Chaque appareil électronique que nous utilisons dans notre vie quotidienne est conçu avec des projets électroniques circuits. Ces électriques etélectroniqueles circuits peuvent être conçus en utilisant diverses technologies telles que le videtubesla technologie, la technologie des transistors, la technologie des circuits intégrés ou des circuits intégrés, la technologie des microprocesseurs etmicrocontrôleurLa technologie. Ces technologies peuvent être mises en œuvre à l'aide de composants électriques et électroniques discrets, de circuits intégrés, de microprocesseurs et de microcontrôleurs. Dans cet article, nous discuterons de la meilleure technologie pour les systèmes embarqués parmi les technologies IC et la technologie IC avancée telle que la technologie IC de microcontrôleur. Mais avant d'aller plus loin, nous devons savoir ce qu'est la technologie IC etmicrocontrôleurTechnologie IC.
Technologies des systèmes embarqués
Technologie IC
Dans les premiers temps, les dispositifs du système embarqué étaient conçus à l'aide de tubes à vide de très grande taille et plus chers. Le premier transistor à contact ponctuel a été développé par John Bardeen et Walter Brattain aux Bell Labs en 1947. Ensuite, l'invention des transistors a réduit et remplacé leencombrant chertubes à vide dansdes ordinateursdessins. Par la suite, letransistorsl'utilisation a réduit la taille des circuits, car ces transistors sont moins volumineux, économiques, plus rapides en termes de performances, fiables et consomment très moins d'énergie. Circuitsconstruireutilisant des transistors et autres composants électroniques discrets sont appelés circuits discrets.
Technologie IC
Un changement révolutionnaire a été apporté à la conception électrique etélectroniquecircuits et les ordinateurs avec l'invention des circuits intégrés ou de la technologie IC. Les circuits intégrés sont de très petite taille, très fiables, les plus économiques et très simples à utiliser. Ce concept de technologie IC a été introduit en 1958, et cette technologie IC a miniaturisé de nombreux gadgets électriques et électroniques tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, les ordinateurs et de nombreux autres appareils. Le circuit intégré peut être défini comme unensemblede circuits électroniques intégrés sur une petite plaque de matériau semi-conducteur, généralement appelée puce de silicium. Chaque circuit intégré peut être très compact, contenant de nombreux milliards de transistors et d'autres composants dans une très petite zone.
Générations de technologie IC
Il existe différentes générations de circuits intégrés, classé en fonction de lanumérode transistors utilisé sur les puces de circuits intégrés. Ce sont: intégration à petite échelle (SSI), circuits intégrés contenant quelques dizaines de transistors. Les années 1960 ont vu l'intégration à moyenne échelle (MSI), des puces de circuits intégrés contenant des centaines de transistors. Dans1970, il y avait de grandesintégration d'échelle (LSI), dans laquelle des dizaines de milliers de transistors sont intégrés sur chaque puce. Dans les années 1980, il y avait une intégration à très grande échelle (VLSI), dans laquelle des centaines de milliers de transistors sont intégrés sur chaque puce. En outre, l'intégration à très grande échelle (ULSI), l'intégration de plus d'un million de transistors par puce, l'intégration à l'échelle de la tranche (WSI), le système sur puce (SOC) et les circuits intégrés tridimensionnels (3D-IC) sont en cours de développement. Circuits intégrés tels que 555timer IC, 741 amplificateurs opérationnels, CMOS, NMOS, Technologie BICMOS , et ainsi de suite sont considérés comme des exemples pratiques de la technologie IC.
Types de CI
Ils sont différents types de circuits intégrés tels que ADC, DAC, amplificateurs, circuits intégrés de gestion de l'alimentation, circuits intégrés d'horloge et de minuterie et circuits intégrés d'interface utiliséspourdiverses applications de systèmes embarqués.
Application de la technologie IC
Contrôleur de charge solaire utilisant la technologie IC par Edgefxkits.com
Ne pas-microcontrôleurbasé régulateur de charge solaire projet est une application simple de la technologie IC. Dans ce projet, un mécanisme de charge contrôlé est réalisé pour éviter sous charge,plus de charge, et les conditions de décharge profonde sans utilisermicrocontrôleur. Un ensemble de des amplificateurs opérationnels sont utiliséscomme comparateurs pour la surveillance de la tension du panneau et du courant de chargeen continu. Les LED vertes et rouges sont utilisées pour l'indication. Les LED vertes sont utilisées pour indiquer l'état de la batterie complètement chargée et les conditions de charge ou de surcharge ou de décharge profonde sont indiquées par des LED rouges.
Circuit de contrôleur de charge solaire utilisant la technologie IC par Edgefxkits.com
Commutateur à semi-conducteur de puissance MOSFETest utilisé pour coupercharge, si les LED rouges indiquent une batterie faible ou une condition de surcharge. Si les LED vertesindiquerétat complètement chargé debatterie, puis l'énergie solaire est contournée vers une charge fictive dans le circuit à l'aide d'un transistor. Ainsi, la batterie est protégéeformeplus de charge. Ce projet peut être encore amélioré avec un Modem GSM etmicrocontrôleurpour réaliser le système solaire de communication et la salle de contrôle pour surveiller l'état dusystème.
MicrocontrôleurIC
Le microcontrôleur est un CI avancé ou un circuit intégré incorporé avec des périphériques supplémentaires. Le développement et l'utilisation du systèmes embarqués' applications augmenteavec l'avancement des technologies IC telles que la technologie des microprocesseurs, etmicrocontrôleurLa technologie. Inconvénients de la technologie des transistors, la technologie IC ont été diminuées avec les technologies avancées de microprocesseur et de microcontrôleur IC. Un microprocesseur intègre les fonctions de l’unité centrale de traitement (CPU) d’un ordinateur sur un ou quelques circuits intégrés. Suisicrocontrôleurl'unité peut être traitée comme unpetit ordinateursur un seul circuit intégré composé d'une petite unité centrale, d'un oscillateur à quartz, de minuteries, d'un chien de garde et d'E / S analogiques. Il existe différents types de registres, d'interruptions qui sont utilisés pour certaines tâches spécifiques.Microcontrôleurssont de types différents tels que le microcontrôleur AVR, le microcontrôleur PIC, etc. Mais typiquement 8051microcontrôleur IC est utilisé pour la plupart des applications de systèmes embarqués.
Microcontrôleur 8051
Si nous utilisons la technologie IC, plusieurs nombres de composants discrets sont nécessaires pour effectuer certaines tâches dans les systèmes embarqués. Si nous utilisons une technologie IC avancée telle quemicrocontrôleurtechnologie, alors juste en écrivant quelques lignes de programmation simples, nous pouvons effectuer plusieurs tâches. Ainsi, lenumérodes composants discrets, la taille des circuits, la complexité et le coût peuvent être réduits dans les systèmes embarqués en utilisantmicrocontrôleurLa technologie.
Application de la technologie des microcontrôleurs
Le contrôleur de charge solaire utilisant un microcontrôleur est un application typique de microcontrôleur IC avancéLa technologie. Pour utiliser efficacement l'énergie solaire, l'éclairage solairesystèmes comprenantdes lanternes solaires, des lampadaires solaires et des systèmes d'éclairage solaire pour maisons et jardins sont utilisés dans les zones rurales et urbaines. Le système d'énergie solaire se compose principalement de quatreComposants: photovoltaïquemodule, batterie rechargeable, charge et contrôleur de charge solaire.
Contrôleur de charge solaire utilisant la technologie de microcontrôleur
Le schéma de principe d'un système d'énergie solaire avec quatre blocs principaux utilisantmicrocontrôleurla technologie est montrée dans la figure. Parmi ces quatre composants, considérons le contrôleur de charge solaire utilisant un microcontrôleur qui joue un rôle majeur dans l'augmentation des performances globales du système d'énergie solaire. Les composants matériels utilisés pourcircuit de contrôleur de charge solairesont AT89C2051microcontrôleur, série ADC0831, régulateur de tension IC7805 , interrupteur à semi-conducteur MOSFET, écran LCD, batterie rechargeable, contrôle de charge, capteur du crépuscule à l'aube et contrôle de charge.
Une pileest utilisé pour fournir une alimentation régulée 5 V CC pour alimenter lemicrocontrôleurqui est utilisé pour surveiller la tension de la batterie en utilisant ADC.La tensionde 0V-20V est réduit à V-5V en utilisant un diviseur de potentiel avec un arrangement de résistance réalisé à la broche 2 de l'ADC et ces valeurs sont affichées sur l'écran LCD. En utilisant une technique de régulation parallèle, le courant de charge peut circuler dans lebatterieet arrête de charger la batterie si la batterie est complètement chargée. Sur la base des signaux d'entrée reçus du capteur du crépuscule à l'aube, lemicrocontrôleurcommute le relais de charge ou de charge. Leaffichage LCDest conduit par lemicrocontrôleurpour afficher le message de charge.
Circuit de contrôleur de charge solaire utilisant la technologie de microcontrôleur
Si labatterieest complètement chargé (jusqu'à14V), puisrelaisest alimenté par MOSFET pour interrompre la charge. Ensuite, la minuterie de 5 minutes démarrepar microcontrôleuret l'écran LCD affiche le message comme batterie pleine. Si ce minuteur est écoulé, lebatterieest reconnecté au panneau solaire par un relais et ainsi le courant de charge solaire est pulsé tant quetension solaireest présent. Si latension du panneau solairetombe en dessous de tension de la diode zenerdu capteur du crépuscule à l'aube , puis lemicrocontrôleurreçoit un signal du capteur du crépuscule à l'aube, puis active la charge via le MOSFET et un message de charge ON est affiché sur l'écran LCD. SiTensiontombe en dessous de 10V du capteur du crépuscule à l'aube, puis lemicrocontrôleuréteint la charge via leMOSFET.
Meilleure technologie pour les systèmes embarqués
Dans cet article, plus tôt la technologie IC etmicrocontrôleurLa technologie IC avec leurs exemples,les typeset pratique application demicrocontrôleur et la technologie IC dans applications de systèmes embarqués ont été discutés en bref. Le contrôleur de charge solaire discuté ci-dessus avec l'ancienne technologie IC et avec une technologie IC avancée telle quemicrocontrôleurLa technologie IC montre des différences entre les deux technologies. Et cela montre également que les deux technologies sont toujours utilisées en fonction de l'exigence. Les deux technologies présentent certains avantages et inconvénients lorsqu'elles sont utilisées pour les systèmes embarqués.
La technologie IC a réduit la taille des circuits par rapport à la taille des circuits construits à l'aide de composants discrets. Un avancémicrocontrôleurLa technologie IC réduit la taille des circuits en remplaçant de nombreux circuits intégrés dans le circuit par un seulmicrocontrôleur IC. Ainsi, le coût des circuits avec la technologie IC est inférieur à celui de la technologie discrète ou transistor.MicrocontrôleurLe coût des circuits de technologie IC est inférieur à celui des circuits conçus avec la technologie IC. De même, pour plusieurs nombres de paramètres, lemicrocontrôleurla technologie est préférable pour les systèmes embarqués par rapport à la technologie IC et à la technologie des composants discrets ou des transistors.
Applications de systèmes embarqués utilisant différentes technologies
Chiffrespectacles applications de systèmes embarqués conçu avec différentes technologies. Pour certaines applications spécifiques des systèmes embarqués, la technologie IC est préférable àmicrocontrôleurLa technologie. Mais la plupart des applications de systèmes embarqués utilisentmicrocontrôleurtechnologie, car elle est plus avancée et présente plus d'avantages par rapport à la technologie IC. De plus, une aide technique vous sera fournie par les technologies Edgefx pour choisirtechnologie particulièrepour votre travail de projet académique en fonction de votre intérêt pour les systèmes embarqués.
