Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
de:microcontrollers [2010/07/21 13:45] – Rechtschreibung Wemberde:microcontrollers [2020/07/20 09:00] (current) – external edit 127.0.0.1
Line 1: Line 1:
-====== Microcontrollers and robotics ======+====== Mikrocontroller und Robotik======
  
-===== Microcontrollers =====+===== Mikrocontroller =====
  
 [{{  :images:general:intel_p8048h.jpg?250|The first microcontroller in the world: Intel 8048}}] [{{  :images:general:intel_p8048h.jpg?250|The first microcontroller in the world: Intel 8048}}]
  
-Microcontroller sind eigentlich Computer, welche auf einen einzelnen integrierten Chip platziert werden. Sie haben Speicher, Prozessor als auch Input-Output Schnittstellen. +Mikrocontroller sind im Wesentlichen Computer, welche auf einen einzelnen Chip mit integriertem Schaltkreis positioniert werden und aus einer Speichereinheiteinem Prozessor sowie Input-Output Schnittstellen bestehenSie werden für eine bestimmte Aufgabe programmiert, was bedeutet, dass sobald eine Änderung oder Verbesserung der Aufgabe nötig istein neues Programm auf dem Chip installiert werden mussEigenschaften, welche den Mikrocontroller von anderen Computern (PC, Laptop, Server, etc.) unterscheiden sind:
-Microcontroller werden für eine bestimmte Aufgabe programmiert, d.h. wenn eine Änderung oder Verbesserung der Aufgabe benötigt wirdmuss man einfach das neue Programm auf den Chip installierenAspekte welche den Microcontroller von anderen Computern (PC, Laptop, Server, etc.) unterscheiden sind+
  
 +  * Sämtliche Funktionen sind auf einem einzelnen, kleineren und kompakteren Chip gespeichert.
 +  * Er wird zur Durchführung einer bestimmte Aufgabe programmiert, um die Funktionalität zu ändern muss neue Software installiert werden.
 +  * Er verbraucht weniger Strom, da alle physischen Komponenten kleiner und energiesparender sind als die eines PC, Laptops oder Servers. Entwickler von Mikrocontrollern fokussieren einen geringen Energieverbrauch, sodass mobile Anwendungen länger betrieben werden können.
 +  * In- und Outputs, die auf einen bestimmten Zweck ausgelegt sind. Mikrocontroller besitzen so genannte Peripherie-Schnittstellen, welche Verbindungen zwischen mehreren Mikrocontrollern oder zwischen einem Mikrocontroller und einem Computer (z. B. USB, CAN, UART)  ermöglichen sowie dabei helfen, reale physikalische Prozesse nachzuvollziehen (z. B. Schaltvorgänge, Temperaturmessungen, etc.) und nicht zuletzt auch die Steuerung von Umgebungen unterstützen (z. B. Motoren steuern, Alarme auslösen, etc.).  
  
-  * Alle Funktionen werden auf einen einzelnen Chip gespeichtert, in einem kleineren und kompakteren Ausmaß. +Mikrocontroller finden sich in diversen Gegenständen des täglichen Gebrauchs: in Haushaltsgeräten (z. B. MikrowelleFernsehgerät), Spielzeugen (Lego NXTsprechende Puppen), Beförderungsmitteln (AutoAufzug), etc. Der umfassende Einsatz von Mikrocontrollern ist möglich, da sie leicht zu programmieren sind und eine Vielzahl von Funktionen besitzen; folglich können sehr leicht neue Funktionen hinzugefügt sowie das Anwendungsniveau erhöht werden.
-  * Er ist für eine einzige Aufgabe programmiert, um die Funktionalität zu ändern muss neue Software installiert werden. +
-  * Er verbraucht weniger Strom, weil alle physikalischen Eigenschaften kleiner sind und weniger Energie verbrauchen als ein PC, Laptop oder Server. Normalerweise konzentrieren sich Entwickler für Microcontroller auf niedrigen Energieverbrauch, so dass mobile Applikationen, welche Akkus benötigen, länger laufen. +
-  * Einzweck Inputs und Outputs. Microcontroller haben sogenannte „peripherals“, welche Verbindungen zwischen den Microcontroller und anderen Microcontroller oder Computer (z.B. USBCANUARTaufbauen könnenkönnen helfen Prozesse in der wirklichen physikalischen Welt (z.B. SchaltvorgängeTemperaturmessungen, etc.)zu verstehen und können dabei helfen Umgebungen kontrollieren (z.B. Motoren kontrollieren, Alarm auslösen etc.)  +
  
-Microcontroller können in den verschiedensten Variationen und alltäglichen Gegenständen gefunden werden: Haushaltsgegenstände ( Mikrowelle, Fernseher), Spielzeug (Lego NXZ, Sprechende Puppen), Fahrzeuge (Auto, Fahrstuhl), stv. 
-Der große Einsatzbereich der Microcontroller ist möglich, weil sie einfach zu programmieren sind und eine große Funktionalität besitzen, daher ist auch sehr einfach neue Features hinzuzufügen und die Intelligenz der Anwendung zu verbessern. 
  
 +===== Robotik =====
  
-===== Robotics ===== +Robotik ist die Wissenschaftwelche die Technologie und das notwendige Wissen zum Bau von Robotern miteinander kombiniert. Aufgrund des rasanten technologischen Fortschritts ist der Begriff Roboterder als automatisierte Maschine den Menschen ersetzt, nicht mehr klar definiert. Roboter sind nicht länger nur humanoide Roboter, Roboterhände in Fertigunggstraßen, Autopiloten in Flugzeugen, aus lebenden Neuronen bestehende künstliche Intelligenz oder einfache Reinigungsroboter; der Begriff „Roboter“ bezeichnet vielmehr auch Computersoftwarewelche für den Menschen gedachte Aufgaben ausführt (z. B. Berichte erstellen). Es ist allseits bekannt, dass Roboter gebaut werdenum den Menschen bei bestimmten Aufgaben zu ersetzen. Eine Vielzahl von Gründen rechtfertigt diesesgefährliche Arbeitsbedingungen, günstigere Produktion, monotone Arbeit bei der Menschen zu Fehlern neigen, neue Systeme, die so komplex und zeitkritisch sind, dass automatisierte Maschinen diese besser erledigen können als Menschen.
- +
-Robotics ist die Wissenschaft welche die notwendige Technologie und das Wissen kombiniert um Roboter zu bauenAuf Grund der schnellen Entwicklung der Technologie ist der Begriff Roboter, als automatisierte Maschine die den Menschen ersetzt, nicht mehr so klar. +
-Roboter sind nicht mehr nur humanoide Roboter, Roboterhände in den Fertigungshallen der Automobilindustrie, Autopiloten in Flugzeugen, Künstliche Intelligenz aufgebaut auf lebende Neuronen , oder der einfache Putzroboter, Roboter sind außerdem Computersoftware welche Arbeiten erledigt die eigentlich für den Menschen gedacht sind (z.B. Berichte verfassen). +
-Es ist bekannt das Roboter gebaut werden um den Mensch für eine bestimmte Aufgabe zu ersetzen. Dafür gibt es viele GründeGefährliche Arbeitsumgebung, günstigere Produktion, eintönige Arbeit wo der Mensch Fehler machen kann, neue Systeme sind so komplex und Zeitkritisch, dass automatisierte Systeme bessere Entscheidungen treffen kann als der Mensch.+
                    
  
-===== Microcontroller in Robotics =====+===== Mikrocontroller in der Robotik=====
  
-Aufgrund der Weitläufigkeit der Roboticsbeziehen wir uns auf die Hobby-Robotics, wo die Systeme nicht zu komplex sind und die Möglichkeit besteht diese Systeme alleine zu bauen. +Aufgrund der Weitläufigkeit der Robotikkonzentrieren wir uns in diesem Buch auf die Hobby-Robotik. Diese Systeme sind nicht allzu komplex und es ist möglich sie eigenständig zu implementierenHäufig genutzte Mikrocontroller in der Robotik sind:
-Allgemeine Microcontroller in den Hobby-Robotics sind:+
  
  
-  * Atmel AVR microcontrollers (ATmega, ATtiny, etc.) +  * Atmel AVR Mikrocontroller (ATmega, ATtiny, etc.) 
-  * Microchip Technology PIC microcontrollers (PIC16, PIC24, etc.) +  * Microchip Technology PIC Mikrocontroller (PIC16, PIC24, etc.) 
-  * Microcontrollers basierend auf ARM Technologie.+  * Mikrocontroller, die auf der ARM-Technologie basieren.
  
  
-Sehr oft haben Drittanbieter eine Entwicklungsplatine und Umgebungen gebaut, welche auf die im Vorfeld genannten Microcontroller basieren. Zum Beispiel:  Arduino (AVR), BASIC Stamp (PIC) and Lego NXT (ARM). Notwendigkeiten, um mit HomeLab zu entwickeln, welche in diesem Buch beschrieben werden, basieren auf den AVR ATmega128 microcontroller+Drittanbieter haben sehr häufig Entwicklungsplatinen und Umgebungen gebaut, die auf den zuvor genannten Mikrocontrollern basieren. Zum Beispiel: Arduino (VAR), BASICStamp (PIC) und Lego NXT (ARM). Die zur Entwicklung von HomeLab notwendigen Grundvoraussetzungen, welche in diesem Buch beschrieben werden, basieren auf dem AVR ATmega127 Mikrocontroller
-Die Frage die einem in den Sinn kommt bei der großen Anzahl an Microcontroller und Development-Boards die zur Verfügung stehen: +Aus der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Mikrocontroller und Entwicklungsplatinen gilt es nun, das für den jeweiligen Bedarf am besten geeignete Produkt auszuwählen. Allgemein lassen sich die folgenden 4 Eigenschaften unterscheiden: Preis, technische Merkmale, Entwicklungsumgebung und KundenbetreuungBemerkenswerte technische Merkmale sind:
-Wie finde ich das Nützlichste? Generell können wir vier Eigenschaften beurteilen: +
-Preis, Physikalische Eigenschaften, Entwicklungsumgebung und der Costumer-Support. +
- Wichtige physikalische Eigenschaften sind: +
  
-  * processor operating frequency  - bestimmt die Arbeitsgeschwindigkeit +  * Arbeitsgeschwindigkeit des Prozessors – legt die Arbeitsgeschwindigtkeit des Chips fest 
-  * program memory capacity – bestimmt die Größe des Programms das installiert werden kann +  * Speicherkapazität des Programms – bestimmt die Größe des Programmsdas auf dem Chip installiert werden kann 
-  * data memory capacity – wieviel Daten im Programm bearbeitet werden können +  * Datenspeicherkapazität – gibt die mögliche Datenverarbeitungsmenge des Programms an 
-  * number of input/output pins and their function – unterschiedliche Pins haben unterschiedliche Möglichkeiten +  * Anzahl der Input- Output-Schnittstellen sowie deren Funktionen – unterschiedliche Schnittstellen bieten differenzierte Möglichkeiten 
-  * number of timers – important for pursue time criteria +  * Anzahl der Timer – wichtig für das Zeitverhalten der Anwendung  
-  * energy consumption – wichtig für mobile Applikationen+  * Energieverbrauch – von großer Bedeutung für mobile Anwendungen
   
  
-Hier ist die Entwicklungsumgebung PC-Software, welche das erstellen und kompilieren von Programmen erlaubt, das uploaden des Programms in den Microcontroller und den Zugriff auf das Programm während es läuft um mögliche Fehler zu entdecken. +In diesem Buch verwenden wir PC-Software als Entwicklungsumgebungmit der Programme erstellt und kompiliert und auf die Mikrocontroller geladen werden können sowie Zugriff auf die laufenden Programme hergestellt werden kann, um so mögliche Fehler zu entdecken. Da diese Software während der Entwicklungsphase des Programms als primäre Entwicklungsumgebung dientwird die  einfache und angenehme Arbeitsweise während der Nutzung deutlichDies führt schließlich zur vierten Eigenschaft, der KundenbetreuungHier ist es wichtig, dass auf Hilfe und Unterstützung bezüglich diverser Problemstellungen so einfach wie möglich zugegriffen werden kann. Unter Berücksichtigung der vier genannten Merkmale, sollte es schließlich möglich sein, die geeignete Entwicklungsplatine zu finden.
-Wie einfach und komfortabel es ist, wird schnell klar, weil während der Entwicklungsperiode des Programms, dies ihre primäre Arbeitsoberfläche ist. +
-Darauf folgt die vierte Eigenschaft, der Costumer-SupportEs ist wichtig, dass Hilfe und Unterstützung um mögliche Probleme zu lösen so einfach wie möglich zugänglich ist. +
-Unter Berücksichtigung aller alle vier genannten Eigenschaften, sollte es möglich sein, das benötigte Development-Board zu finden. +
-  +
de/microcontrollers.1279719940.txt.gz · Last modified: 2020/07/20 09:00 (external edit)
CC Attribution-Share Alike 4.0 International
www.chimeric.de Valid CSS Driven by DokuWiki do yourself a favour and use a real browser - get firefox!! Recent changes RSS feed Valid XHTML 1.0