کاربرد میکروکنترلر در صنعت

میکروکنترلر چه کاربردی در صنعت دارد؟

الکترونیک حوزه‌ای است که علاقه‌مندان و طرفداران خاص خود را دارد؛ کاربرد میکروکنترلر در صنعت برای افرادی که وارد این حوزه می‌شوند با مفاهیم و اجزای مختلفی مواجه می‌شوند جذابیت خاصی دارد. میکروکنترلر را می‌توان رایانه‌ای کوچک در نظر گرفت که شامل پردازنده، حافظه کوچک و تجهیزات ورودی و خروجی است که فقط در یک تراشه کوچک قرار گرفته شده‌است.

میکروکنترلرها در دستگاه‌هایی که برای کنترل خودکار کاربرد دارند تعبیه می‌شوند؛ میکروکنترلرها را در مدل‌ها و پایه‌های متفاوتی تولید می‌کنند، بنابراین با توجه به اتوماسیون سازی صنایع، نیاز به میکروکنترلرها در تجهیزات و دستگاه‌ها وجود دارد تا علاوه بر کاهش در اندازه هزینه محصول تولید شده را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش دهد.

کاربرد میکروکنترلر در صنعت

امروزه با توجه به توسعه و پیشرفت صنایع مختلف و روی آوردن به اتوماسیون‌سازی در صنایع، میکروکنترلرها بیش از پیش مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ حوزه‌ی کاربردی آن‌ها را نمی‌توان محدود به قسمت خاصی در نظر گرفت چرا که ساده‌ترین اجزاء و تجهیزات نیز از این پردازنده‌ها در ساختار خود استفاده می‌کنند. کاربرد میکروکنترلر در صنعت بخش‌های مختلفی را شامل می‌شود و حتی زندگی روزمره را نیز تحت تأثیر خود قرار داده‌است.

انواع کاربردهای میکروکنترلر

همانطور که گفته شد میکروکنترلرها به جزء در صنعت و حوزه‌های دیگر در زندگی روزمره نیز جای خود را باز کرده است به عنوان مثال می‌توان استفاده آن در دستگاه‌های کنترلی موجود در خانه‌های مدرن مانند تشخیص و ایمنی آتش، دستگاه‌های سنجش و کنترل نور، سنسورهای ردیابی سارق، دزدگیرها، دستگاه‌های کنترلی پارکینگ‌ها، دستگاه‌های الکتریکی آشپزخانه تلویزیون و… نام برد.

کاربرد میکروکنترلر در صنعت سلامت نیز قابل توجه است به طوری که استفاده از این ریز پردازنده‌ها در دستگاه‌های حیاتی بیمارستان‌ها، دستگاه‌های تشخیص ضربان قلب، نمایشگرهای کنترل فشار و…مرسوم است.

میکروکنترلرها در ساخت ماشین‌های کنترلی موجود در کارخانه‌ها و سیستم‌های ردیاب، خط تولید هوشمند و اتوماسیون، نوار نقاله‌ها سنسورهای تشخیصی کاربرد گسترده‌ای دارد.

می‌توان گفت ۷۰درصد کارخانه‌ها به ویژه  کارخانه‌های پیشرفته که البته درصد بیشتری را به خود اختصاص می‌دهند میکروکنترلر در آن‌ها نقش اساسی را ایفا می‌کند. در کارخانه‌هایی که تولیدات انبوه دارند، به علت استفاده از دستگاه‌های تمام اتوماتیک کاربرد میکروکنترلر در صنعت برجسته‌تر است.

با توجه به گسترش صنعت IOT در پروژ‌های کشاورزی، امنیتی و اتومبیل‌ها استفاده از میکروکنترلرها برای پیاده‌سازی مفاهیم این حوزه، مورد استفاده قرار می‌گیرد به طوری که اجرای برنامه‌های IOT منوط به تعبیه صحیح این پردازنده‌های در تجهیزات و وسایل است. به دلیل سادگی، هزینه کم و امنیت بالا، استفاده از میکروکنترلرها در IOT توصیه می‌شود.

میکروکنترلرها با توجه به کاربردی که در ساخت مدارهای الکتریکی دارند از آن‌ها به عنوان مغز مدار استفاده می‌کنند که حتما باید توسط برنامه‌ی خاصی برای کاربرد ویژه برنامه‌ریزی شوند. با استفاده از میکروکنترلرهای ترکیبی و پیشرفته و کنترل بر LEDها می‌توان آن‌ها را در طراحی ابزارهای پوشیدنی نیز بکار برد.

کاربردهای شناخته شده میکروکنترلرها شامل: تلفن، دوربین، تلویزیون، دستگاه‌های کپی و فاکس و سیستم‌های کنترل صنعتی که در طراحی مدارهای الکتریکی که پایه‌ی اتوماسیون دارند خلاصه می‌شود.

انواع میکروکنترلرها

میکروکنترلرها را به عنوان هسته‌ی اصلی وسیله‌های الکتریکی می‌شناسند که در پروژه‌‎های مختلف الکتریکی مانند ساخت ربات‌ها و برد‌های آموزشی کاربرد دارند.

کاربرد میکروکنترلر در صنعت اینگونه تعبیر می‌شود که ریزکنترلرها در پردازش و انجام عملیات بر روی داده‌ها استفاده شده و این قابلیت را دارند که کاربر را درگیر اتصالات فیزیکی سخت و پیچیده نکنند؛ شرکت‌های مختلفی مانند Microchip, ARM, Atmel, Renesas, Texas Instruments, Nxp Semiconductors و Freescale میکروکنترلرهای مختلفی با ویژگی‌های متفاوت همچون اندازه فلش، ولتاژ تغذیه، سرعت و پرت‌های ورودی و خروجی را تولید می‌‎‌کنند.

میکروکنترلرها دارای خانواده‌های متعددی هستند کمه محبوب‌ترین آ‌ن‎‌‌ها شامل: میکروکنترلر AVR و  ARM، میکروکنترلر PIC، میکروکنترلر ۸۰۵۱ و… است که ARM کاربرد بیشتری را دارد. در ادامه انواع پرکاربرد آ‌ن‌ها را معرفی می‎‌کنیم:

معرفی انواع میکروکنترلرها

میکروکنترلر PIC16F877

این میکروکنترلر جزء ریزکنترلرهای پایه میکروکنترلرهای معماری است که با تکنولوژی MICROCHIP ساخته شده‌است که یکی از پرکاربردترین میکروکنترلرها می‌باشد. این نوع میکروکنترلر می‌تواند زبان‌های سطح بالا مانند C وc++ برنامه‌ریزی کند.

میکروبرد Parallela Micro ServerBoard

دارای پردازنده دو هسته‌ای FPGA, ARM و Adapteva16 است. این میکروکنترلر با توجه به اینکه دو سیستم عامل اندروید و لینوکس قابلیت اجرای همزمان دارند یکی از پرکاربردترین انواع میکروکنترلرها است.

برد EFM32 Giant Gecko Starter Kitm, Energy micro

این میکروکنترلر در بردهای توسعه یافته نصب می‌شود که ۳۲ بیتی بوده که به همراه سنسور نور محیطی، LCD  و ۲۰ پایه هدر برای پایه‌های I/O است و در دوربین‌های سنسوردار کاربرد دارد.

میکروکنترلر Nanode Windoe4

در توابعی مانند بردهای Arduino کاربرد داشته و از پردازنده Atmega استفاده می‌کند در حالی که در پروژه‌هایی با کاربری اینترنتی استفاده می‌شود.

میکروکنترلر MSP430 Launch Pad

جزء دسته‌ی بردهای کم مصرف و هزینه هستند و ویژگی آن Arduino UNO است. این میکروکنترلر با ذخیره کردن ۵۱۲ بایت از RAM جایگاه پایین‌تری را نسبت به بردهای Arduino دارد.

میکروکنترلر STM32 F3 Discovery

یک ریزکنترلر بر پایه‌ی ARM Cortex-m4 است که در آزمایش برنامه‌نویسی سخت‌افزار کاربرد دارد. یادگیری این نوع میکروکنترلر سخت‌تر از سایر میکروکنترلرها است هرچند که عمومیت بیشتری نسبت به بقیه میکروکنترلرها دارد.

میکروکنترلر Mbed LPC1768 Development Board

این میکروکنترلر IDE آنلاین برای سخت‌افزار، کتابخانه برای اجرای وظایف بر پایه‌ی GPIO و LEDهای داخل را مهیا می‌کند، که یکی از پرکاربردترین میکروکنترلرها در صنعت است.

میکروکنترلر Aedafruit Gemma

این برد به دلیل داشتن اندازه کوچک برای اتصال به LEDها کاربرد داشته و برای مدار Python و برنامه‎‌نویسی آن و ارتباط با USB بارگذاری می‌شود چرا که سایر بردها در این زمینه کاربرد ندارند.

با توجه به مثال‌های ذکر شده می‌توان اینگونه نتیجه گرفت که میکروکنترلرهای ARM کاربرد بیشتری را نسبت به دیگر میکروکنترلرها دارند به ویژه میکروکنترلر AVRها دارند.

کلام پایانی

کاربرد میکروکنترلر در صنعت مزیت‌های بسیاری را به همراه داشته است که باعث استفاده آن در طیف گسترده‌ای از محصولات شده‌است.

این اجزای کوچک مانند یک رایانه‌ی کوچک عمل می‌کنند که برای کنترل عملکرد سیستم‌های تعبیه شده در وسایل مختلف تولید می‌شوند.