Introducció als sistemes incrustats

El sistema en què el propòsit dedicat del programari està incrustat en un disseny de maquinari es coneix com a sistema incrustat. Aquest sistema pot ser un sistema independent o un sistema més gran. El programari normalment s’incrusta a mòduls de memòria com a ROM, i no necessita cap memòria secundària com en un ordinador. Telecomunicacions, targetes intel·ligents, míssils, xarxes informàtiques, electrònica digital de consum i els satèl·lits són algunes de les aplicacions de sistemes incrustats.

Aplicacions de sistemes incrustats

Aplicacions de sistemes incrustats inclouen robòtica, càmera digital, joguines multitarea, sistemes de cuina i rentat, sistemes biomèdics, controladors de teclat, telèfons mòbils i intel·ligents, sistemes informàtics, sistema electrònic de visualització de pes intel·ligent i sistemes d’entreteniment, com ara vídeos, jocs, sistema de música i videojocs, etc.

Procés de disseny de sistemes incrustats primer es pot fer mitjançant una simulació, que s’utilitza per provar el circuit, ja que el canvi de maquinari es fa molt difícil si el circuit funciona malament. Si els resultats es combinen amb els desitjats, el procés es dissenyarà permanentment mitjançant processos d’hòsties seqüencials.

Conceptes bàsics dels sistemes incrustats

Els sistemes incrustats estan dissenyats per realitzar tasques específiques, però no es poden utilitzar com a ordinadors de propòsit general per realitzar tasques diferents. El programari per a sistemes incrustats es denomina normalment firmware, que es pot emmagatzemar en un disc o en un sol xip. Els dos elements principals dels sistemes són:

Maquinari del sistema incrustat
Programari del sistema incrustat

Programari i maquinari del sistema incrustat

Maquinari del sistema incrustat : Un sistema incrustat requereix una plataforma de maquinari per interactuar amb diverses entrades i sortides o variables en temps real. El maquinari inclou un controlador com microcontrolador o microprocessador , mòduls de memòria, interfícies d'E / S, sistemes de visualització i mòduls de comunicació, etc.

Programari del sistema incrustat : Aquest programari permet programar de la manera desitjada de tal manera que controla diverses operacions. S'escriu en un format d'alt nivell, es compila en codi i després es boteja en controladors de maquinari.

Sistemes incrustats en temps real són sistemes informàtics que realitzen les accions, com ara supervisar, respondre i controlar el moviment extern. L'entorn extern està connectat al sistema informàtic mitjançant sensors , actuadors i interfícies d'E / S. Un sistema informàtic real incrustat amb un sistema informàtic es coneix com a sistema incrustat en temps real. Un sistema incrustat en temps real s’utilitza en diferents camps, com ara els militars, els sectors governamentals i el mèdic.

Projectes robotitzats en temps real en sistemes incrustats

Sistemes incrustats es pot utilitzar en moltes de les aplicacions en temps real, com ara automòbils, robòtica, indústries, etc. els projectes en temps real estan relacionats amb la tecnologia de la robòtica .

1. Vehicle robotitzat controlat per veu amb reconeixement de veu de llarga distància

L’objectiu d’aquest projecte és controlar un vehicle robotitzat mitjançant comandes de veu per a una operació remota. An Microcontrolador 8051 s’utilitza amb un mòdul de reconeixement de veu per realitzar l’operació desitjada. Utilitza un microcontrolador 8051, un mòdul de reconeixement de veu, un polsador, un mòdul de RF, un codificador, un descodificador, un CI de controlador de motor, motors de corrent continu, bateries i altres components diversos.

Transmissor de vehicles robotitzats controlats per veu

Els moviments del vehicle, com l’esquerra, la dreta, cap amunt i cap avall, es poden realitzar utilitzant botons policials o ordres de veu mitjançant un mòdul de reconeixement de veu que s’interface amb el microcontrolador. Aquí s’utilitza un codificador per codificar les ordres donades al microcontrolador mitjançant el transmissor de RF per transmetre els senyals a la freqüència de 433 MHz.

Per tant, quan el microcontrolador rep els senyals que sorgeixen prement els botons o els senyals d’ordres de veu corresponents al moviment, envia senyals de control al circuit receptor a través del mòdul transmissor.

Receptor de vehicles robòtics controlats per veu

En rebre aquests senyals, un receptor de RF transfereix aquests senyals a un circuit de descodificació en què les dades binàries es converteixen en un senyal de nivell de microcontrolador. Per tant, el microcontrolador realitza el moviment desitjat des del circuit del transmissor. El mòdul làser és interfície amb el microcontrolador per detectar les operacions realitzades pel robot fins i tot en llocs foscos.

2. Vehicle robotitzat controlat a distància basat en pantalla tàctil per a la gestió de botigues

Aquest projecte consisteix en controlar un vehicle robotitzat mitjançant una pantalla tàctil unitat per al funcionament remot. Es col·loca un panell de pantalla tàctil a l’extrem del transmissor i a robot pick-n-place es col·loca a l’extrem receptor per realitzar una tasca responent als senyals. Els components de maquinari utilitzats en aquest projecte inclouen un microcontrolador 8051, un panell de pantalla tàctil, antenes (costat transmissor-receptor), un codificador, un descodificador, motors de corrent continu, un cos robotitzat, una bateria, etc.

Transmissor de vehicles robòtics basat en pantalla tàctil

Com es va comentar al mòdul de reconeixement de veu del projecte anterior, en aquest projecte també un mòdul de pantalla tàctil envia al microcontrolador els senyals de control corresponents al moviment del vehicle. Posteriorment, el controlador envia aquests senyals al codificador i després al transmissor que finalment transmet els senyals al circuit receptor.

Receptor de vehicles robòtics basat en pantalla tàctil

L'antena col·locada a l'extrem del receptor rep els senyals de RF de l'antena transmissora, descodifica les dades i, a continuació, les envia al microcontrolador. Aquesta configuració té quatre motors interfaciats amb el microcontrolador: dos motors per al moviment del braç i la pinça i els altres dos per al moviment del cos. Tots aquests motors són accionats per un controlador IC que rep contínuament les ordres del microcontrolador.

Aquests són els dos aplicacions de sistemes incrustats en el camp de la robòtica. És possible que els exemples en temps real dels sistemes incrustats us hagin proporcionat una millor comprensió del concepte dels sistemes incrustats. Si teniu més dubtes sobre la implementació d’aquests projectes, podeu posar-vos en contacte amb nosaltres fent un comentari a continuació.

Crèdits fotogràfics