Úvod do vestavěných systémů

Systém, ve kterém je vyhrazený účel softwaru zabudován do návrhu hardwaru, je známý jako vestavěný systém. Tento systém může být buď nezávislý systém, nebo větší systém. Software se obvykle zabuduje do paměťové moduly jako ROM a nepotřebuje žádnou sekundární paměť jako v počítači. Telecom, čipové karty, střely, počítačové sítě, digitální spotřební elektronika a satelity jsou některé z aplikací vestavěných systémů.

Aplikace vestavěných systémů

Aplikace vestavěných systémů patří robotika, digitální fotoaparát, hračky pro více úkolů, varné a mycí systémy, biomedicínské systémy, ovladače klávesnic, mobilní a chytré telefony, výpočetní systémy, elektronický inteligentní systém zobrazení hmotnosti a zábavní systémy, jako jsou videa, hry, hudební systém a videohry atd.

Proces návrhu vestavěného systému lze provést nejprve simulací, která se používá k testování obvodu, protože při poruše obvodu je změna hardwaru velmi obtížná. Pokud jsou výsledky porovnány s požadovanými, bude proces navržen trvale sekvenčními procesy oplatky.

Základy vestavěných systémů

Integrované systémy jsou navrženy k provádění konkrétních úkolů, ale nelze je použít jako počítače pro všeobecné účely k provádění různých úkolů. Software pro vestavěný systém se běžně označuje jako firmware, který lze uložit na disk nebo do jediného čipu. Dva hlavní prvky systémů jsou:

Hardware vestavěného systému
Software vestavěného systému

Hardware a software zabudovaného systému

Hardware vestavěného systému : Integrovaný systém vyžaduje hardwarovou platformu pro interakci s různými vstupy a výstupy nebo proměnnými v reálném čase. Hardware obsahuje řadič mikrokontrolér nebo mikroprocesor , paměťové moduly, I / O rozhraní, zobrazovací systémy a komunikační moduly atd.

Software vestavěného systému : Tento software umožňuje programování požadovaným způsobem, takže řídí různé operace. Je napsán ve formátu na vysoké úrovni, zkompilován do kódu a poté uložen do hardwarových řadičů.

Vestavěné systémy v reálném čase jsou počítačové systémy, které provádějí činnosti, jako je monitorování, reakce a řízení vnějšího pohybu. Externí prostředí je připojeno k počítačovému systému prostřednictvím senzory , akční členy a I / O rozhraní. Skutečný počítačový systém zabudovaný do počítačového systému je známý jako vestavěný systém v reálném čase. Vestavěný systém v reálném čase se používá v různých oblastech, jako je armáda, vládní sektor a lékařství.

Robotické projekty v reálném čase ve vestavěných systémech

Vestavěné systémy lze použít v mnoha aplikacích v reálném čase, jako jsou automobily, robotika, průmyslová odvětví atd. Následující projekty v reálném čase souvisejí s robotickou technologií .

1. Hlasově ovládané robotické vozidlo s rozpoznáváním řeči na velké vzdálenosti

Cílem tohoto projektu je ovládání robotického vozidla hlasovými příkazy pro dálkové ovládání. An 8051 mikrokontrolér se používá s modulem rozpoznávání řeči k provedení požadované operace. Využívá mikrokontrolér 8051, modul pro rozpoznávání řeči, tlačítko, RF modul, kodér, dekodér, integrovaný obvod řidiče motoru, stejnosměrné motory, baterie a další různé součásti.

Hlasově řízený robotický vysílač vozidla

Pohyby vozidla jako vlevo, vpravo, nahoru a dolů lze provádět pomocí tlačítek nebo hlasových příkazů modulem rozpoznávání řeči, který je propojen s mikrokontrolérem. Zde se kodér používá ke kódování příkazů zadaných mikrokontroléru pomocí RF vysílač přenášet signály na frekvenci 433 MHz.

Proto když mikrokontrolér přijímá signály, které se objevují stisknutím tlačítek, nebo signály hlasových příkazů odpovídajících pohybu, vysílá řídicí signály do přijímacího obvodu prostřednictvím vysílacího modulu.

Hlasově řízený robotický přijímač vozidel

Hlasově ovládaný robotický přijímač vozidla

Po přijetí těchto signálů RF přijímač přenáší tyto signály do dekodérového obvodu, kde jsou binární data převedena na signál na úrovni mikrokontroléru. Proto mikrokontrolér provádí požadovaný pohyb z obvodu vysílače. Laserový modul je propojen s mikrokontrolérem pro detekci operací prováděných robotem i na tmavých místech.

2. Dálkově ovládané robotické vozidlo založené na dotykové obrazovce pro správu obchodu

Tento projekt zahrnuje řízení robotického vozidla pomocí dotykové obrazovky jednotka pro dálkové ovládání. Na konci vysílače je umístěn panel s dotykovou obrazovkou a pick-n-place robot je umístěn na konci přijímače za účelem provedení úkolu reakcí na signály. Hardwarové komponenty použité v tomto projektu zahrnují mikrokontrolér 8051, panel dotykové obrazovky, antény (strana vysílače-přijímače), kodér, dekodér, stejnosměrné motory, robotické tělo, baterie atd.

Vysílač robotického vozidla s dotykovou obrazovkou

Jak je diskutováno v modulu pro rozpoznávání řeči výše uvedeného projektu, v tomto projektu také modul dotykové obrazovky odesílá řídicí signály odpovídající pohybu vozidla do mikrokontroléru. Řídicí jednotka následně odešle tyto signály do kodéru a poté do vysílače, který nakonec přenese signály do obvodu přijímače.

Robotický přijímač vozidel založený na dotykové obrazovce

Anténa umístěná na konci přijímače přijímá RF signály z vysílací antény a dekóduje data a poté je odesílá do mikrokontroléru. Toto zařízení má čtyři motory propojené s mikrokontrolérem: dva motory pro pohyb paže a chapadla a další dva pro pohyb těla. Všechny tyto motory jsou poháněny integrovaným obvodem ovladače motoru, který nepřetržitě přijímá příkazy od mikrokontroléru.

To jsou ti dva aplikace vestavěných systémů v oblasti robotiky. Příklady vestavěných systémů v reálném čase vám mohly poskytnout lepší pochopení konceptu vestavěných systémů. Pokud máte další pochybnosti o realizaci těchto projektů, můžete nás kontaktovat níže uvedeným komentářem.

Fotografické kredity