Hva er en mikrokontroller?

En mikrokontroller er en minidatamaskin som er bygd på et kretskort. Den inneholder en liten "hjerne" kalt mikroprosessor, et minne for å lagre informasjon og ulike tilkoplinger for å snakke med andre enheter.

Mikrokontrollere blir programmert til å utføre spesifikke oppgaver, for eksempel kontrollere en robot, styre belysninga i et hus eller samle data fra sensorer.

I motsetning til en vanlig datamaskin er denne kompakte enheten designa for klart definerte oppgaver innenfor et begrensa sett av programmer og tilkoplinger.

Mikrokontrolleren inneholder i utgangspunktet de samme komponentene som en vanlig datamaskin, men komponentene er spesialtilpassa til arbeidsoppgavene sine. I all hovedsak består en mikrokontroller av disse komponentene:

Mikroprosessor

Mikroprosessoren fungerer som hjernen til mikrokontrolleren. Den er ansvarlig for å utføre instruksjoner og styre driften av de andre komponentene på brikka.

Mikroprosessoren kan variere i bitbredde. Til vanlig bruker vi 8-biters, 16-biters eller 32-biters prosessorer. Hvor kraftig prosessor vi trenger, avhenger av kompleksiteten til programmet og av arbeidsoppdraget mikrokontrolleren skal utføre.

Minne

En mikrokontroller har to hovedtyper minne. Program-minnet, også kjent som flash-minnet, inneholder programkoden med instruksjonene som trengs for å kontrollere enheten.

Dataminnet, vanligvis kjent som RAM (Random Access Memory), brukes til midlertidig lagring av variabler, data og mellomresultater under programkjøring.

Inngangs- og utgangsenheter (I/O-enheter)

Disse enhetene muliggjør kommunikasjonen mellom mikrokontrolleren og dens omgivelser. Inngangsenhetene kan være ulike typer sensorer, for eksempel temperatursensorer, lyssensorer eller trykksensorer. Sensorene gir mikrokontrolleren informasjon om den fysiske verden rundt den.

Utgangsenhetene kan være LED-er, motorer eller LCD-skjermer som brukes til å presentere informasjon eller til å styre eksterne enheter.

Periferienheter

Mikrokontrollere er utstyrt med ulike periferienheter som utvider funksjonaliteten og bruksområdet deres.

Periferienheter i mikrokontrollere er for eksempel konvertere for handtering av analoge signaler, som ADC (analog-til-digital konverter) og DAC (digital-til-analog konverter). Det kan også være seriellkommunikasjonsporter som UART, SPI og I2C for kommunikasjon med andre enheter, og timersystemer for å handtere tidsbaserte operasjoner og presisjonstidtaking.

Mikrokontrollere er veldig fleksible og koster relativt lite. Disse egenskapene gjør dem ekstremt anvendelige innenfor ei rekke bransjer. De spiller for eksempel ei avgjørende rolle i utviklinga av smarte systemer og medisinsk teknologi, i industriell automatisering og energieffektisering. De er et kraftig verktøy som gjør hverdagslige enheter smartere, mer effektive og mer pålitelige.

Automatisering i industrien

Mikrokontrollere spiller ei viktig rolle i styring og kontroll av industrielle automatiseringssystemer. De brukes til å overvåke og styre prosesser, fabrikkroboter, produksjonslinjer og maskinverktøy.

En PLS-enhet er også en mikrokontroller. Den er spesialtilpassa styring og regulering av automatiserte kretser.

Energistyring

Innenfor energisektoren brukes mikrokontrollere til å overvåke og styre energiforbruket i smarte nettverk, solcellepaneler, vindkraftanlegg og andre energisystemer.

Kontrollenhet for solcelleanlegg. Her kan egenskapene for solcellepanelet reguleres, og skjermen viser ladespenninga.

Mikrokontroller med sensorer til å måle puls og oksygenopptak. Kontrolleren behandler dataene og viser dem på en skjerm.

Kjøretøyteknologi

Mikrokontrollere er nøkkelkomponenter i moderne kjøretøyteknologi. De brukes til å styre motorer, bremser, sikkerhetssystemer og infotainmentsystemer i biler, fly og andre transportmidler.

Medisinsk utstyr

Mikrokontrollere er helt uunnværlige i en del medisinsk utstyr og enheter. De brukes for eksempel til å overvåke pasienter, levere behandlinger, kontrollere medisinske instrumenter og utføre diagnostiske tester.

Hjemmeautomasjon

Mikrokontrollere gjør det mulig å styre og overvåke ulike systemer i hjemmet, for eksempel belysningssystemer, temperaturkontrollenheter, sikkerhetssystemer og apparater.