Alle elektroniske enheder, som vi bruger i vores daglige liv, er designet med elektrisk og elektronikprojekter kredsløb. Disse elektriske ogelektronikkredsløb kan designes ved hjælp af forskellige teknologier såsom vakuumrørteknologi, transistorteknologi, integreret kredsløb eller IC - teknologi, mikroprocessorteknologi ogmikrokontrollerteknologi. Disse teknologier kan implementeres ved hjælp af diskrete elektriske og elektroniske komponenter, integrerede kredsløb, mikroprocessorer og mikrokontroller. I denne artikel vil vi diskutere om den bedste teknologi til indlejrede systemer blandt IC-teknologier og avanceret IC-teknologi, såsom mikrocontroller IC-teknologi. Men først og fremmest inden vi fortsætter, skal vi vide, hvad der er IC-teknologi ogmikrokontrollerIC-teknologi.

Indlejrede systemteknologier

IC-teknologi

I tidligere dage blev indlejrede systemindretninger designet med vakuumrør ville være meget større i størrelse og dyrere. Den første punktkontakttransistor blev udviklet af John Bardeen og Walter Brattain hos Bell Labs i 1947. Derefter har opfindelsen af transistorer reduceret og erstattetomfangsrig dyrtvakuumrør icomputeredesign. Derefter blevtransistorerbrug reducerede størrelsen på kredsløb, da disse transistorer er mindre i størrelse, økonomiske, hurtigere i ydelse, pålidelige og bruger meget mindre strøm. Kredsløbbyggeved hjælp af transistorer og andet diskrete elektroniske komponenter kaldes som diskrete kredsløb.

IC-teknologi

“dele af fiberoptisk kabel ”

Revolutionerende ændringer blev foretaget i design elektrisk ogelektronikkredsløb og computere med opfindelsen af integrerede kredsløb eller IC-teknologi. Integrerede kredsløb er meget små i størrelse, meget pålidelige, mest økonomiske og meget enkle at bruge. Dette begreb IC-teknologi blev introduceret i 1958, og denne IC-teknologi miniaturiserede mange elektriske og elektroniske gadgets som mobiltelefoner, bærbare computere, computere og mange andre enheder. Integreret kredsløb kan defineres som ensætaf elektroniske kredsløb integreret på en lille plade til halvledermateriale, typisk kaldet siliciumchip. Hver IC kan være meget kompakt og indeholde mange milliarder transistorer og andre komponenter i meget lille område.

Generationer af IC-teknologi

Der er forskellige generationer af integrerede kredsløb, klassificeret baseret pånummeraf transistorer bruges på integrerede kredsløbschips. De er: Lille skala integration (SSI), integrerede kredsløb, der indeholder et par antal titalls transistorer. 1960'erne var vidne til mellemstor integration (MSI), integrerede kredsløbschips indeholdende hundredvis af transistorer. I1970'erne var der stortskalaintegration (LSI), hvor titusinder af transistorer er integreret på hver chip. I 1980'erne var der meget stor integration (VLSI), hvor hundreder af tusinder af transistorer er integreret på hver chip. Desuden udvikles ultra-stor integration (ULSI), integreret mere end en million transistorer pr. Chip, wafer-skala integration (WSI), system-on-chip (SOC) og tredimensionelle integrerede kredsløb (3D-IC). Integrerede kredsløb såsom 555timer IC, 741 operationelle forstærkere, CMOS, NMOS, BICMOS-teknologi og så videre betragtes som praktiske eksempler på IC-teknologi.

Typer af IC'er

Der er forskellige typer integrerede kredsløb såsom ADC, DAC, forstærkere, strømstyrings-IC'er, IC'er til ur og timer og interface-IC'er, der brugestilforskellige indlejrede systemapplikationer.

Anvendelse af IC-teknologi

Solar Charge Controller ved hjælp af IC-teknologi af Edgefxkits.com

Ikke-mikrokontrollerbaseret solopladningsregulator projektet er en simpel anvendelse af IC-teknologi. I dette projekt opnås kontrolleret opladningsmekanisme for at undgå under opladning,over opladningog dybe afladningsforhold uden brugmikrokontroller. Et sæt af operationelle forstærkere er brugtsom komparatorer til overvågning af panelspænding og belastningsstrømkontinuerligt. Grønne og røde lysdioder bruges til indikation. Grønne LED'er bruges til at indikere fuldt opladet batteritilstand, og under opladede eller overbelastede eller dybe afladningsforhold er angivet med røde lysdioder.

“hvad er en kontinuitetstester ”

Solar Charge Controller Circuit ved hjælp af IC-teknologi af Edgefxkits.com

Strøm halvlederafbryder MOSFETbruges til at afskærebelastning, hvis røde lysdioder indikerer lavt batteriniveau eller overbelastning. Hvis grønne lysdioderangivefuldt opladet tilstand afbatteriDerefter overføres solenergi til en dummy-belastning i kredsløbet ved hjælp af en transistor. Således er batteriet beskyttetformover opladning. Dette projekt kan forbedres yderligere med en GSM-modem ogmikrokontrollerat opnå kommunikation solsystem og kontrolrum til overvågning af status forsystem.

MikrocontrollerIC

Microcontroller er et avanceret IC eller integreret kredsløb, der er inkorporeret med ekstra perifert udstyr. Udviklingen og anvendelsen af indlejrede systemer ' applikationer stigermed fremskridt inden for IC - teknologier såsom mikroprocessorteknologi ogmikrokontrollerteknologi. Ulemper ved transistorteknologi, IC-teknologi blev mindsket med avancerede IC-teknologier mikroprocessor og mikrocontroller teknologi. En mikroprocessor integrerer funktioner på en computers centrale processorenhed (CPU) på et enkelt eller et par integrerede kredsløb. A mmikrocontrollerenhed kan behandles som enlille computerpå et enkelt integreret kredsløb, der består af en lille central processorenhed, krystaloscillator, timere, vagthund og analog I / O. Der er forskellige typer registre, afbrydelser, der bruges til nogle specifikke opgaver.Mikrocontrollereer af forskellige typer såsom AVR-mikrocontroller, PIC-mikrocontroller og så videre. Men typisk 8051mikrokontroller IC bruges til de fleste af de indlejrede systemapplikationer.

8051 Mikrocontroller

Hvis vi bruger IC-teknologi, kræves der flere numre af diskrete komponenter for at udføre nogle opgaver i indlejrede systemer. Hvis vi bruger avanceret IC-teknologi som f.eksmikrokontrollerteknologi, så bare ved at skrive et par enkle programmeringslinjer kan vi udføre flere opgaver. Således er dennummeraf diskrete komponenter, kan størrelsen på kredsløb, kompleksiteten og omkostningerne reduceres i indlejrede systemer ved hjælp afmikrokontrollerteknologi.

Anvendelse af mikrokontroller teknologi

Solar charge controller ved hjælp af microcontroller er en typisk anvendelse af mikrokontroller avanceret ICteknologi. For at udnytte solenergi effektivt, soldrevet belysningsystemer inklusivesollygter, gadelamper til solenergi og belysningssystemer til hus og have bruges i landlige såvel som byområder. Solenergisystem består hovedsageligt af fire storekomponenter: solcellermodul, genopladeligt batteri, belastning og solopladningsregulator.

Solar Charge Controller ved hjælp af Microcontroller Technology

Blokdiagrammet over et solenergisystem med fire hovedblokke ved hjælp afmikrokontrollerteknologien er vist i figuren. Blandt disse fire komponenter skal du overveje solafgiftsregulatoren ved hjælp af mikrocontroller, der spiller en vigtig rolle i at øge solcelleanlæggets samlede ydeevne. De hardwarekomponenter, der bruges tilsolcellestyringskredsløber AT89C2051mikrokontroller, seriel ADC0831, spændingsregulator IC7805 , strøm halvlederkontakt MOSFET, LCD-display, genopladeligt batteri, opladningskontrol, skumring til daggry-sensor og en belastningskontrol.

Et batteribruges til at levere 5V DC reguleret forsyning til at tænde formikrokontrollerder bruges til at overvåge batterispændingen ved hjælp af ADC.Spændingenpå 0V-20V skaleres ned til V-5V ved hjælp af en potentiel skillevæg med et modstandsarrangement lavet ved stift 2 i ADC, og disse værdier vises på LCD-displayet. Ved hjælp af en parallel reguleringsteknik får ladestrøm lov til at strømme ind ibatteriog holder op med at oplade batteriet, hvis batteriet er fuldt opladet. Baseret på de indgangssignaler, der modtages fra skumring til daggry-sensoren, ermikrokontrollerskifter opladnings- eller lastrelæ. DetLCD-skærmer drevet afmikrokontrollerfor at få vist opladningsmeddelelse.

Solar Charge Controller Circuit ved hjælp af Microcontroller Technology

“hvad er de elektronens bølgelængde ”

Hvisbatterier fuldt opladet (op til14V), derefterrelæfår strøm gennem MOSFET for at afbryde opladningen. Derefter startes 5 minutters timerved mikrokontrollerog LCD viser meddelelsen som fuldt batteri. Hvis denne timer er forløbet, såbatterier tilsluttet solpanelet igen ved hjælp af et relæ, og således pulseres solopladningsstrømmen så længe somsolspændinger til stede. Hvissolpanelspændingfalder under zenerdiodespændingaf sensoren til skumring til daggry , dereftermikrokontrollermodtager et signal fra skumring til daggry-sensoren, aktiverer derefter belastningen gennem MOSFET, og der vises en meddelelse om belastning TIL på LCD-displayet. Hvisspændingfalder under 10V af skumring til daggry-sensoren, dereftermikrokontrollerslukker for lasten gennemMOSFET.

Bedste teknologi til indlejrede systemer

I denne artikel, tidligere IC-teknologi ogmikrokontrollerIC-teknologi sammen med deres eksempler,typerog praktisk anvendelse afmikrokontroller og IC - teknologi i indlejrede systemapplikationer er blevet diskuteret i korte træk. Ovenstående diskuterede solopladningsregulator med den tidligere IC-teknologi og med avanceret IC-teknologi som f.eksmikrokontrollerIC-teknologi viser forskelle mellem begge teknologier. Og det viser også, at begge teknologier stadig bruges baseret på kravet. Begge teknologier har nogle fordele og ulemper, mens de bruges til indlejrede systemer.

IC-teknologi reducerede størrelsen på kredsløb sammenlignet med kredsløbsstørrelsen bygget ved hjælp af diskrete komponenter. En avanceretmikrokontrollerIC-teknologi reducerer størrelsen på kredsløb ved at erstatte mange integrerede kredsløb i kredsløbet med en enkeltmikrocontroller IC. Således er omkostningerne ved kredsløbene med IC-teknologien mindre end den diskrete eller transistorteknologien.MikrocontrollerIC-teknologikredsløbets omkostninger er mindre sammenlignet med omkostningerne ved kredsløb designet med IC-teknologi. Tilsvarende, for flere antal parametre, ermikrokontrollerteknologi foretrækkes til indlejrede systemer sammenlignet med IC-teknologi og diskret komponent- eller transistorteknologi.

Indlejrede systemapplikationer ved hjælp af forskellige teknologier

Figurviser sig indlejrede systemapplikationer designet med forskellige teknologier. For nogle specifikke applikationer af indlejrede systemer foretrækkes IC-teknologi endmikrokontrollerteknologi. Men de fleste af de integrerede systemapplikationer brugermikrokontrollerteknologi, da den er mere avanceret og har flere fordele i forhold til IC-teknologi. Derudover vil der blive ydet teknisk hjælp fra Edgefx-teknologier til valgbestemt teknologitil din akademisk projektarbejde baseret på din interesse i indlejrede systemer.