V tomto článku si objasníme pojem mikrokontrolér, jinak též označovaný jako jednočipový počítač. Ukážeme si i tři zástupce těchto zařízení. Mikrokontrolér je jednočipový počítač, který můžeme různě naprogramovat. Jednočipový počítač nebo také angl. Microcontroller (Mikrokontrolér, MCU, µC) je většinou monolitický integrovaný obvod obsahující kompletní mikropočítač. Jednočipové počítače se vyznačují velkou spolehlivostí a kompaktností, proto jsou určeny především pro jednoúčelové aplikace jako je řízení, regulace apod. Často jsou jednočipové počítače součástí vestavěných systémů.
Co je mikrokontrolér?
Mikrokontrolér si můžete představit jako malý počítač nebo mozek. Mikrokontroléry se používají v různých zařízeních kolem nás. Mikrokontroléry přijmou informaci, zpracují ji a přesně vypracují námi požadovaný výstup. Mikrokontrolér pracuje stejně jako nervový systém v našem těle. Nervové receptory posílají informaci do míchy, která ji přenese do mozku. Mozek informaci zpracuje a přikáže svalům udělat odpovídající reakci. Mikrokontrolér může být naprogramovaný k vykonávaní specifických úkolů. Po naprogramování si mikrokontrolér uloží program do paměti a už nemusí být připojen k počítači. Na vstupu dostane informaci a odpovídá podle toho, jaký program má uložený v paměti.
Jednočipový počítač je integrovaný obvod, který v sobě zahrnuje zpravidla vše potřebné k tomu, aby mohl obsáhnout celou aplikaci, aniž by potřeboval další podpůrné obvody. Především jde o paměť pro uložení programu (FLASH, EEPROM nebo ROM) a operační paměť RAM pro uložení aplikačních proměnných a zásobníku. Většina jednočipových počítačů také obsahuje rozsáhlou sadu podpůrných obvodů.
Základní části mikrokontroléru
Podobně jako u osobního počítače, i mikrokontrolér obsahuje základní komponenty pro zpracování informací:
| Část | Funkce |
|---|---|
| CPU | Dostává informace a instrukce, podle kterých zpracuje vstupy a výstupy. |
| RAM a ROM | Paměťový prostor pro ukládání a vykonávání instrukcí. |
| Paralelní I/O obvody | Připojení k vstupním a výstupním periferiím jako např. budiče řídicích číslicových signálů apod. Vnějším okolím - s reálným světem. |
Mikropočítače jsou kompaktní zařízení kombinující procesor, paměť a I/O rozhraní na jedné desce. Jsou ideální pro různé aplikace, od domácích projektů po průmyslové nasazení.
Čtěte také: ROOFTEK: Montážní návod pro asfaltové pásy
Populární zástupci mikropočítačů
V naší nabídce najdete základní desky, mikrokontrolery, HMI, NAS, programátory, routery, sestavitelné notebooky, hi-fi přehrávače, doplňky k TV, řídící desky robotů, servery, zařízení pro vzdálenou správu, platformy pro IoT aplikace, průmyslovou automatizaci a AI analýzu a mnoho dalších.
Arduino
Arduino je otevřená elektronická platforma založená na jednoduše použitelném hardwaru a softwaru. Jedná se o malý jednodeskový mikropočítač, který byl vytvořen pro podporu výuky informatiky ve školách. Deska Arduino UNO je založena na čipu ATmega328P. Maker UNO je programovatelný mikropočítač od firmy Cytron z Malajsie srovnatelný s Arduino UNO. I když stojí podstatně méně, pravděpodobně si s ním užijete víc zábavy. Právě dominance těchto dvou značek na developerském trhu (Arduino a Raspberry Pi) způsobuje, že si mnozí při vyslovení prvního jména často okamžitě vybaví druhou z nich.
Spresense od SONY
Spresense je značka, se kterou se do světa jednodeskových počítačů vydává společnost SONY. Spresense je kompaktní vývojová deska založená na výkonném multicore mikrokontroléru CXD5602. Spresense umožňuje vývojářům vytvářet aplikace ve velmi krátkém čase a má podporu i v Arduino IDE, stejně jako pokročilejším SDK NuttX. Součástí desky je integrovaná GPS.
Raspberry Pi
Klasickým příkladem minipočítače je podle nás počítač Raspberry Pi. Minipočítače se stále častěji dostávají i do kanceláří a škol. Raspberry Pi a další minipočítače se skvěle hodí také na pracovištích, jako jsou sklady a logistická centra. Ve skutečnosti fungují všude. Po vybalení se nám do rukou dostane malý přístroj, často o velikosti balíčku karet nebo bankomatové karty. Jakmile je minipočítač připojen k displeji a operačnímu rozhraní, je čas na počáteční instalaci - tu jsme již vícekrát a přístupně popsali na blogu Botland v souvislosti s Raspberry Pi. Obvykle se ke všemu doporučuje vhodný originální napájecí zdroj, i když se někdy stává, že některé modely lze napájet i z nabíječky telefonu. Podrobný postup, jak začít pracovat s jednotlivými minipočítači, popisují sami výrobci, online fóra a další příručky. Do počítačů Raspberry Pi můžete nainstalovat speciální software, například OSMC nebo Kodi, aby zařízení fungovalo jako zábavní centrum pro hudbu, fotografie a videa. Můžete vytvořit souborový server, tiskový server, domácí server pro monitorování sítě nebo správu záloh. Pro snadné sdílení souborů s ostatními uživateli můžete zvolit software, jako je OwnCloud nebo NextCloud. Nebo si můžete vytvořit něco úplně nového pro nadšence do domácí automatizace, například ovládání spotřebičů a systémů, jako je osvětlení, vytápění, klimatizace, dveře a okna. Software minipočítače Home Assistant pomůže ovládat a monitorovat zařízení v domácnosti. Uplyne nějaký čas, minipočítač měl sloužit k něčemu jednoduchému, až se najednou rozhodnete vyvíjet aplikace a hry v jazyce Python, Java nebo Ruby. To vše v něčem tak malém.
Vlastnosti a možnosti minipočítačů
Nápověda v Encyklopedii Britannica i české názvosloví „minipočítač“ a „mikropočítač“ mohou být trochu matoucí. Pod tímto pojmem rozumíme jednodeskové počítače (SBC, z anglického single board minicomputer). Jedná se o PCB desku s plošnými spoji, na které jsou umístěny všechny komponenty minipočítače. Všechny tyto funkce jsou dostatečně výkonné pro poloprofesionální a profesionální projekty, ale dostatečně jednoduché a přívětivé pro domácí, dokonce i zcela amatérské použití.
Čtěte také: stavebniny zaměřené na kámen a doplňky
Výkon a paměť
Nejdůležitější jednotkou je procesor. V případě Raspberry Pi 4 je taktován na 1,5 GHz CPU a GPU Broadcom. Více paměti RAM mikropočítače znamená vyšší výkon. Zatímco ve výše zmíněném Raspberry Pi 4 je k dispozici 8 GB RAM, mnoho kancelářských notebooků stále pracuje s 2 GB nebo 4 GB.
Konektivita
Více portů USB a rychlejší porty vyššího standardu znamenají více připojených zařízení - ačkoli existují i „externí“ způsoby, jak tyto možnosti rozšířit. Porty HDMI nebo microHDMI podporují multimédia, a to i s podporou kvality 4K. Port Ethernet je zodpovědný za podporu skutečně gigabitových připojení. Když se náš mikropočítač připojí k internetu, můžeme si být jisti, že se najednou nevrátíme do 90. let, kdy praskající modem umožňoval načítat obsah stránek pouze po částech. Rádiová síť WiFi a modul Bluetooth jsou již prakticky standardem, a pokud na palubě chybí, prakticky všichni významní výrobci minipočítačů a podobných platforem k tomu nabízejí přídavné moduly. K dispozici je také slot pro karty microSD, slot pro paměťové karty známé spíše z telefonů, které jsou s každou novou verzí rychlejší a samotné karty kapacitnější. Umožňují například bezproblémový přenos fotografií z dovolené - a ze zkušenosti víme, že jich jsou často stovky nebo tisíce.
Možnosti rozšíření
Samostatnou otázkou jsou překryvné vrstvy, moduly a příslušenství - jejich použití obvykle souvisí s představou o využití minipočítače, například ve spojení se senzory. Zařízení podporují různé operační systémy, např. Raspberry Pi OS, Linux, Android, Windows a poskytují širokou škálu možností připojení a rozšíření. Pokud chcete ušetřit čas i peníze hledáním kompatibilních komponent do vašich sestav, mrkněte do sekce Startovací sady, kde najdete počítače v sadách s doporučeným příslušenstvím.
Čtěte také: Průvodce nákupem stavebnin v Želechovicích
tags: #jednocipovy #mikropocitac #stavebniny #využití