Mikrokontroler ditemukan di berbagai perangkat, termasuk mobil yang Anda kendarai, komputer Anda, ponsel cerdas Anda, dan bahkan mesin kopi Anda. Karena permintaan teknologi informasi dan pengumpulan data terus meningkat, mikrokontroler telah menjadi bagian integral dari dunia modern. Mikrokontroler memainkan peran mendasar dalam revolusi teknologi yang secara signifikan membentuk dunia modern.
Mikrokontroler adalah perangkat kecil, serbaguna, terjangkau yang dapat berhasil diimplementasikan dan diprogram tidak hanya oleh insinyur yang berpengalaman tetapi juga oleh siswa, hobi, dan profesional dari berbagai bidang. Aplikasi mikrokontroler tidak ada habisnya, dengan contoh mulai dari peralatan medis dan elektronik konsumen kelas atas hingga sistem kedirgantaraan dan perangkat industri.
Artikel ini bertujuan untuk memberikan pengetahuan penting tentang mikrokontroler yang harus diketahui semua orang. Jadi, teruslah membaca untuk meningkatkan pemahaman Anda tentang perangkat yang luar biasa ini!
Apa itu mikrokontroler?
Mikrokontroler, juga disebut MCU, adalah sirkuit terintegrasi yang sangat fleksibel (IC) yang digunakan untuk mengontrol komponen lain dari sistem elektronik. Mereka dirancang untuk mengimplementasikan tugas -tugas tertentu dan biasanya digunakan untuk aplikasi tertentu. Mikrokontroler standar mencakup prosesor, memori, dan periferal input/output (I/O) yang terintegrasi ke dalam satu chip.
Peralatan, sistem kontrol mesin mobil, alat listrik, dan komputer adalah contoh produk dan perangkat yang perlu dikontrol secara otomatis dalam situasi tertentu. Namun, aplikasi mikrokontroler jauh melampaui contoh -contoh ini, mencakup sejumlah besar industri dan sektor.
Pada dasarnya, mikrokontroler bertanggung jawab untuk mengumpulkan input, memproses informasi ini, dan menghasilkan output spesifik berdasarkan informasi yang dikumpulkan. Biasanya, mikrokontroler beroperasi dengan kecepatan rendah, mulai dari 1MHz hingga 200MHz, dan harus dirancang untuk mengkonsumsi daya lebih sedikit karena tertanam di perangkat lain yang mungkin memiliki konsumsi daya yang lebih besar di berbagai area.
Jenis Mikrokontroler
Jenis mikrokontroler yang umum adalah:
- Intel MCS-51 umumnya dikenal sebagai mikrokontroler 8051.
- Mikrokontroler AVR
- Pengontrol Antarmuka yang Dapat Diprogram (PIC)
Sebelum memilih mikrokontroler untuk proyek Anda, ada beberapa faktor yang perlu Anda ingat. Terlepas dari biaya, sangat penting untuk mempertimbangkan kecepatan maksimum, RAM atau ukuran penyimpanan ROM, jumlah atau jenis pin I/O yang tersedia pada MCU, konsumsi daya, kendala, dan dukungan pengembangan.
Komponen inti dari mikrokontroler
Struktur dasar mikrokontroler mencakup komponen yang berbeda, dan komponen intinya adalah:
- Unit Pemrosesan Pusat (CPU): Sering disebut sebagai 'otak' perangkat karena memainkan peran penting dalam fungsi mikrokontroler. Ini memproses dan menanggapi berbagai instruksi yang secara efektif mengarahkan operasi mikrokontroler. Ini termasuk melakukan operasi aritmatika yang kompleks, mengelola aliran data, dan menghasilkan sinyal kontrol yang tepat mengikuti instruksi programmer. Dengan menggunakan CPU, semua komponen mikrokontroler terhubung ke sistem tertentu. Selain itu, CPU memiliki kemampuan untuk mengambil dan mendekode instruksi yang diambil melalui memori yang dapat diprogram.
- Ingatan:Memori mikrokontroler digunakan untuk menyimpan data yang diterima prosesor, yang kemudian digunakan untuk menjalankan instruksi terprogram.
Mikrokontroler dirancang dengan kapasitas memori RAM/ROM/Flash tertentu untuk menyimpan kode sumber program. Penting untuk dicatat bahwa memori mikrokontroler dapat dikategorikan ke dalam dua jenis yang berbeda:
- Memori program bertanggung jawab untuk menyimpan informasi jangka panjang tentang instruksi yang dijalankan CPU. Memori program tidak mudah menguap, artinya menyimpan informasi tanpa sumber daya. Karakteristik ini memungkinkan memori program untuk melestarikan data selama periode yang diperpanjang.
- Memori data mengacu pada memori yang mudah menguap (mis., RAM), yang berfungsi sebagai penyimpanan sementara selama instruksi eksekusi sedang dieksekusi. Memori data disebut volatile karena data hilang ketika mikrokontroler kehilangan daya.
- I/O PERIPHERAL: Periferal I/O cukup merujuk pada komponen yang berinteraksi dengan prosesor dan memori. Perangkat input dan output ini berfungsi sebagai antarmuka antara prosesor dan sistem eksternal. Port input menerima informasi dan mengirimkannya ke prosesor sebagai data biner. Prosesor kemudian menerima data ini dan mengirimkan instruksi yang diperlukan ke perangkat output, yang menjalankan tugas eksternal ke mikrokontroler. Meskipun CPU, memori, dan periferal I/O adalah elemen inti dari mikrokontroler, ada banyak komponen pendukung mikrokontroler, dan mereka adalah:
- Analog to Digital Converter (ADC): Sirkuit ini mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Mikrokontroler dapat berinteraksi dengan perangkat analog eksternal, seperti sensor, melalui prosesornya.
- Digital Analog Converter (DAC) adalah kebalikan dari ADC, memungkinkan prosesor mikrokontroler untuk mengirimkan sinyal keluarnya ke perangkat analog eksternal.
- Bus Sistem: Kawat ikat ini menghubungkan semua komponen mikrokontroler bersama -sama.
- Port serial: Ini adalah port I/O yang memungkinkan koneksi antara mikrokontroler dan komponen eksternal. Berfungsi mirip dengan USB atau port paralel tetapi berbeda dalam pertukaran bit.
Aplikasi mikrokontroler
Mikrokontroler memiliki aplikasi yang luas di berbagai industri dan sektor, termasuk di rumah dan industri, manufaktur, pencahayaan, robotika, otomotif, pencahayaan, energi pintar, otomatisasi industri, komunikasi, dan internet.
Salah satu aplikasi mikrokontroler yang sangat penting adalah penggunaannya sebagai prosesor sinyal digital. Seringkali, sinyal analog yang diterima datang dengan tingkat kebisingan tertentu, yang mengacu pada nilai -nilai tidak pasti yang tidak dapat dengan mudah diterjemahkan ke dalam nilai digital standar.
Dalam kasus seperti itu, mikrokontroler terbukti sangat berharga karena mereka menggunakan fungsionalitas ADC dan DAC untuk mengubah sinyal analog yang masuk menjadi sinyal digital yang halus dan tepat. Dengan memanfaatkan kekuatan mikrokontroler, industri dapat secara efektif mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh sinyal analog yang bising, memastikan pemrosesan data yang akurat dan andal.
Mikrokontroler memungkinkan kelancaran pengoperasian sistem elektromekanis yang ada dalam berbagai item kenyamanan sehari -hari. Barang -barang ini termasuk oven, perangkat seluler, lemari es, pemanggang roti, televisi, sistem video game, dan sistem penyiraman rumput. Selain itu, mikrokontroler banyak digunakan di mesin kantor seperti fotokopi, pemindai, printer, mesin faks, ATM, dan sistem keamanan.
Mikrokontroler yang lebih canggih sangat penting di berbagai domain, seperti pesawat terbang, kendaraan, pesawat ruang angkasa, sistem medis dan pendukung kehidupan, dan robot. Di bidang medis, mikrokontroler dapat mengatur operasi hati buatan, ginjal, dan organ vital lainnya. Selain itu, mereka berkontribusi secara signifikan terhadap fungsi perangkat prostetik yang mulus. Mikrokontroler adalah komponen penting yang memastikan kelancaran operasi dan keandalan teknologi canggih ini.