Rådgivare
Texten nedan är maskinöversatt från tysk originaltext.
Värt att veta om mikrokontroller Boards & Kits (MCU)
Was mikrokontroller board?
Användningsområden för mikrokontroller
Hur programmeras mikrokontrollerkort?
Hur skiljer sig en mikrokontroller från en enkorts dator som till exempel Raspberry Pi?
Vårt praktiska tips: Respektera ESD-skydd
Vad ska man tänka på när du köper mikrokontroller-boards och kits?
Was mikrokontroller board?
Mikrokontrollkort och kit är lämpliga för professionell användning inom industrin och för privata tillämpningar. Väl programmerat kan de ta över styr- och regleringsuppgifter. I form av satser för mikrokontroller möjliggör den egna utvecklingen och är ideal för utbildnings- och utbildningsändamål.
Mikrokontrollerkort får den egentliga mikrokontrollern (MCU) under ett kretskort samt ett programmeringsgränssnitt, som ofta är utförd som USB-anslutning. Dessutom finns det perifera gränssnitt som ansvarar för den egentliga kommunikationen och styrningen av motsvarande maskinvara. Beroende på utförande innehåller kortet till exempel gränssnitt som analog-digital-omvandlare, LAN-gränssnitt, i²C, LCD-controller, seriella gränssnitt, PWM-utgångar, CAN-, LIN- och SPI-gränssnitt.
Mikrokontroller med flera av dessa gränssnitt kallas ofta även utvärderings- eller utvecklarkort, eftersom de kan anslutas med motsvarande sensorer och ställdon. Programmeringen av processorn kan på så sätt lätt och snabbt kontrolleras och anpassas till den praktiska modellen, was är mycket enkel och användarvänlig lösning och möjliggör korta utvecklingstider.
Många boards kan dessutom utökas med så kallade shields, detta är insticks- eller anslutningsbar funktionsutbyggnad i form av extra moduler, samt Breakout boards.
Mikrokontroller för kraftfull styrning av WLAN-signaler.
Användningsområden för mikrokontroller
MCU:er har tack vare sin enkla programmerbarhet och flexibilitet nu fått stor spridning inom industrin och inom Consumer-området. De används bland annat inom fordonsindustrin, inom medicinteknik samt inom automatiserings- och energisektorn. Tack vare programspecifik programmering och den lilla och klart strukturerade kommandosatsen räcker en processor med medelhög prestanda för att uppnå en utmärkt prestanda.
Detta beror inte minst på att mikrokontrollern bara bryr sig om de verkligt väsentliga uppgifterna och inte - som vanliga datorer - utför flera sekundära processer och måste agera inom ett betungande operativsystem. Denna ”smala” struktur ger i slutändan en mycket robust driftsäkerhet och god överkomlighet samt minimala starttider. Inget krångligt operativsystem behöver laddas, och åtkomst till externa, relativt långsamma massminnen och perifera komponenter krävs.
Detta återspeglas i förmånliga inköpspriser, was att göra användningen i massprodukter intressant för stora volymer. Tack vare den låga maskinvarunian kan mikrokontrollern dessutom skapa en enormt kompakt konstruktion; vissa miniatyrversioner är knappt större än ett frimärke och bara några millimeter hög.
Hur programmeras mikrokontrollerkort?
Programmerbar mikrokontroller för en PC-kringutrustning.
Varje kort har ett inbyggt programmeringsgränssnitt som överför programmet till mikrokontrollern. Själva programmeringen sker med hjälp av en integrerad programmeringsmiljö (IDE Integrated Development Environment) på datorn, t.ex. i C++, som sedan översätter en kompilator till det aktuella formatet. Dessa verktyg finns tillgängliga via respektive leverantör av mikrokontroller och ingår oftast i ett komplett paket. Förutom kompilern finns även andra användbara verktyg som programmeringsstöd, som källkodredigerare och felsökare för att spåra och kompensera för eventuella programmeringsfel.
I princip finns det bara en smidig was som inte kan genomföras med de mycket flexibla mikrokontrollerna. Den låga strömförbrukningen i kombination med en relativt enkel programmering möjliggör användning i batteri- eller batteridrivna, mobila system och tack vare den överskådliga programkomplexiteten en säker testning på relativt kort tid. Detta kommer att bidra till driftsäkerheten och stabiliteten i systemet, så att tillämpningar med höga säkerhetskrav kan genomföras på ett mycket ekonomiskt sätt.
Några exempel på tillämpningar för lösningar med mikrokontroller är bilstyrenheter, datorkringutrustning, utrustning för underhållning, hushållsapparater, displaystyrningar, motorstyrningar och mycket mer.
Hur skiljer sig en mikrokontroller från en enkorts dator som till exempel Raspberry Pi?
Single Board Computer (SBC) är her-konstruktion fullvärdiga datorer som på bara ett enda kort integrerar alla elementära komponenter som mikroprocessor samt kretsuppsättning och taktgivare, arbetsminne och cache-processor samt grafikprocessorer och grafikutmatning. Till dessa hör - i olika korridorer - även gränssnitt, kortläsare, WLAN, Bluetooth och vissa platser för utbyggnader.
För SBCS används multitakingkompatibla operativsystem som Linux eller Windows, medan mikrokontroller boards först måste programmeras med önskat program för en speciell applikation.
Förutom mikrokontrollern (MCU) finns här bara ett gränssnitt för programmering samt, beroende på utförande, ytterligare gränssnitt i form av i²C, USB, Ethernet och i förekommande fall AD-omvandlare, PWM-utgångar eller LCD-kontroller.
Raspberry Pi® 3 Model A+ med 64-bitars processor och microSD som minne.
Vårt praktiska tips: Respektera ESD-skydd
Liksom praktiskt alla elektroniska komponenter, är det också viktigt att skydda mikrokontrollern från de skadliga effekterna av elektrostatisk urladdning. Packningen och hanteringen måste därför ske på en ESD-skyddad arbetsplats. Eftersom korten inte har någon egen strömförsörjning, måste du se till att polerna är riktiga och att du uppfyller den nödvändiga spänningen, så att det inte blir någon skada. Om säkerhetskritiska tillämpningar styrs av kontrollen, är det utvecklarens ansvar att följa relevanta säkerhetsbestämmelser och driftssäkerhet.
Vad ska man tänka på när du köper mikrokontroller Kit och boards?
Nu finns det ett relativt stort urval av mikrokontroller och tillhörande tillbehör. Beroende på uppgiftens komplexitet bör man se till att programminnet är tillräckligt korrekt och tillräckligt stort. Universellt användbar som anslutningsmöjligheter för utbyggnader. För mobila applikationer rekommenderas utföranden med låg strömförbrukning och kompakt, lätt konstruktion. När ny utveckling planeras, kan man köpa ett paket som förutom maskinvaran även innehåller det nödvändiga programvarupaketet för programmering, kompilering och felsökning. Dessutom finns det oftast en utförlig dokumentation och ofta även extra maskinvara för experiment- och teständamål.