Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzgebieten von Mikrocontrollern

 

Anwendung von Mikrocontroller im Auto

 

Anwendungsmöglichkeiten

Eingabewerte (die über Sensoren erfasst werden)  können im Mikrocontroller verarbeitet und die verarbeiteten Signale an Ausgabegeräte gegeben werden.

  1. Robotik z.B. Erfassung von Sensordaten und Steuerung von Motoren,
  2. Haushaltsgeräte:  z.B.: Kühlschränken, Wasserkochern, Mikrowellengerät, Waschmaschinen
  3. Unterhaltungselektronik: z.B.: Fernsehern, Fernbedienungen, HiFi, ..
  4. Medizin- und Laborgeräte: z.B.: Diagnosegeräte, Scanner und Röntgengeräte, Mess-, Analyse- und Überwachungswerkzeuge
  5. Automobilindustrie: z.B.: Antriebsstranganpassung, Multimedia-Konsolen und Navigationssoftware
  6. Anlagensteuerung: z.B.: Heizung und Beleuchtung

Was ist ein Mikrocontroller?

Mikrocontroller sind kleine programmierbare Rechnersysteme.
Sie besitzen

  • eine Verarbeitungseinheit (CPU)
  • einen Programmspeicher
  • einen Datenspeicher (RAM)
  • digitale Eingabe- / Ausgabe- Ports (GPIO)
  • analoge Eingabegeräte (ADC)
  • Kommunikationsbausteine (COM, UART,…)
  • Timer

Man bezeichnet Mikrocontroller auf auch als Ein-Chip-Mikrorechner.

Vergleich des Arduinos mit einem Computer

 

PC

Mikrocontroller

Geschwindigkeit

GHz

kHz - MHz

Hauptspeicher (RAM)

Mehrere GigaByte

Wenige kByte

Platzbedarf

viel

wenig

Stromverbrauch

Ca. 400 Watt

Ca. 0,05 Watt

Kosten

Von 200€- 1000€

Wenige Cent

Anwendung

Vielfältige Anwendungen

Nur für spezielle Aufgabe

Sensoren

Mit Hilfe von Sensoren wird die Umgebung "wahrgenommen". Diese werden an die digitalen oder analogen Eingänge des Mikrocontrollers angeschlossen.
Ein Sensor wandelt eine physikalische Größe (Temperatur, Helligkeit, Druck, ...) in ein elektrisches Signal (Spannung, Strom, Frequenz, ...) um.

Sensoren sind entweder

  • reine Halbleiterelemente oder
  • mikromechanische Systeme (z.B. Federn) in Kombination mit Halbleitern.

Sensoren geben entweder bei kontinuierlicher Änderung der physikalischen Größe ebenfalls ein sich kontinuierlich änderndes elektrisches Signal ab, oder die Ausgangswerte sind intern im Sensor schon digitalisiert und geben diese an den Mikrocontroller ab (SPI oder I2C-Schnittstelle).

Verfügt ein Sensor über eine integrierte  Rechenleistung und besitzt er einen digitalen Ausgang, so wir das Sensorsystem “smart sensor“ bezeichnet.

Aktoren

Durch einen Aktor kann die Umgebung beeinflusst werden. Signale, die vom Mikrocontroller kommt werden an Aktoren gesendet:

  • Motoren
  • Schalter
  • Heizgeräte
  • LEDs