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.