Mikrocontroller
Ein Mikrocontroller ist ein elektronisches Bauelement, das einen Prozessor, Speicher sowie Ein- und Ausgabeschnittstellen in einem einzigen integrierten Schaltkreis (IC) vereint. Er kommt vor allem in eingebetteten Systemen zum Einsatz, die speziell für eine bestimmte Aufgabe entwickelt wurden – beispielsweise in Haushaltsgeräten, Unterhaltungselektronik, industriellen Steuerungssystemen oder Fahrzeugen.
Aufbau
Die wichtigsten Bestandteile eines Mikrocontrollers sind:
Prozessor
Der Prozessor ist das Gehirn des Mikrocontrollers. Er führt die Anweisungen des Programmspeichers aus.
**Überarbeitete Version:** **Speicher** Der Speicher dient zur Ablage sowohl des Programms als auch der zugehörigen Daten. Der **Programmspeicher** enthält die Befehle, die vom Prozessor ausgeführt werden, während der **Datenspeicher** die Informationen umfasst, die der Prozessor während der Programmausführung verarbeitet. Diese Struktur verbessert Lesbarkeit, Präzision und Sprachfluss, ohne den fachlichen Inhalt zu verändern.
Eingabe/Ausgabe-Peripheriegeräte
Die Eingabe/Ausgabe-Peripheriegeräte ermöglichen dem Mikrocontroller, mit der Außenwelt zu kommunizieren. Dazu gehören digitale und analoge Eingänge und Ausgänge, Timer und Schnittstellen zur Kommunikation.
Anwendungen
Haushaltsgeräte
Mikrocontroller werden in vielen Haushaltsgeräten verwendet, z. B. in Waschmaschinen, Kühlschränken und Fernsehern. Sie steuern die Funktionen des Geräts und sorgen für die Interaktion mit dem Benutzer.
Unterhaltungselektronik
Mikrocontroller werden in Unterhaltungselektronik wie Spielekonsolen, Smartphones und Tablets verwendet. Sie steuern die Displays, die Audio- und Videoausgaben und die Eingabegeräte.
Industriesteuerungen
Mikrocontroller werden in Industriesteuerungen verwendet, um die Funktionen von Maschinen und Anlagen zu steuern. Sie überwachen die Sensoren und Aktoren der Maschine und sorgen für die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften.
Automobile
Mikrocontroller werden in Automobilen verwendet, um die Funktionen von Motor, Bremsen, Lenkung und anderen Systemen zu steuern. Sie sorgen für die Sicherheit und Effizienz des Fahrzeugs.
Microcontroller kosten in der Produkten oft nur wenige Eurocent bis Euro. Mikrocontroller sind dank dieses sehr geringen Preises in fast allen elektronischen Geräten verbaut, um die vielfältigsten Aufgaben zu steuern.
Mikrocontroller werden oft in Einplatinencomputern verbaut. Vielen sind Einplatinencomputer als Entwicklerboards bekannt.
Aufgaben eines Mikrocontroller im 3D Drucker
Ein Mikrocontroller ist das Gehirn eines 3D-Druckers. Er ist für die Steuerung aller wichtigen Funktionen des Druckers verantwortlich.
Ausführen der Firmware
Die Firmware ist das Betriebssystem des 3D-Druckers. Sie enthält die Anweisungen, die der Mikrocontroller ausführt, um den Drucker zu steuern.
Steuern der Motoren
Der Mikrocontroller steuert die Bewegung der X-, Y- und Z-Achsen des 3D-Druckers. Er steuert auch den Extruder, der das Filament erwärmt und aus dem Druckerkopf drückt.
Die Motoren werden per G-Code gesteuert.
Steuern der Sensoren
Der Mikrocontroller überwacht die Sensoren des 3D-Druckers, z. B. den Filamentsensor und den Temperatursensorr. Er verwendet diese Informationen, um den Druckvorgang zu steuern.
Kommunikation mit dem Benutzer
Der Mikrocontroller kommuniziert mit dem Benutzer über den Touchscreen, die LED-Anzeigen und die USB-Schnittstelle. Er ermöglicht dem Benutzer, den Druckvorgang zu steuern und Informationen über den Drucker abzurufen.