für eingebettete Systeme auf dem Gebiet der Robotik. Die Echtzeitbeispiele der eingebetteten Systeme haben Ihnen möglicherweise ein besseres Verständnis des Konzepts der eingebetteten Systeme vermittelt. Wenn Sie weitere Zweifel an der Umsetzung dieser Projekte haben, können Sie uns kontaktieren, indem Sie unten einen Kommentar abgeben.

Bildnachweis