کاربرد میکروکنترلر ها و پرکاربردترین انواع آن برای کاربران مختلف

در مقاله قبلی در مورد میکروکنترلر های و انواع آن صحبت کردیم. امروز در این مقاله شما را با کاربرد های مختلف و پرکاربردترین انواع آن در صنایع مختلف و حتی برای کاربران متفاوت آشنا می کنیم.

می دانیم که عمدتا میکروکنترلر ها از طراحی مشابه استفاده می‌کنند و همه دارای یک حافظه درایو، پایه های ورودی وخروجی ، توان مصرفی کم و قابل برنامه ریزی با کابل USB هستند. و این یکی از دلایل کاربرد فراوان  میکروکنترلر ها است. برد های کنترلر زیادی تولید شده است که برای کاربرد های مختلف با توجه به عملکردی که برای آن در نظر گرفته شده، انتخاب می‌شود. ممکن است شما تجربه مختلفی در مورد کار کردن با سخت افزار نسبت به کسانی که کد نویسی می‌کنند و به کارهای الکترونیکی مشغول هستند، داشته باشید. مهم نیست در چه سطحی هستید به هر حال یکی از این میکروکنترلر ها برای شما کاربردی تر است.

۱۰ نوع از پرکاربردترین میکروکنترلر ها برای مهندسین و علاقه مندان :

میکروکنترلرها و بردهای کامپیوتری قلب هر وسیله و پروژه الکترونیکی هستند. برای ساختن یک ربات هوشمند با یک سنسور ساده هم نیازمند ریزکنترلر ها برای پردازش و انجام عملیات بر روی داده های دریافتی خواهید شد. استفاده از بردهای آموزشی به شما کمک می کند که با اتصال های فیزیکی سخت و سیم کشی این کامپیوترهای کوچک درگیر نشوید.

در حال حاضر تمام علاقه مندان از این بردهای کنترلر استفاده می‌کنند. ما تصمیم گرفتیم لیستی از پرکاربردترین ریزکنترلر ها را برای شما فراهم کنیم.

۱۰.کاربرد میکروکنترلر PIC 16f877 :

یکی از ابتدایی ترین و پرکاربردترین میکروکنترلر هاست . این مدل pic، ۴۰ پایه ۸ بیتی دارد و از دسته ریزکنترلرهای پایه خانواده میکروکنترلر های معماری هاروارد که شرکت شناخته شده تکنولوژی Microchip ارائه کرده هستند. نسخه های زیادی از این تراشه وجود دارد که DIP (Dual In-line Package) و QFN (Quad Flat No Leads Package)  با تعداد زیادی پایه های I/O و فرکانس پردازش و حداکثر ولتاژ را دارا هستند. مانند بسیاری دیگر، خانواده ریزکنترلر PIC زبان های سطح بالا را می تواند برنامه ریزی کند. مانند C ، C++.

۹.کاربرد میکروبرد  Parallela Micro ServerBoard :

از دسته برد های کاربردی قدرتمند است که پردازنده ۲ هسته ای ARM، FPGA و Adapteva 16 هسته ای coprocessor دارد که محاسبات موازی را آسان می کند. به دلیل قابلیت احرای همزمان دو سیستم عامل لینوکس و اندروید در این تراشه کاربردهای قابل توجهی نسبت به بردهایی که تنها یک سیستم عامل را اجرا می کنند، دارد. این پروژه از طریق Kickstarter تامین مالی شده و در مرحله توسعه بیشتر است و هنوز نیازمند پیشرفت‌های جزیی است.

۸.کاربرد برد EFM32™ Giant Gecko Starter Kit, Energy micro

یک میکروکنترلر ۳۲ بیتی است که در برد های توسعه دهنده نصب شده است. این بردها به همراه سنسور نور محیطی، LCD و ۲۰ پایه هدر(Header) برای پایه های I/O هستند. کاربرد این بردها در دوربین ها و روشنایی های سنسوردار استفاده می شود.

۷. کاربرد برد میکروکنترلر Nanode Winode 4

این بردها برای کاربرد توابع مثل بردها Arduino  طراحی شده که از پردازنده Atmega 328 استفاده کرده است. اما تمرکز آن بیشتر بر روی پروژه های بر پایه اینترنت است. Nanode از داده باز API Coms برای اتصال به اپلیکیشن‌های وب استفاده می‌کند.

۶. کاربرد برد میکروکنترلر MSP 430 Launch Pad

بردهای پرکاربرد، کم مصرف و کم هزینه هستند که Texas Instrument سازنده بیشتر بردهای Beagel آن‌را به بازار ارائه کرده‌است و ویژگی‌های آن مانند بردهای شماره ۵ Arduino UNO است. اما از آنجایی که ۵۱۲ بایت از RAM را در مقایسه با ۲ کیلوبایت در UNO ذخیره می کند، تصمیم گرفتیم جایگاه آن را در این دسته بندی دو سطح پایین تر از بردهای Arduino قرار دهیم.

۵. کاربرد میکروکنترلر STM32 Discovery

این ریزکنترلر با اینکه نسبت به بقیه جدیدتر است و کمتر شناخته شده‌، اما این بردها بازار را در اختیار گرفته‌اند. می توانیدARM Cortex  ۳۲ بیتی با ۲۴ مگاهرتز و ۸ کیلو بایت RAM داشته باشید. اما به این دلیل که هنوز شناخته شده نیستند راهنمای مستند برای آن وجود ندارد.

۴. کاربرد برد Arduino Nano

Arduino اساسا یک پلتفرم منبع باز (Open source) است به همین دلیل انواع مختلف آن با قیمت های متفاوت و قابلیت های مختلف وجود دارد. بردهای Arduino Nano بر پایه میکروچیپ های۳۲۸ Atmel یا ۱۶۸هستند و به دلیل اندازه کوچک، ۸ پایه آنالوگ ورودی، ۱۴ پایه دیجیتال I/O و ۱۶ مگاهرتز سرعت کلاک، کاربرد بسیاری دارد.

۳. کاربرد برد Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 یکی از بردهای کنترلر ۸ بیتی شناخته شده که پایه آن  Arduino است. این برد انواع مختلفی دارد که ۵۴ پورت I/O  که ۱۵ پورت آن PWM (نوعی تکنیک برای کنترل ولتاژ ورودی و تغییر پالس است)را ارائه می‌دهند. سرعت کلاک آن ۱۶ مگاهرتز ، از جمله بردهای چند منظوره است.

۲. کاربرد برد Raspberry Pi 2 Model B

آخرین برد را برند Raspberry Pi ارائه‌کرده که تنها یک کنترل کننده نیست بلکه یک کامپیوتراست. دومین نسل از Raspberry ، یک گیگابایتSDRAM ،CPU چهار هسته ای ARM Cortex 900 مگاهرتز، ۴ پورت USB، پورت های HDMI و ۴۰ پایه GPIO دارد.

۱. کاربرد بردکنترلر BeagleBone Black

این بردها دارای پردازنده AM3353 1 گیگاهرتز ARM Cortex-A8، ۴ گیگابایت حافظه فلش داخلی ۸ بیتی eMMC، گرافیک ۳ بعدی، شتاب دهنده NEON و میکروکنترلر ۲x PRU، ۳۲ بیتی هستند که سازگاری زیادی دارند. قطعا یک برد قدرتمند می تواند چندین پلتفرم مثل Ubuntu و سیستم عامل لینوکس و اندروید را پشتیبانی کند که به همین دلیل کاربرد زیادی دارد و با توجه به راهنماهای موجود، این برد قطعا اولین انتخاب شما است.

تا اینجا دیدیم که بیشتر موارد اشاره شده از خانواده میکروکنترلر های ARM(آرم) هستند که اینگونه به نظر می آید که محبوبیت بیشتری نسبت به میکروکنترلرهای دیگر دارد.

پرکاربردترین میکروکنترلر ها برای مبتدی ها :

اگربا میکروکنترلر ها آشنا باشید قطعا ریزکنترلر Arduino را شنیده اید. در این نوع سخت افزار منبع باز را با مجموعه ای ازبردها و یک محیط مستقل (IDE)  برای برنامه نویسی  تعمیم‌داده‌اند.

ریزکنترلر  Arduino Uno R3 استاندارد است که آن را در بسیاری از کیت های ابتدایی با کاربرد ساده می توانید ببینید. Arduino منبع باز است که حتی کپی آن نیز قانونی‌است و می توانید با قیمت پایین از آن استفاده کنید.

پرکاربردترین میکروکنترلر برای نوجوانان :

کاربرد ریزکنترلر Makblock mCore Robot Controller

این میکروکنترلر یک برد نیست. mBot Robot Kit مغز ریزکنترلر است که طراحی آن مناسب برای آموزش به کودکان در مورد رباتیک بدون نیاز به دانستن کد‌های پیچیده است. کد بلوک ویژوال از طریق بلوتوث برنامه را به برد انتقال می دهد تا به وسیله آن ربات را کنترل کنند.

می توانید ریزکنترلر را به صورت جداگانه از کیت ربات خریداری کنید.

این کیت ها تمام اصول برنامه نویسی ساخت ربات را پوشش می دهد و برای مخاطبان نوجوان بسیار پرکاربرد است.

پرکاربردترین میکروکنترلر برای برنامه نویس ها :

میکروکنترلر کاربردی STM32 F3 Discovery

برد STM32 F3 Discovery یک ریزکنترلر بر مبنای ARM Cortex-M4 است که برای آزمایش برنامه نویسی سخت افزار از هر جنبه به کار می رود. این برد ویژگی های تشخیص حرک، گردش نما ۳ محور، سنسور شتاب خطی و یک سنسور میدان مغناطیسی دارد.

۸ چراغ LED و برای برقراری ارتباط بین کامپیوتر و USB نیاز به یک آداپتور جداگانه دارد.

یادگیری نحوه برنامه ریزی  F3 Discovery بسیار سخت تر از دیگر میکروکنترلر هاست. خوشبختانه این کنترلر عمومیت بیشتری داشته و می تواند از راهنماهای موجود برای کاربرد این ریزکنترلر استفاده کرد. آموزش های آن با اصول اولیه شروع می شود و زبان برنامه نویسی آن C++ است.

کاربرد میکروکنترلر برای ابزارهای پوشیدنی:

کاربرد میکروکنترلر Adafruit Gemma M0

با میکروکنترلر های ترکیبی پیشرفته، کنترل بر LED ها و دیگر اجزای کوچک و کم مصرف آن امکانپذیر شده و کاربرد آن در طراحی ابزار های پوشیدنی است. برد Adafruit Gemma M0 با داشتن سایز کوچک به اندازه سکه برای اتصال به LED ها و دیگر اجزا کاربرد دارد.

تراشه ATSAMD21E18 از کنترلر های معین برای میکروهای این نوع استفاده کرده‌ در حالی که می توانید از Arduino استاندارد با زبان C++ استفاده کنید. این بردها با مدار Python برای برنامه نویسی Python و ارتباط با یک USB محلی بارگذاری می شود که از بردهای دیگر نمی توان برای این کاربرد استفاده کرد.

کاربرد میکروکنترلر ها برای توان :

کاربرد ریزکنترلر Teensy3.2

کاربرد Teensy 3.2 برای توان کم است. ریزکنترلARM Cortex، ۳۲ بیتی تقریبا در همه بردها اجرا می شود. در کنار سرعت، Teensy دارای یکپارچگی صوتی ۱۲C و چندین مبدل آنالوگ به دیجیتال با کیفیت بالا‌ست.

هر پایه در Teensy را می توان به عنوان یک وقفه تنظیم کرد و بردها ۶۴ کیلوبایت حافظه RAM و ۲۵۶  کیلوبایت حافظه فلش دارند. همه اینها با Arduino IDE سازگارند و از کتابخانه Teensyduino استفاده می کنند و اگر ۲۸ پایه از Teensy 3.2 کافی نبود، باید یک Teensy 3.5 و ۳.۶  به کار برد.

پرکاربردترین میکروکنترلر برای کاربران سطح متوسط

میکروکنترلر پرکاربرد Mbed LPC1768 Development Board

گام بعدی میکروکنترلرها بیشتر شبیه به یک جهش است. صنعت از سخت افزار جاسازی شده که پیچیده اند و هزینه آن در هر دو سطح تجهیزات و نرم افزار بالاست، استفاده می کند.

یک مثال خوب از برد ها در مرز بین مصرف کننده و صنعت Mbed LPC1768 Development Board است. این برد یک جهش در کیفیت و ابزار و قیمت داشته است. Mbed یک IDE آنلاین برای سخت افزار، و کتابخانه ها برای اجرای وظایف با پایه های  GPIO و LED های داخلی فراهم می کند.

بردهای میکروکنترلر مثل LPC1768 در شرایط استاندارد صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هر کدام از این ریزکنترلر ها راهی مناسب برای ترکیب الکترونیک و برنامه نویسی هستند.

پرکاربردترین میکروکنترلر ها برای IoT(Internet of Things) 2019 :

اینترنت اشیا با سرعت در حال تکامل است و هنوز انتظار پیشرفت بیشتر در این زمینه وجود دارد. اما اولین نیاز برای اینترنت اشیا IoT میکروکنترلر ها هستند.

IoT به دلیل افزایش روز افزون دستگاهها و سیستم های مختلف به اینترنت از جمله اتومبیل ها، وسایل خانگی، سیستم های امنیتی، سیستم های کشاورزی و … در حال رشد سریع است.

میکروکنترلر ها به دلیل سادگی، امینت و هزینه کم برای کاربرد در پروژه های IoT  ایده آل هستند. برای انتخاب یک نوع ایده آل نیاز به بررسی مشخصات فنی(براساس برنامه مورد نظر)، پشتیبانی (مخصوصا جوامع آنلاین ) و البته هزینه است.

کاربردی ترین میکروکنترلر ها برای مدل سازی IoT:

اگر شما یک کاربر مبتدی و یا متخصص هستید و به دنبال یک پلتفرم چند منظوره، پایدار و قابل برنامه ریزی آسان هستید، یکی از پرکاربردترین میکروکنترلر برای IoT، Android Uno R3 است که یک ATmega328P با ۱۴ پایه دیجیتال ورودی و خروجی  ترکیب شده با ۶ ورودی آنالوگ است. یک حافظه فلش ۳۲ کیلو بایت و ۱۶ مگاهرتز نوسانگر کریستالی دارد.

اگر به دنبال یک نوع با ویژگی های بی سیم مانند بلوتوث و WiFi هستید، Raspberry Pi 3 بهترین پیشنهاد است که دومین میکروکنترلر کاربردی مناسب برای نمونه سازی IoT است. این ریزپردازنده یک گزینه ذخیره سازی میکرو SD ارائه می دهد. Pi بر روی تراشه Broadcom BCM2837 عمل می‌کند که CPU 900 مگاهرتزو ۶۴ کیلوبایت SRAM دارد.

Arduino Uno R3 بسیار پویا و انعطاف پذیر بوده و به راحتی قابل برنامه ریزی است. هرگونه اطلاعاتی و یا راهنمایی برای نمونه سازی نیاز باشد می توانید از راهنمای آن استفاده کنید. یک نمونه اولیه از ربات با استفاده از آن ساخته شده که نیاز به یک سنسور محرک بیشتر داشت و این تراشه این قابلیت را نداشت در نتیجه از نوع Arduino Mega 2560 استفاده شد.
Arduino Uno R3 یک برد میکروکنترلر خوب است که بتوانید با آن پروژه های IoT  خود را آغاز کنید. این برد در کشور ایتالیا ساخته شده و هنگام خرید آن مطمئن شوید که چینی آن نباشد.

Arduino Uno R3 بر روی تراشه Atmega328 ساخته شده، که ۱۴ پایه دیجیتال ورودی و خروحی که ۶ پایه آن برای خروجی های PWM است، داراست. همچنین دارای هدر ICSP، اتصال USB، دکمه تنظیم مجدد‌است. برای اتصال آن به کامپیوتر تنها به یک کابل USB نیاز است.

می‌توان از باتری خارجی یا آداپتور AC به DC استفاده کرد.

کاربرد Raspberry Pi 3: با بلوتوث و وای فای داخلی

دومین میکروکنترلر برای IoT معرفی شده که بلوتوث و وای فای داخلی دارد و یک کامپیوتر مستقل و فشرده است. Raspberry برای برنامه های اینترنت اشیا که بی سیم هستند مناسب است.

Raspberry PI برای کاربران غیر فنی ایده آل است. برای پیکر بندی دوربین های نظارت و سیستم های رسانه ای دیجیتال با کمترین مهارت فنی استفاده شده است.

کاربرد میکروکنترلرAdafruit Flora V3 برای ابزارهای پویشیدنی

AdaFruit یکی از شرکت های برجسته در برد های محاسباتی در جهان و یکی از توسعه دهندکان لوازم الکترونیکی پوششی است که به عنوان سومین میکروکنترلر کاربردی مناسب برای IoT است.

کاربرد Particle PHOTON: پلتفرم های ابری IoT

یک میکروکنترلر وای فای کوچک است که دسترسی رایگان ابری دارد و یادگیری ioT با آن بسیار آسان است. این میکروکنترلر را به عنوان چهارمین ریزکنترلر برای IoT معرفی می کنیم . میکروکنترلر Particle Photon با دو مدل اصلی PHOTONH و PHOTONNOH ارائه می شود.

در این مقاله به بررسی اجمالی پرکاربردترین میکروکنترلر ها پرداختیم و به نیاز کاربران به ریز کنترلرها را در گروه های مختلف اشاره کردیم. پیشرفت تکنولوژی در تمامی عرصه های زندگی باعث شده که توجه ویژه ای به اینترنت اشیاء (IoT) داشته باشیم و کاربردی ترین میکروکنترلر ها در این بخش را تا سال ۲۰۱۹ معرفی کردیم.

منبع :wonderfulengineering.com   

منبع : www.makeuseof.com

منبع : snippingtech.com