Setiap alat elektronik yang kita gunakan dalam kehidupan seharian direka dengan elektrik dan projek elektronik litar. Ini elektrik danelektroniklitar boleh dirancang dengan menggunakan pelbagai teknologi seperti vakumtiubteknologi, teknologi transistor, litar bersepadu atau teknologi IC, teknologi mikropemproses, danmikrokontrolerteknologi. Teknologi ini dapat dilaksanakan dengan menggunakan komponen elektrik dan elektronik diskrit, litar bersepadu, mikropemproses, dan mikrokontroler. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan mengenai teknologi terbaik untuk sistem tertanam di antara teknologi IC dan teknologi IC canggih seperti teknologi IC mikrokontroler. Tetapi, terutamanya sebelum melangkah lebih jauh, kita mesti mengetahui apa itu teknologi IC danmikrokontrolerTeknologi IC.
Teknologi Sistem Terbenam
Teknologi IC
Pada hari-hari sebelumnya, peranti sistem tertanam yang dirancang menggunakan tabung vakum akan sangat besar ukurannya dan lebih mahal. Transistor kontak titik pertama dikembangkan oleh John Bardeen dan Walter Brattain di Bell Labs pada tahun 1947. Kemudian, penemuan transistor telah mengurangkan dan menggantikanbesar mahaltiub vakum dikomputerreka bentuk. Selepas itu,transistorpenggunaan mengurangkan ukuran litar, kerana transistor ini kurang berukuran, ekonomik, lebih pantas dalam prestasi, boleh dipercayai, dan menggunakan kuasa yang sangat sedikit. Litarmembinamenggunakan transistor dan lain-lain komponen elektronik diskrit dipanggil sebagai litar diskrit.
Teknologi IC
Perubahan revolusioner dibuat dalam merancang elektrik danelektroniklitar dan komputer dengan penemuan litar bersepadu atau teknologi IC. Litar bersepadu bersaiz sangat kecil, sangat dipercayai, paling ekonomik, dan sangat mudah digunakan. Konsep teknologi IC ini diperkenalkan pada tahun 1958, dan teknologi IC ini mengecilkan banyak alat elektrik dan elektronik seperti telefon bimbit, komputer riba, komputer, dan banyak peranti lain. Litar bersepadu boleh didefinisikan sebagaisetlitar elektronik yang disatukan pada plat bahan semikonduktor kecil, biasanya disebut sebagai cip silikon. Setiap IC boleh menjadi sangat padat, mengandungi banyak bilion transistor dan komponen lain di kawasan yang sangat kecil.
Generasi Teknologi IC
Terdapat pelbagai generasi litar bersepadu, dikelaskan berdasarkannombortransistor digunakan pada cip litar bersepadu. Ia adalah: Integrasi skala kecil (SSI), litar bersepadu yang mengandungi beberapa bilangan puluhan transistor. 1960-an menyaksikan integrasi skala sederhana (MSI), cip litar bersepadu yang mengandungi beratus-ratus transistor. Dalam1970-an ada besarskala integrasi (LSI), di mana puluhan ribu transistor disatukan pada setiap cip. Pada tahun 1980-an terdapat integrasi skala yang sangat besar (VLSI), di mana beratus-ratus ribu transistor disatukan pada setiap cip. Tambahan pula, integrasi skala besar (ULSI), bersepadu lebih dari satu juta transistor per cip, integrasi skala wafer (WSI), sistem-pada-cip (SOC), dan litar bersepadu tiga dimensi (3D-IC) sedang dikembangkan. Litar bersepadu seperti 555timer IC, 741 penguat operasi, CMOS, NMOS, Teknologi BICMOS , dan sebagainya dianggap sebagai contoh praktikal teknologi IC.
Jenis IC
Terdapat berbeza jenis litar bersepadu seperti ADC, DAC, amplifier, IC pengurusan kuasa, IC jam dan pemasa, dan IC antara muka yang digunakanuntukpelbagai aplikasi sistem terbenam.
Aplikasi teknologi IC
Solar Charge Controller Menggunakan Teknologi IC oleh Edgefxkits.com
Bukan-mikrokontrolerberdasarkan pengawal cas solar projek adalah aplikasi sederhana teknologi IC. Dalam projek ini, mekanisme pengecasan terkawal dicapai untuk mengelakkan pengecasan,lebihan caj, dan keadaan pembuangan dalam tanpa menggunakanmikrokontroler. Satu set penguat operasi digunakansebagai pembanding untuk voltan panel pemantauan, dan arus bebansecara berterusan. LED hijau dan merah digunakan untuk petunjuk. LED hijau digunakan untuk menunjukkan keadaan bateri yang diisi penuh dan di bawah keadaan pengecasan yang berlebihan atau terlalu tinggi atau dalam ditunjukkan oleh LED merah.
Litar Pengawal Caj Suria Menggunakan Teknologi IC oleh Edgefxkits.com
Suis semikonduktor kuasa MOSFETdigunakan untuk memotongmemuatkan, jika LED merah menunjukkan bateri rendah atau keadaan beban berlebihan. Sekiranya LED hijaumenunjukkankeadaan bercas penuh sebanyakbateri, maka tenaga suria dipintas ke beban dummy dalam litar menggunakan transistor. Oleh itu, bateri dilindungibentukpengecasan berlebihan. Projek ini dapat dipertingkatkan lagi dengan Modem GSM danmikrokontroleruntuk mencapai sistem suria komunikasi dan bilik kawalan untuk memantau statussistem.
Pengawal mikroKAD PENGENALAN
Mikrokontroler adalah IC lanjutan atau litar bersepadu yang digabungkan dengan periferal tambahan. Pembangunan dan penggunaan sistem terbenam ’ aplikasi sedang meningkatdengan kemajuan teknologi IC seperti teknologi mikropemproses, danmikrokontrolerteknologi. Kekurangan teknologi transistor, teknologi IC semakin berkurang dengan teknologi mikropemproses canggih dan teknologi mikrokontroler. Mikroprosesor mengintegrasikan fungsi unit pemprosesan pusat komputer (CPU) pada satu atau beberapa litar bersepadu. Seorang mpengawal mikrounit boleh diperlakukan sebagaikomputer kecilpada litar bersepadu tunggal yang terdiri daripada unit pemprosesan pusat kecil, pengayun kristal, pemasa, pengawas dan I / O analog. Terdapat pelbagai jenis daftar, gangguan yang digunakan untuk beberapa tugas tertentu.Pengawal mikroadalah dari pelbagai jenis seperti mikrokontroler AVR, mikrokontroler PIC, dan sebagainya. Tetapi biasanya 8051mikrokontroler IC digunakan untuk sebahagian besar aplikasi sistem tertanam.
8051 Pengawal Mikro
Sekiranya kita menggunakan teknologi IC, maka banyak bilangan komponen diskrit diperlukan untuk melakukan beberapa tugas dalam sistem tertanam. Sekiranya kita menggunakan teknologi IC canggih sepertimikrokontrolerteknologi, maka hanya dengan menulis beberapa baris pengaturcaraan mudah kita dapat melakukan pelbagai tugas. Oleh itu,nomborkomponen diskrit, ukuran litar, kerumitan, dan kos dapat dikurangkan dalam sistem tertanam dengan menggunakanmikrokontrolerteknologi.
Aplikasi Teknologi Mikrokontroler
Pengawal cas suria yang menggunakan mikrokontroler adalah aplikasi khas dari mikrokontroler IC majuteknologi. Untuk menggunakan tenaga suria dengan cekap, pencahayaan tenaga suriasistem termasuklampu solar, lampu jalan solar, dan sistem lampu rumah & taman solar digunakan di kawasan luar bandar dan juga bandar. Sistem tenaga suria terutamanya terdiri daripada empat utamakomponen: fotovoltaikmodul, pengecas bateri, beban, dan solar yang boleh dicas semula.
Solar Charge Controller Menggunakan Teknologi Mikrokontroler
Gambarajah blok sistem tenaga suria dengan empat blok utama menggunakanmikrokontrolerteknologi ditunjukkan dalam gambar. Di antara empat komponen ini, pertimbangkan pengawal cas solar menggunakan mikrokontroler yang berperanan besar dalam meningkatkan prestasi keseluruhan sistem tenaga suria. Komponen perkakasan yang digunakan untuklitar pengawal cas solaradalah AT89C2051mikrokontroler, siri ADC0831, pengatur voltan IC7805 , suis semikonduktor kuasa MOSFET, paparan LCD, bateri boleh dicas semula, kawalan cas, sensor senja hingga subuh, dan kawalan beban.
Bateridigunakan untuk menyediakan bekalan DC 5V yang diatur untuk menghidupkanmikrokontroleryang digunakan untuk memantau voltan bateri menggunakan ADC.Voltan0V-20V diturunkan ke V-5V menggunakan pembahagi berpotensi dengan susunan perintang yang dibuat pada pin 2 ADC dan nilai-nilai ini dipaparkan pada paparan LCD. Dengan menggunakan teknik regulasi selari, arus pengisian dibiarkan mengalir kebateridan berhenti mengecas bateri jika bateri terisi penuh. Berdasarkan isyarat input yang diterima dari sensor senja hingga subuh, themikrokontrolermenukar relay pengecasan atau beban. ThePaparan LCDdidorong olehmikrokontroleruntuk memaparkan mesej pengecasan.
Litar Pengawal Cas Suria Menggunakan Teknologi Mikrokontroler
Sekiranyabateridicas sepenuhnya (sehingga14V), kemudiangegantidiberi tenaga melalui MOSFET untuk mengganggu pengecasan. Kemudian pemasa 5 minit akan dimulakanoleh mikrokontrolerdan LCD memaparkan mesej sebagai bateri penuh. Sekiranya pemasa ini berlalu, makabateridisambungkan semula ke panel suria oleh geganti dan dengan itu arus pengisian suria berdenyut selamavoltan solarhadir. Sekiranyavoltan panel solarjatuh di bawah voltan diod zenersensor senja hingga subuh , makamikrokontrolermenerima isyarat dari sensor senja hingga subuh, kemudian mengaktifkan beban melalui MOSFET dan mesej beban ON dipaparkan pada paparan LCD. Sekiranyavoltanjatuh di bawah 10V sensor senja hingga subuh, makamikrokontrolermematikan beban melaluiMOSFET.
Teknologi Terbaik Untuk Sistem Terbenam
Dalam artikel ini, sebelumnya teknologi IC danmikrokontrolerTeknologi IC bersama dengan contohnya,jenis, dan praktikal permohonanmikrokontroler dan teknologi IC di aplikasi sistem terbenam telah dibincangkan secara ringkas. Pengawal caj solar yang dibincangkan di atas dengan teknologi IC terdahulu dan dengan teknologi IC canggih sepertimikrokontrolerTeknologi IC menunjukkan perbezaan antara kedua-dua teknologi tersebut. Dan itu juga menunjukkan bahawa kedua-dua teknologi masih digunakan berdasarkan keperluan. Kedua-dua teknologi mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan semasa digunakan untuk sistem tertanam.
Teknologi IC mengurangkan ukuran litar berbanding dengan ukuran litar yang dibina menggunakan komponen diskrit. Seorang yang majumikrokontrolerTeknologi IC mengurangkan ukuran litar dengan menggantikan banyak litar bersepadu di litar dengan satuIC mikrokontroler. Oleh itu, kos litar dengan teknologi IC lebih rendah daripada teknologi diskrit atau transistor.Pengawal mikroKos litar teknologi IC lebih rendah, berbanding dengan kos litar yang dirancang dengan teknologi IC. Begitu juga, untuk beberapa parameter,mikrokontrolerteknologi lebih disukai untuk sistem embedded berbanding teknologi IC dan komponen diskrit atau teknologi transistor.
Aplikasi Sistem Terbenam Menggunakan Teknologi yang Berbeza
Gambarmenunjukkan aplikasi sistem terbenam direka dengan teknologi yang berbeza. Untuk beberapa aplikasi sistem embedded tertentu, teknologi IC lebih disukai daripadamikrokontrolerteknologi. Tetapi kebanyakan aplikasi sistem embedded menggunakanmikrokontrolerteknologi, kerana lebih maju dan mempunyai lebih banyak kelebihan berbanding teknologi IC. Tambahan lagi, bantuan teknikal akan diberikan kepada anda dari teknologi Edgefx dalam memilihteknologi tertentuUntuk kamu kerja projek akademik berdasarkan minat anda terhadap sistem terbenam.
