Introduzione ai sistemi integrati

Il sistema in cui lo scopo dedicato del software è incorporato in un progetto hardware è noto come sistema integrato. Questo sistema può essere un sistema indipendente o un sistema più grande. Il software di solito viene incorporato in moduli di memoria come ROM e non necessita di memoria secondaria come in un computer. Telecomunicazioni, smart card, missili, reti di computer, elettronica di consumo digitale e i satelliti sono alcune delle applicazioni dei sistemi embedded.

Applicazioni di sistemi incorporati

Applicazioni di sistemi embedded comprendono robotica, fotocamera digitale, giocattoli multi-tasking, sistemi di cottura e lavaggio, sistemi biomedici, controller a tastiera, telefoni cellulari e smart, sistemi informatici, sistema di visualizzazione del peso elettronico intelligente e sistemi di intrattenimento, come video, giochi, sistema musicale e videogiochi e così via.

Processo di progettazione del sistema integrato può essere eseguita prima con la simulazione, che viene utilizzata per testare il circuito perché la modifica dell'hardware diventa molto difficile se il circuito non funziona correttamente. Se i risultati sono abbinati a quelli desiderati, il processo sarà progettato in modo permanente da processi di wafer sequenziali.

Nozioni di base sui sistemi integrati

I sistemi incorporati sono progettati per eseguire attività specifiche, ma non possono essere utilizzati come computer generici per eseguire attività diverse. Il software per il sistema embedded è normalmente indicato come firmware, che può essere memorizzato su un disco o in un singolo chip. I due elementi principali dei sistemi sono:

Hardware di sistema integrato
Software di sistema integrato

Hardware e software di sistema integrati

Hardware di sistema integrato : Un sistema embedded richiede una piattaforma hardware per interagire con vari input e output o variabili in tempo reale. L'hardware include controller come microcontrollore o microprocessore , moduli di memoria, interfacce I / O, sistemi di visualizzazione e moduli di comunicazione, ecc.

Software di sistema integrato : Questo software consente la programmazione nel modo desiderato in modo tale da controllare varie operazioni. È scritto in un formato di alto livello, compilato in codice e quindi scaricato nei controller hardware.

Sistemi embedded in tempo reale sono sistemi informatici che eseguono le azioni, come il monitoraggio, la risposta e il controllo del movimento esterno. L'ambiente esterno è collegato al sistema informatico tramite sensori , attuatori e interfacce I / O. Un sistema informatico reale integrato con un sistema informatico è noto come sistema integrato in tempo reale. Un sistema integrato in tempo reale viene utilizzato in diversi campi come i settori militare, governativo e medico.

Progetti robotici in tempo reale in sistemi embedded

Sistemi integrati può essere utilizzato in molte delle applicazioni in tempo reale come automobili, robotica, industrie, ecc. Di seguito i progetti in tempo reale sono legati alla tecnologia robotica .

1. Veicolo robotico a comando vocale con riconoscimento vocale a lunga distanza

Lo scopo di questo progetto è controllare un veicolo robotico tramite comandi vocali per il funzionamento a distanza. Un Microcontrollore 8051 viene utilizzato con un modulo di riconoscimento vocale per eseguire l'operazione desiderata. Utilizza un microcontrollore 8051, un modulo di riconoscimento vocale, un pulsante, un modulo RF, un codificatore, un decodificatore, un circuito integrato del driver del motore, motori CC, batterie e altri componenti vari.

Veicolo robotico a comando vocale - Trasmettitore

I movimenti del veicolo come sinistra, destra, su e giù possono essere eseguiti utilizzando pulsanti o comandi vocali da un modulo di riconoscimento vocale che è interfacciato con il microcontrollore. Qui, un codificatore viene utilizzato per codificare i comandi dati al microcontrollore utilizzando il trasmettitore RF per trasmettere i segnali alla frequenza di 433 MHz.

Pertanto, quando i segnali che emergono premendo i pulsanti, oi segnali di comando vocale corrispondenti al movimento vengono ricevuti dal micrcontrollore, invia segnali di controllo al circuito ricevitore attraverso il modulo trasmettitore.

Ricevitore per veicoli robotici a comando vocale

Dopo aver ricevuto questi segnali, un ricevitore RF trasferisce quei segnali a un circuito decodificatore in cui i dati binari vengono convertiti in un segnale a livello di microregolatore. Pertanto, il micrcontrollore esegue il movimento desiderato dal circuito del trasmettitore. Il modulo laser è interfacciato con il microcontrollore per rilevare le operazioni eseguite dal robot anche in luoghi bui.

2. Veicolo robotico telecomandato basato su touch screen per la gestione del negozio

Questo progetto prevede il controllo di un veicolo robotico utilizzando un display touch-screen unità per comando a distanza. Un pannello touch-screen è posizionato all'estremità del trasmettitore e a robot pick-and-place è posto all'estremità del ricevitore per eseguire un'attività rispondendo ai segnali. I componenti hardware utilizzati in questo progetto includono un microcontrollore 8051, un pannello touch-screen, antenne (lato trasmettitore-ricevitore), un codificatore, un decodificatore, motori CC, un corpo robotico, una batteria, ecc.

Trasmettitore robotizzato basato su touch screen

Come discusso nel modulo di riconoscimento vocale del progetto di cui sopra, anche in questo progetto un modulo touch screen invia i segnali di controllo corrispondenti al movimento del veicolo al microcontrollore. Il controller invia successivamente quei segnali all'encoder e quindi al trasmettitore che alla fine trasmette i segnali al circuito del ricevitore.

Ricevitore robotizzato basato su touch screen

L'antenna posta all'estremità del ricevitore riceve i segnali RF dall'antenna trasmittente e decodifica i dati, quindi li invia al microcontrollore. Questo allestimento prevede quattro motori interfacciati con il microcontrollore: due motori per il movimento del braccio e della pinza e gli altri due per il movimento del corpo. Tutti questi motori sono azionati da un IC driver del motore che riceve continuamente i comandi dal microcontrollore.

Questi sono i due applicazioni di sistemi embedded nel campo della robotica. Gli esempi in tempo reale dei sistemi embedded potrebbero aver fornito una migliore comprensione del concetto di sistemi embedded. Se hai ulteriori dubbi sull'implementazione di questi progetti, puoi contattarci commentando di seguito.

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