Kva er ein mikrokontroller?

Ein mikrokontroller er ei minidatamaskin som er bygd på eit kretskort. Han inneheld ein liten "hjerne" som vi kallar mikroprosessor, eit minne for å lagre informasjon og ulike tilkoplingar for å snakke med andre einingar.

Mikrokontrollerar blir programmerte til å utføre spesifikke oppgåver, til dømes kontrollere ein robot, styre belysninga i eit hus eller samle data frå sensorar.

I motsetning til ei vanleg datamaskin er denne kompakte eininga designa for klart definerte oppgåver innanfor eit avgrensa sett av program og tilkoplingar.

Mikrokontrolleren inneheld i utgangspunktet dei same komponentane som ei vanleg datamaskin, men komponentane er spesialtilpassa til arbeidsoppgåvene sine. I all hovudsak består ein mikrokontroller av desse komponentane:

Mikroprosessor

Mikroprosessoren fungerer som hjernen til mikrokontrolleren. Han er ansvarleg for å utføre instruksjonar og styre drifta av dei andre komponentane på brikka.

Mikroprosessoren kan variere i bitbreidde. Til vanleg bruker vi 8-bitars, 16-bitars eller 32-bitars prosessorar. Kor kraftig prosessor vi treng, avheng av kompleksiteten til programmet og av arbeidsoppdraget mikrokontrolleren skal utføre.

Minne

Ein mikrokontroller har to hovudtypar minne. Program-minnet, også kjent som flash-minnet, inneheld programkoden med instruksjonane som trengst for å kontrollere eininga.

Dataminnet, vanlegvis kjent som RAM (Random Access Memory), blir brukt til midlertidig lagring av variablar, data og mellomresultat under programkøyring.

Inngangs- og utgangseiningar (I/O-einingar)

Desse einingane mogleggjer kommunikasjonen mellom mikrokontrolleren og omgivnadene. Inngangseiningane kan vere ulike typar sensorar, til dømes temperatursensorar, lyssensorar eller trykksensorar. Sensorane gir mikrokontrolleren informasjon om den fysiske verda rundt han.

Utgangseiningane kan vere LED-ar, motorar eller LCD-skjermar som blir brukte til å presentere informasjon eller til å styre eksterne einingar.

Periferieiningar

Mikrokontrollerar er utstyrte med ulike periferieiningar som utvidar funksjonaliteten og bruksområdet deira.

Periferieiningar i mikrokontrollerar er til dømes konverterar for handtering av analoge signal, som ADC (analog-til-digital konverter) og DAC (digital-til-analog konverter). Det kan òg vere seriellkommunikasjonsportar som UART, SPI og I2C for kommunikasjon med andre einingar, og timersystem for å handtere tidsbaserte operasjonar og presisjonstidtaking.

Mikrokontrollerar er veldig fleksible og kostar relativt lite. Desse eigenskapane gjer dei ekstremt anvendelege innanfor ei rekke bransjar. Dei speler til dømes ei avgjerande rolle i utviklinga av smarte system og medisinsk teknologi, i industriell automatisering og energieffektisering. Dei er eit kraftig verktøy som gjer kvardagslege einingar smartare, meir effektive og meir pålitelege.

Automatisering i industrien

Mikrokontrollerar speler ei viktig rolle i styring og kontroll av industrielle automatiseringssystem. Dei blir brukte til å overvake og styre prosessar, fabrikkrobotar, produksjonslinjer og maskinverktøy.

Ei PLS-eining er også ein mikrokontroller. Ho er spesialtilpassa styring og regulering av automatiserte kretsar.

Energistyring

Innanfor energisektoren blir mikrokontrollerar brukte til å overvake og styre energiforbruket i smarte nettverk, solcellepanel, vindkraftanlegg og andre energisystem.

Kontrolleining for solcelleanlegg. Her kan eigenskapane for solcellepanelet bli regulerte, og skjermen viser ladespenninga.

Mikrokontroller med sensorar til å måle puls og oksygenopptak. Kontrolleren behandlar dataa og viser dei på ein skjerm.

Køyretøyteknologi

Mikrokontrollerar er nøkkelkomponentar i moderne køyretøyteknologi. Dei blir brukte til å styre motorar, bremsar, sikkerheitssystem og infotainmentsystem i bilar, fly og andre transportmiddel.

Medisinsk utstyr

Mikrokontrollerar er heilt uunnværlege i ein del medisinsk utstyr og einingar. Dei blir til dømes brukte til å overvake pasientar, levere behandlingar, kontrollere medisinske instrument og utføre diagnostiske testar.

Heimeautomasjon

Mikrokontrollerar gjer det mogleg å styre og overvake ulike system i heimen, til dømes belysningssystem, temperaturkontrolleiningar, sikkerheitssystem og apparat.