Alle elektroniske enheter som vi bruker i vårt daglige liv er designet med elektrisk og elektronikkprosjekter kretser. Disse elektriske ogelektronikkkretser kan utformes ved hjelp av forskjellige teknologier som vakuumrørteknologi, transistorteknologi, integrert krets eller IC-teknologi, mikroprosessorteknologi, ogmikrokontrollerteknologi. Disse teknologiene kan implementeres ved hjelp av diskrete elektriske og elektroniske komponenter, integrerte kretser, mikroprosessorer og mikrokontrollere. I denne artikkelen vil vi diskutere om den beste teknologien for innebygde systemer blant IC-teknologier og avansert IC-teknologi, for eksempel IC-teknologi for mikrokontroller. Men først og fremst før vi går videre, må vi vite hva som er IC-teknologi ogmikrokontrollerIC-teknologi.
Innebygde systemteknologier
IC-teknologi
Tidligere dager ble innebygde systemenheter designet med vakuumrør, og ville være veldig større og dyrere. Den første punktkontakttransistoren ble utviklet av John Bardeen og Walter Brattain ved Bell Labs i 1947. Da har oppfinnelsen av transistorer redusert og erstattetklumpete dyrtvakuumrør idatamaskinerdesign. Deretter ble dentransistorerbruk reduserte størrelsen på kretser, ettersom disse transistorene er mindre i størrelse, økonomiske, raskere i ytelse, pålitelige og bruker veldig mindre strøm. Kretserbyggeved hjelp av transistorer og annet diskrete elektroniske komponenter kalles som diskrete kretser.
IC-teknologi
Det ble gjort revolusjonerende endringer i utformingen elektrisk ogelektronikkkretser og datamaskiner med oppfinnelsen av integrerte kretser eller IC-teknologi. Integrerte kretser er veldig små i størrelse, veldig pålitelige, mest økonomiske og veldig enkle å bruke. Dette konseptet med IC-teknologi ble introdusert i 1958, og denne IC-teknologien miniatyriserte mange elektriske og elektroniske apparater som mobiltelefoner, bærbare datamaskiner, datamaskiner og mange andre enheter. Integrert krets kan defineres som ensettav elektroniske kretser integrert på en liten halvledermateriale plate, vanligvis kalt som silisiumchip. Hver IC kan være veldig kompakt, og inneholder mange milliarder transistorer og andre komponenter i veldig lite område.
Generasjoner av IC-teknologi
Det er forskjellige generasjoner av integrerte kretser, klassifisert basert påNummerav transistorer brukes på integrerte kretsbrikker. De er: Småskalaintegrasjon (SSI), integrerte kretser som inneholder noen få titalls transistorer. 1960-tallet var vitne til mellomstor integrasjon (MSI), integrerte kretschips som inneholder hundrevis av transistorer. I1970-tallet var det stortskalaintegrasjon (LSI), hvor titusenvis av transistorer er integrert på hver brikke. På 1980-tallet var det veldig storskalaintegrasjon (VLSI), hvor hundretusenvis av transistorer er integrert på hver brikke. Videre utvikles ultra-storskalaintegrasjon (ULSI), integrerte mer enn en million transistorer per chip, wafer-scale integration (WSI), system-on-chip (SOC) og tredimensjonale integrerte kretser (3D-IC). Integrerte kretser som 555timer IC, 741 operasjonsforsterkere, CMOS, NMOS, BICMOS-teknologi , og så videre betraktes som praktiske eksempler på IC-teknologi.
Typer IC
Det er forskjellige typer integrerte kretser som ADC, DAC, forsterkere, strømstyrings-IC-er, klokke- og tidsur-IC-er og grensesnitt-IC-er som brukestilforskjellige innebygde systemapplikasjoner.
Anvendelse av IC-teknologi
Solar Charge Controller ved hjelp av IC-teknologi av Edgefxkits.com
Ikke-mikrokontrollerbasert solcellestyring prosjektet er en enkel anvendelse av IC-teknologi. I dette prosjektet oppnås kontrollert lademekanisme for å unngå under ladning,over lading, og dype utslippsforhold uten brukmikrokontroller. Et sett operasjonelle forsterkere er bruktsom komparatorer for overvåking av spenning og belastningsstrømkontinuerlig. Grønne og røde lysdioder brukes til indikasjon. Grønne lysdioder brukes til å indikere fulladet batteritilstand, og under ladede eller overbelastede eller dype utladningsforhold er indikert med røde lysdioder.
Solar Charge Controller Circuit ved hjelp av IC-teknologi av Edgefxkits.com
Strøm halvlederbryter MOSFETbrukes til å kutte avlaste, hvis røde lysdioder indikerer lavt batterinivå eller overbelastningstilstand. Hvis grønne lysdioderindikererfulladet tilstand avbatteri, så blir solenergi omgått til en dummybelastning i kretsen ved hjelp av en transistor. Dermed er batteriet beskyttetskjemaover lading. Dette prosjektet kan forbedres ytterligere med en GSM-modem ogmikrokontrollerfor å oppnå kommunikasjon solsystem og kontrollrom for overvåking av status forsystem.
MikrokontrollerIC
Microcontroller er en avansert IC eller integrert krets som er innlemmet med ekstra periferiutstyr. Utviklingen og bruken av innebygde systemer' applikasjoner økermed fremskritt innen IC-teknologi som mikroprosessor-teknologi, ogmikrokontrollerteknologi. Ulemper ved transistorteknologi, IC-teknologi ble redusert med den avanserte IC-teknologiene mikroprosessor og mikrokontrollerteknologi. En mikroprosessor integrerer funksjonene til datamaskinens sentrale prosessorenhet (CPU) på en enkelt eller noen få integrerte kretser. A mmikrocontrollerenheten kan behandles som enliten datamaskinpå en enkelt integrert krets som består av en liten sentral prosesseringsenhet, krystalloscillator, tidtakere, vakthund og analog I / O. Det finnes forskjellige typer registre, avbrudd som brukes til noen spesifikke oppgaver.Mikrokontrollereer av forskjellige typer som AVR-mikrokontroller, PIC-mikrokontroller og så videre. Men typisk 8051mikrokontroller IC brukes til de fleste av de innebygde systemapplikasjonene.
8051 Mikrokontroller
Hvis vi bruker IC-teknologi, kreves det flere antall diskrete komponenter for å utføre noen oppgaver i innebygde systemer. Hvis vi bruker avansert IC-teknologi sommikrokontrollerteknologi, så bare ved å skrive noen få enkle programmeringslinjer kan vi utføre flere oppgaver. Dermed er denNummerav diskrete komponenter, kan størrelsen på kretsene, kompleksiteten og kostnadene reduseres i innebygde systemer ved hjelp avmikrokontrollerteknologi.
Anvendelse av mikrokontrollerteknologi
Solar charge controller ved hjelp av microcontroller er en typisk anvendelse av mikrokontroller avansert ICteknologi. For å utnytte solenergi effektivt, soldrevet belysningsystemer inkludertsollys, sollys og lyshus og hagesystemer brukes i landlige og urbane områder. Solenergisystem består hovedsakelig av fire storekomponenter: solcellermodul, oppladbart batteri, last og solenergiladekontroll.
Solar Charge Controller ved hjelp av Microcontroller Technology
Blokkdiagrammet til et solenergisystem med fire hovedblokker som brukermikrokontrollerteknologien er vist i figuren. Blant disse fire komponentene, bør du vurdere solladningskontrolleren ved hjelp av mikrokontroller som spiller en viktig rolle i å øke den generelle ytelsen til solenergisystemet. Maskinvarekomponentene som brukes tilsolcellestyringskretser AT89C2051mikrokontroller, serie ADC0831, spenningsregulator IC7805 , strøm halvlederbryter MOSFET, LCD-skjerm, oppladbart batteri, ladekontroll, skumring til soloppgangssensor og en belastningskontroll.
Et batteribrukes til å gi 5V DC regulert forsyning for å slå påmikrokontrollersom brukes til å overvåke batterispenningen ved hjelp av ADC.Spenningenpå 0V-20V skaleres ned til V-5V ved hjelp av en potensiell skillevegger med en motstandsarrangement laget ved pinnen 2 av ADC, og disse verdiene vises på LCD-skjermen. Ved hjelp av en parallell reguleringsteknikk får ladestrøm strømme inn ibatteriog slutter å lade batteriet hvis batteriet er fulladet. Basert på inngangssignalene mottatt fra skumring til soloppgangssensoren, ermikrokontrollerbytter lade- eller lastrelé. DeLCD-skjermer drevet avmikrokontrollerfor å vise lademelding.
Solar Charge Controller Circuit ved hjelp av Microcontroller Technology
Hvis denbatterier fulladet (opp til14V), dastafettfår strøm gjennom MOSFET for å avbryte lading. Deretter startes 5 minutters timerav mikrokontrollerog LCD viser meldingen som fullt batteri. Hvis denne tidtakeren er gått, vilbatteriblir koblet til solcellepanelet på nytt med et relé, og dermed pulseres solladestrømmen så lenge somsolspenninger tilstede. Hvis densolcellepanel spenningfaller under zenerdiodespenningav skumring til daggry-sensoren , og såmikrokontrollermottar et signal fra skumring til daggry-sensoren, aktiverer deretter belastningen gjennom MOSFET, og en belastning PÅ-melding vises på LCD-skjermen. HvisSpenningfaller under 10V av skumring til soloppgangssensor, derettermikrokontrollerslår av lasten gjennomMOSFET.
Beste teknologi for innebygde systemer
I denne artikkelen, tidligere IC-teknologi ogmikrokontrollerIC-teknologi sammen med eksemplene deres,typerog praktisk bruk avmikrokontroller og IC-teknologi i innebygde systemapplikasjoner har blitt diskutert i korte trekk. Ovennevnte diskuterte solladningskontroller med den tidligere IC-teknologien og med avansert IC-teknologi som f.eksmikrokontrollerIC-teknologi viser forskjeller mellom begge teknologiene. Og det viser også at begge teknologiene fortsatt brukes basert på kravet. Begge teknologiene har noen fordeler og ulemper mens de brukes til innebygde systemer.
IC-teknologi reduserte størrelsen på kretser sammenlignet med kretsstørrelsen bygget med diskrete komponenter. En avansertmikrokontrollerIC-teknologi reduserer størrelsen på kretser ved å erstatte mange integrerte kretser i kretsen med en enkeltmikrokontroller IC. Dermed er kostnadene for kretsene med IC-teknologien mindre enn den diskrete eller transistorteknologien.MikrokontrollerIC-teknologi kretser koster mindre, sammenlignet med kostnadene for kretser designet med IC teknologi. På samme måte, for flere antall parametere,mikrokontrollerteknologi er å foretrekke for innebygde systemer sammenlignet med IC-teknologi og diskret komponent- eller transistorteknologi.
Innebygde systemapplikasjoner som bruker forskjellige teknologier
Figurviser innebygde systemapplikasjoner designet med forskjellige teknologier. For noen spesifikke applikasjoner av innebygde systemer er IC-teknologi å foretrekke ennmikrokontrollerteknologi. Men de fleste av de innebygde systemapplikasjonene brukermikrokontrollerteknologi, siden den er mer avansert og har flere fordeler sammenlignet med IC-teknologi. Videre vil teknisk hjelp bli gitt deg fra Edgefx-teknologier når du velgerbestemt teknologifor din faglig prosjektarbeid basert på din interesse for innebygde systemer.
