Varje elektronisk enhet som vi använder i vårt dagliga liv är designad med elektrisk och elektronikprojekt kretsar. Dessa elektriska ochelektronikkretsar kan utformas med hjälp av olika tekniker som vakuumrörteknik, transistorteknik, integrerad krets eller IC - teknik, mikroprocessorteknik ochmikrokontrollerteknologi. Dessa tekniker kan implementeras med diskreta elektriska och elektroniska komponenter, integrerade kretsar, mikroprocessorer och mikrokontroller. I den här artikeln kommer vi att diskutera om den bästa tekniken för inbäddade system bland IC-tekniker och avancerad IC-teknik, såsom mikrokontroller IC-teknik. Men främst innan vi fortsätter måste vi veta vad som är IC-teknik ochmikrokontrollerIC-teknik.
Inbyggda systemteknologier
IC-teknik
Tidigare dagar designades inbäddade systemanordningar med vakuumrör som skulle vara mycket större och dyrare. Den första punktkontakttransistorn utvecklades av John Bardeen och Walter Brattain vid Bell Labs 1947. Sedan har uppfinningen av transistorer minskat och ersattskrymmande dyravakuumrör idatorermönster. Däreftertransistoreranvändning minskade storleken på kretsar, eftersom dessa transistorer är mindre i storlek, ekonomiska, snabbare i prestanda, pålitliga och förbrukar mycket mindre ström. Kretsarbyggamed hjälp av transistorer och andra diskreta elektroniska komponenter kallas som diskreta kretsar.
IC-teknik
Revolutionerande förändringar gjordes i utformningen elektriska ochelektronikkretsar och datorer med uppfinningen av integrerade kretsar eller IC-teknik. Integrerade kretsar är mycket små i storlek, mycket tillförlitliga, mest ekonomiska och mycket enkla att använda. Detta koncept för IC-teknik introducerades 1958, och denna IC-teknik miniatyriserade många elektriska och elektroniska prylar som mobiltelefoner, bärbara datorer, datorer och många andra enheter. Integrerad krets kan definieras som enuppsättningav elektroniska kretsar integrerade på en liten halvledarmaterialplatta, vanligtvis kallad kiselchip. Varje IC kan vara väldigt kompakt och innehåller många miljarder transistorer och andra komponenter i mycket litet område.
Generationer av IC-teknik
Det finns olika generationer av integrerade kretsar, klassificeras baserat påsiffraav transistorer används på integrerade kretschips. De är: Småskalig integration (SSI), integrerade kretsar som innehåller några antal tiotals transistorer. 1960-talet bevittnade mediumskalig integration (MSI), integrerade kretschips innehållande hundratals transistorer. I1970-talet var det stortskalintegration (LSI), där tiotusentals transistorer är integrerade i varje chip. På 1980-talet fanns det mycket storskalig integration (VLSI), där hundratusentals transistorer är integrerade på varje chip. Dessutom utvecklas ultra-storskalig integration (ULSI), integrerad mer än en miljon transistorer per chip, wafer-skalaintegration (WSI), system-on-chip (SOC) och tredimensionella integrerade kretsar (3D-IC). Integrerade kretsar såsom 555timer IC, 741 operationsförstärkare, CMOS, NMOS, BICMOS-teknik , och så vidare betraktas som praktiska exempel på IC-teknik.
Typer av IC
Det finns olika typer av integrerade kretsar såsom ADC, DAC, förstärkare, IC för strömhantering, IC för klocka och timer och IC för gränssnitt som användsförolika inbäddade systemapplikationer.
Tillämpning av IC-teknik
Solar Charge Controller med hjälp av IC-teknik av Edgefxkits.com
Inte-mikrokontrollerbaserad sol laddningsregulator projektet är en enkel tillämpning av IC-teknik. I detta projekt uppnås kontrollerad laddningsmekanism för att undvika under laddning,över laddningoch djupa urladdningsförhållanden utan användningmikrokontroller. En uppsättning av operativa förstärkare användssom jämförare för övervakning av panelspänning och belastningsströmkontinuerligt. Gröna och röda lysdioder används för indikering. Gröna lysdioder används för att indikera fulladdat batteriläge och under laddade eller överbelastade eller djupa urladdningsförhållanden indikeras med röda lysdioder.
Solar Charge Controller Circuit med IC-teknik av Edgefxkits.com
Effekt halvledarströmställare MOSFETanvänds för att skära avladda, om röda lysdioder indikerar låg batterinivå eller överbelastning. Om gröna lysdioderangefulladdat tillstånd avbatteri, förbi sedan solenergi till en dummybelastning i kretsen med hjälp av en transistor. Således är batteriet skyddatformöver laddning. Detta projekt kan förbättras ytterligare med en GSM-modem ochmikrokontrollerför att uppnå kommunikations solsystem och kontrollrum för övervakning av status försystemet.
MicrocontrollerIC
Microcontroller är en avancerad IC eller integrerad krets som är integrerad med ytterligare kringutrustning. Utvecklingen och användningen av inbyggda system' applikationer ökarmed framstegen inom IC-teknik såsom mikroprocessorteknik, ochmikrokontrollerteknologi. Nackdelarna med transistorteknik minskade IC-tekniken med den avancerade IC-teknologin mikroprocessor och mikrokontroller-teknik. En mikroprocessor integrerar funktioner på en dators centrala processorenhet (CPU) på en eller flera integrerade kretsar. A mmikrokontrollerenheten kan behandlas som enliten datorpå en enda integrerad krets som består av en liten central processor, kristalloscillator, timers, vakthund och analog I / O. Det finns olika typer av register, avbrott som används för vissa specifika uppgifter.Mikrokontrollerär av olika typer som AVR-mikrokontroller, PIC-mikrokontroller och så vidare. Men vanligtvis 8051mikrokontroller IC används för de flesta inbäddade systemapplikationer.
8051 Microcontroller
Om vi använder IC-teknik krävs flera antal diskreta komponenter för att utföra vissa uppgifter i inbäddade system. Om vi använder avancerad IC-teknik sommikrokontrollergenom att bara skriva några enkla programmeringslinjer kan vi utföra flera uppgifter. Således är densiffraav diskreta komponenter kan storleken på kretsar, komplexitet och kostnad minskas i inbäddade system med hjälp avmikrokontrollerteknologi.
Tillämpning av Microcontroller-teknik
Solar laddningsregulator med mikrokontroller är en typisk tillämpning av mikrokontroller avancerad ICteknologi. För att utnyttja solenergin effektivt, soldriven belysningsystem inklusivesollyktor, solbelysning och sol- och husbelysningssystem används på landsbygden såväl som i stadsområden. Solkraftsystem består huvudsakligen av fyra storakomponenter: solcellermodul, uppladdningsbart batteri, last och solcellsladdningsregulator.
Solar Charge Controller med hjälp av Microcontroller Technology
Blockdiagrammet för ett solenergisystem med fyra huvudblock som användermikrokontrollerteknik visas i figuren. Bland dessa fyra komponenter, överväga solenergiladdningsregulatorn med hjälp av mikrokontroller som spelar en viktig roll för att öka solkraftsystemets totala prestanda. De hårdvarukomponenter som används förkrets för sol laddningsregulatorär AT89C2051mikrokontroller, serie ADC0831, spänningsregulator IC7805 , strömbrytare för halvledare MOSFET, LCD-skärm, uppladdningsbart batteri, laddningskontroll, skymningssensor och en belastningskontroll.
Ett batterianvänds för att tillhandahålla 5V DC reglerad matning för att slå påmikrokontrollersom används för att övervaka batterispänningen med ADC.Spänningenav 0V-20V skalas ned till V-5V med hjälp av en potentialdelare med ett motståndsarrangemang gjord vid stift 2 i ADC och dessa värden visas på LCD-skärmen. Med en parallell regleringsteknik tillåts laddningsström att strömma in ibatterioch slutar ladda batteriet om batteriet är fulladdat. Baserat på ingångssignalerna från sensorn för skymning till gryning, ärmikrokontrollerväxlar laddnings- eller lastreläet. DeLCD skärmdrivs avmikrokontrollerför att visa laddningsmeddelande.
Solar Charge Controller Circuit med hjälp av Microcontroller Technology
Ombatteriär fulladdad (upp till14V), dåreläaktiveras via MOSFET för att avbryta laddningen. Därefter startas 5 minuters timerförbi mikrokontrolleroch LCD visar meddelandet som fullt batteri. Om denna timer har gått, kommerbatteriåteransluts till solpanelen med ett relä och därmed pulseras solens laddningsström så länge somsolspänningär närvarande. Omsolpanelspänningfaller under zenerdiodspänningav sensorn för skymning till gryning , sedanmikrokontrollertar emot en signal från skymningen till gryningen och aktiverar sedan belastningen genom MOSFET och ett meddelande om belastning PÅ visas på LCD-skärmen. OmSpänningfaller under 10V av skymningen till gryningen sensorn, sedanmikrokontrollerstänger av lasten genomMOSFET.
Bästa tekniken för inbyggda system
I den här artikeln tidigare IC-teknik ochmikrokontrollerIC-teknik tillsammans med deras exempel,typeroch praktiskt tillämpning avmikrokontroller och IC-teknik i inbäddade systemapplikationer har diskuterats i korthet. Ovan diskuterade sol laddningsregulator med den tidigare IC-tekniken och med avancerad IC-teknik sommikrokontrollerIC-teknik visar skillnader mellan båda teknikerna. Och det visar också att båda teknikerna fortfarande används baserat på kravet. Båda teknikerna har vissa fördelar och nackdelar när de används för inbäddade system.
IC-teknik minskade storleken på kretsar jämfört med kretsstorleken som byggdes med diskreta komponenter. En avanceradmikrokontrollerIC-teknik minskar storleken på kretsar genom att ersätta många integrerade kretsar i kretsen med en endamikrokontroller IC. Således är kostnaden för kretsarna med IC-tekniken mindre än den diskreta eller transistorteknologin.MicrocontrollerIC-teknikens kretskostnad är lägre jämfört med kostnaden för kretsar designade med IC-teknik. På samma sätt gäller för flera antal parametrarmikrokontrollerteknik är att föredra för inbäddade system jämfört med IC-teknik och diskret komponent- eller transistorteknik.
Inbyggda systemapplikationer med olika tekniker
Figurvisar inbäddade systemapplikationer designad med olika tekniker. För vissa specifika tillämpningar av inbäddade system är IC-teknik att föredra änmikrokontrollerteknologi. Men de flesta av de inbäddade systemapplikationerna användermikrokontrollereftersom den är mer avancerad och har fler fördelar jämfört med IC-teknik. Dessutom kommer teknisk hjälp att tillhandahållas från Edgefx-teknologier vid valetsärskild teknikför din akademiskt projektarbete baserat på ditt intresse för inbäddade system.
