Hardver alapjai: mi is pontosan a mikrovezérlő?

Alapvető szinten a mikrovezérlő csak egy apró számítógép.

Az a tény, hogy „apró számítógép”, valójában nem mond el sokat. Menjünk hát mélyebben. Sokan társítják a mikrovezérlőket az Arduino-hoz. De fontos kiemelni, hogy az Arduino nem mikrovezérlő . Az Arduino egy teljes platform, amely a szoftvereken és a hardvereken átível.

Az Arduino olyan eszközöket gyárt, mint az Arduino Uno:

Az Arduino Uno sem mikrovezérlő. Ez az Atmel ATmega328P mikrovezérlőn alapuló kitörő tábla.

Így néz ki az Atmel mikrovezérlő:

Ha kezdőként csak az Atmel mikrovezérlő lenne a kezében, az nem lenne túl hasznos. Itt jön be a kitörő tábla.

A kitörő tábla egy nagyobb eszközre „bontja” a mikrovezérlő csapjait (például Arduino Uno). Ez a nagyobb eszköz megkönnyíti a mikrovezérlő használatát.

Az Arduino Uno esetében a kitörési kártya lehetővé teszi az USB-kábel behelyezését, áramellátást, a készülék programozását és egyebeket.

A kitörő tábla nélkül egy kezdő számára ez ijesztő feladat lenne. Ez a probléma az oka annak, hogy az Arduino létezik - annak érdekében, hogy szuperkönnyen megismerhesse a hardvert.

Ah, szóval olyan, mint a Raspberry Pi?

Nos, nem teljesen. Az Arduino és a Raspberry Pi definíció szerint még mindig számítógépek. De a Raspberry Pi egypaneles számítógépnek számít. Az egylapos számítógép egy teljes áramkör, amely egyetlen áramköri kártyára épül.

A laptop technikailag egypaneles számítógép is - csak egy nagy teljesítményű. A Raspberry Pi a laptop ugyanazon hardverének egyszerű változata. Ahogy a laptop operációs rendszert (Windows, Mac vagy Linux) futtat, a Raspberry Pi Linux operációs rendszert is futtat.

Most térjünk vissza a mikrovezérlőkhöz. A mikrovezérlők nem futtathatnak operációs rendszert. A mikrokontrollerek szintén nem rendelkeznek ugyanannyi számítási erővel vagy erőforrással, mint a legtöbb egykártyás számítógépek.

A mikrovezérlő csak egy programot fog futtatni ismételten - nem egy teljes operációs rendszert. Az Arduino programokban ezt láthatjuk, mert csak két funkcióra van szükségük: Setupés loop. Setupegyszer fut, és loopkorlátlanul fog futni.

Szóval, mi az a mikrovezérlő?

A mikrovezérlő egy kicsi számítógép, kevés memóriával és programozható bemeneti / kimeneti perifériákkal.

Bemenetek / kimenetek

Mint valószínűleg tudja, a számítógéppel minden végül bináris (0 vagy 1) -nel kezdődik.

A bemenet azt jelenti, hogy a mikrovezérlő binárisan fog olvasni. A bemenet például egy érzékelő lehet.

A kimenet azt jelenti, hogy a mikrovezérlő binárisat küld. Például egy motor vagy LED vezérlése lehet.

Miért van szükség mikrokontrollerekre?

Nos, ezek „számítógépek” voltak, mire rátértünk a ma ismert számítógépek ötletére. A mikrokontrollerek azért ragadtak körül, mert egyes számítási feladatok hihetetlenül triviálisak és egyszerű logikát igényelnek. Például egy kapcsoló megfordítása vagy a kis alkatrészek - például egy LED-es lámpa - vezérlése nem igényel ugyanazokat az erőforrásokat, amelyekre szükségünk van a napi feladatokhoz, például az e-mail küldéséhez.

Ma használjuk őket, mert alacsony fogyasztású és alacsony memóriájuk miatt alacsony költségűek. A mikrovezérlők annak az oknak a részei, amelyek miatt a dolgok internete ma lehetséges és sikeres.

Hogyan szerezhetek egyet?

Melyik mikrovezérlőt szeretné beszerezni, attól függ, hogy melyik problémát szeretné megoldani. Ha valami egyszerű dolgot csinálsz - be- és kikapcsolod a dolgokat, vagy egy érzékelőt olvasol -, akkor nagyjából minden mikrovezérlő megteszi.

Ha játékot szeretne folytatni, vagy bonyolultabb ötletei vannak, nagyobb számítási teljesítményre lesz szüksége, ezért fel kell lépnie egy egykártyás számítógépekre, például a Raspberry Pi-re.

Az Adafruit és a Sparkfun egyaránt rengeteg készlettel és hardverrel rendelkezik, amelyek mind csodálatosak. Használhatja az oktatóanyagokat is.

A Losantnak van néhány remek készlete is. Készíthet saját ajtóérzékelőt - értesítést kap, ha egy ajtó túl sokáig nyitva marad.

Ha nincs konkrét megoldandó problémája, csak ragadjon meg egy hardvert és játsszon vele.

Íme néhány dolog, amelyet megvásárolhat a kezdéshez:

1. A NodeMCU nevű tábla.

A NodeMCU az ESP8266 mikrokontrolleren alapuló tábla. Ez a tábla azért különleges, mert olcsó és WiFi-t támogat. Ez csak körülbelül 8,79 dollárt fog futtatni az Amazon-on, és még kevésbé az Ebay-en.

Nem minden mikrovezérlő képes WiFi-t használni. Az a tény, hogy ez a projekt, megnyitja az ajtót számos olyan projekthez, amelyeket ezzel az eszközzel felépíthet. Például gyűjthet adatokat és elküldheti azokat a felhőbe ☁️.

2. Szüksége lesz néhány érzékelőre

Érzékelők nélkül nem lehet hardver. Az érzékelők lehetővé teszik a környezet és a körülötted lévő világ érzékelését. Remek eszköz a tanuláshoz is.

3. Szüksége lesz egy Breadboard & Jumper huzalokra:

Az érzékelő és a mikrovezérlő összekapcsolásához be kell dugnia őket a Kenyérlapba, és a Jumper vezetékekkel kell összekapcsolniuk őket.

Ne feledje: az eBay-en és az AliExpress-en minden olcsóbb. Csak pár hetet kell várnia a szállításra

Mit építsek?

Ismét - és ezt nem tudom elégszer hangsúlyozni - így könnyebb a projektet szem előtt tartva kezdeni. Most, hogy megértette, mi az a mikrovezérlő, és hogyan lehet ilyet beszerezni, másképp nézze meg a körülötted lévő világot. Mit tudsz irányítani? Mit tud automatizálni? Amint elkezdi válaszolni ezeket a kérdéseket, talál egy projektet.

Miközben a projekteken gondolkodik, Hackster a legjobb barátod. Hackster rengeteg ESP8266 projektet és néhány jó Arduino projektet tartalmaz:

Például meg lehet élni egy gyermekkori álmot.

Akár robotokat is építhet.

A lényeg az, hogy csak egy ötletre van szükséged.

Néha a való világ programozása szórakoztatóbb, mint a virtuális programozása.

Mi a következő lépés?

A mikrovezérlők csak a kezdet. A hardver világa felfedezésre vár. Boldog hackelés ??

További irodalom:

Az abszolút kezdő útmutató Arduino-hoz

A karácsonyi szünetben szerettem volna valami újat tanulni. Már egy ideje figyeltem Arduino-t, és… a forefront.io

Taron Foxworth hardveres hacker és a Losant fejlesztői evangélistája. Célja a technológia lefordítása, hogy az emberek megtanulják, szeressék és inspirálják őket.