Сегодня будем вдохновляться на использование микроконтроллеров в своих проектах. В этом видео я расскажу, что такое микроконтроллер, как его основе реализуют те или иные задачи, для которых раньше нужны были схемы размером с дома.
Расшифровка видео
Начало
0:00
Здравствуйте дорогие друзья сегодня мы с
0:02
вами наконец-то поговорим о
0:04
микроконтроллерах в этом видео Я
0:06
попробую рассказать В чём суть
0:08
микроконтроллеров И зачем они вам нужны
0:11
если у вас постоянно чешутся руки и вам
0:14
хочется что-то делать мастерить
0:16
изобретать то микроконтроллеры – это
0:18
обязательная вещь к изучению Сегодня я
0:21
постараюсь познакомить Вас с миром
0:23
микроконтроллеров и вдохновить на их
0:25
использование расскажу как на одном
0:28
микроконтроллере реализуют или иные
0:30
задачи для которых до этого нужно было
0:32
строить огромные схемы с кучей
0:34
радиодеталей и ещё расскажу почему
0:37
микроконтроллеры – это всё-таки огромная
0:39
схема с кучей деталей но многие об этом
0:42
не задумываются вы попали на
0:44
развлекательно познавательный канал про
0:46
электронику хайде Меня зовут Николай И
0:48
сегодня у нас будет интересно Алес А
0:52
ну-ка фамилию новую выдавай не
0:56
сегодня давайте для начала разберёмся
Что такое микроконтроллер?
0:59
что Что такое микроконтроллер в сухом
1:02
определении микроконтроллер понимается
1:04
как программируемая микросхема
1:06
предназначенная для управления
1:08
электронными устройствами мы уже с вами
1:10
у нас на канале знакомились со всякими
1:12
контроллерами предназначенными для
1:14
управления электронными устройствами
1:16
например микросхемой
1:18
tl494 или таймером
1:20
ne555 и так далее но это всё микросхемы
1:24
для более-менее узкого использования А
1:27
вот в определении микроконтроллера
1:29
главное слово программируемая то есть её
1:32
можно запрограммировать практически на
1:34
всё что угодно Конечно есть ограничения
1:37
но всё-таки на одной микросхеме можно
1:39
построить всякие мигалки включал по
1:41
времени стабилизаторы напряжения
1:43
измерительные приборы которые выводят на
1:46
экран изображения умные устройства
1:49
которые способны на очень многое и это
1:52
можно сделать всё с минимальной обвязкой
1:54
и при этом на одной микросхеме
1:56
микроконтроллера можно сделать это всё
1:58
одновременно можно сделать умное
2:00
устройство которое будет делать
2:02
какие-нибудь измерения выводить их на
2:05
экран при этом стабилизировать
2:07
напряжение мигать и включать что-нибудь
2:09
по времени многие сравнивают
2:11
микроконтроллеры с процессорами Но
2:13
микроконтроллер – это больше чем
2:15
процессор и даже больше чем полноценный
2:17
компьютер микроконтроллер имеет у себя
2:20
внутри вычислительные блоки которые
2:21
обрабатывают информацию как и процессор
2:24
Но помимо этого в этой же микросхеме
2:26
встроена постоянная память в которой
2:28
хранится программа и какие-нибудь данные
2:31
на усмотрение пользователя ещё есть
2:33
встроеная оперативная память встроены
2:35
всякие популярные интерфейсы которые
2:37
позволяют общаться микроконтроллеру с
2:39
периферией это всё уже делает вот эту
2:41
микросхем не просто процессором а
2:44
полноценным компьютером Ну и это не всё
2:47
внутри микроконтроллера есть ацп аналого
2:49
цифровые преобразователи которые
2:51
позволяют считывать аналоговую
2:53
информацию про это Мы ещё поговорим
2:55
попозже также благодаря встроенным
2:57
таймера микроконтроллер может выдавать
2:59
ШИМ импульсы на своих выходах
3:01
микроконтроллеры обычно имеют множество
3:03
портов которые могут считывать сигналы
3:06
Или сами же эти сигналы отправлять при
3:08
этом порты ввода-вывода
3:09
микроконтроллеров Обычно усилены вот
3:12
например от Mega 328 порты могут
3:15
пропускать ток до 40 ма Казалось бы это
3:19
немного но этого вполне достаточно чтобы
3:21
управлять транзисторами напрямую а не
3:24
через специальные драйверы Как видите в
3:26
такую маленькую микросхему натыкал всего
3:29
конечно вычислительные блоки здесь не
3:31
такие мощные как в цпу компьютера но
3:33
вполне достаточно для задач
3:37
микроконтроллера программы для
Нейросеть поможет
3:39
микроконтроллеров можно писать с помощью
3:41
нейросети нужно только правильно
3:43
сформулировать запрос и отправить его в
3:45
какой-нибудь нейросетевой чатбот и мы
3:47
уже можем полноценно работать с
3:49
микроконтроллером без знания
3:51
программирования вообще сейчас нейросети
3:53
поражают воображение они могут почти всё
3:56
например генерировать реалистичные
3:58
изображения и даже же целые произведения
4:00
искусства АБЕ как настоящий
4:02
технологичный банк уже интегрирован
4:04
нейросеть кодинский в своё обновлённое
4:07
приложение сбербан Online теперь с
4:08
помощью нейронки пользователь может
4:10
сгенерировать себе индивидуальную
4:12
заставку которая встретит его при
4:14
запуске приложения Сейчас расскажу как
4:16
вам сгенерировать себе тоже классную
4:18
заставку которая будет только у вас в
4:20
первую очередь необходимо обновить
4:22
приложение Сбербанк онлай до последней
4:24
версии и далее перейти по ссылке в
4:26
описании или следовать инструкции Зайти
4:28
в приложение вот здесь наверху нажать
4:30
три точки далее заставки от кодинский и
4:33
нажать кнопку сгенерировать заставку в
4:35
эту строку пишем что мы хотим получить
4:37
например код сварщик и нажимаем
4:40
генерировать заставку потом нужно
4:42
немного подождать и вот заставка готова
4:45
затем нажимаем установить и в следующий
4:47
раз при входе в приложение вы будете
4:49
видеть сгенерирован ную вами заставку ну
4:51
чем это не магия современных технологий
4:53
кстати работает эта фишка только в
4:56
приложении на операционной системе
4:58
Android так что обязательно обновляйте
5:00
Сбербанк онлай и пользуйтесь
5:02
современными технологиями ссылка в
5:04
описании
Немного истории
5:07
переходите Теперь давайте Немного
5:09
поговорим про историю микроконтроллеров
5:11
в начале развития электроники для
5:13
создания устройств требовались сложные
5:16
схемы состоящие из большого количества
5:18
компонентов таких как транзисторы
5:20
резисторы конденсаторы и так далее эти
5:22
схемы были громокипящий
5:29
строились Именно таким образом без
5:31
единой микросхемы всё на отдельных
5:33
деталях и отсюда их размеры с целые
5:36
комнаты или даже дома но с появлением
5:38
интегральных микросхем в шестидесятых
5:40
годах прошлого века можно сказать
5:42
произошла настоящая революция которая
5:44
повлияла на развитие нашего сегодняшнего
5:47
мира громозеку танной схемы удалось
5:50
вместить в крошечный кусочек кремня
5:52
интегральные микросхемы представляют
5:54
собой маленькие кристаллы на которых с
5:57
помощью технологии фотолитографии
5:58
создаются транзисторы и другие
6:00
Электронные компоненты это позволило
6:03
объединить множество отдельных деталей
6:05
на одном маленьком кристалле кремния у
6:08
нас на канале про фотолитографии есть
6:10
отдельное видео это очень важная и при
6:12
этом простая для понимания технология
6:14
обязательно посмотрите то видео это
6:16
очень интересно ссылка в верхнем правом
6:18
углу и в описании поскольку логические
6:21
схемы и компьютеры существовали и до
6:24
появления интегральных микросхем Было бы
6:26
очень логично производить компьютеры
6:28
тоже методом литографии на кристалле
6:30
кремне и собственно так оно и было уже в
6:33
семьдесят первом году прошлого века
6:35
появился первый процессор Intel 4004 и в
6:39
том же семьдесят первом году был выдан
6:41
патент на однокристальный эм инженеры
6:44
компании Texas Instruments предложили на
6:46
одном кристалле разместить не только
6:48
процессор но и память с устройствами
6:51
ввода-вывода что и собственно и является
6:55
микроконтроллером Ну а по факту первыми
6:57
микроконтроллера стали типы семейства
7:00
MCS 48 которые выпускала Intel с 1976
7:05
года и вот с тех пор можно сказать
7:09
понеслось стоит понимать что
7:11
микроконтроллер то – это внутри
7:13
сложнейшая схема с вычислительными
7:15
блоками на логических элементах с
7:17
памятью и прочими устройствами но внешне
7:20
это крошечная деталь размером меньше
7:23
на годка И то это корпус Кристалл внутри
7:25
этого корпуса ещё меньше и из-за
7:28
развития фотолитографии таких кристаллов
7:30
микроконтроллеров на одной кремневой
7:32
подложке можно изготавливать тысячами А
7:34
может даже и десятками тысяч и
7:36
получается что цена микроконтроллера
7:38
Сейчас может быть даже меньше отдельного
7:41
транзистора и поэтому сейчас
7:43
микроконтроллеры
7:44
натыкается просто выгоднее проще
7:47
использовать одну такую супе
7:48
универсальную детальку которую можно
7:51
запрограммировать практически на
7:52
исполнении любого функционала вместо
7:55
десятков или сотен отдельных электронных
7:58
компонентов Хотя при этом внутри
8:00
микроконтроллера этих компонентов
8:02
миллионы микроконтроллеры сейчас повсюду
Arduino
8:05
и они доступны но всё равно они как-то
8:08
не очень активно используются частными
8:10
электронщика и радиолюбителями по
8:12
крайней мере так было до появления
8:14
ардуина Мне кажется именно Arduino
8:17
запустила в массы электронщиков
8:18
понимание прелести микроконтроллеров и
8:21
наверное лучше всего начать знакомство с
8:23
микроконтроллера именно с
8:27
Arduino в принципе по сути проект
8:29
Arduino можно назвать полной халтуры
8:32
разработчики просто-напросто взяли
8:34
популярный микроконтроллер от Mega 328
8:37
посадили его на плату на которой кроме
8:40
микроконтроллера почти ничего-то и нет и
8:43
немного переделали язык программирование
8:45
c+ Plus и потом это всё скинули на
8:48
сообщество чтобы люди сами писали разные
8:50
библиотеки но в этих простых действиях
8:52
которые проделали разработчики Arduino и
8:55
есть гениальность для маленького
8:58
микроконтроллера с делали плату к
9:00
которой очень удобно подключаться и
9:02
припаивать все входы-выходы
9:04
микроконтроллера пронумерованы на самой
9:06
плате и сразу становится Понятно Куда
9:08
нужно подключаться также на плате есть
9:10
минимальная обвязка необходимая для
9:12
запуска и работы микроконтроллера в
9:15
первую очередь это кварцевый резонатор
9:17
для поддержания нужных частот работы
9:20
микросхемы кстати в некоторых
9:21
микроконтроллерах такие резонаторы
9:23
встроены внутри даже отдельного
9:25
резонатора не нужно ещё на этой плате из
9:27
важного есть стабилизатор на напряжения
9:29
который позволяет подключить эту платку
9:31
К источнику питания более 5 в
9:34
микроконтроллер от Mega 328 может
9:36
принимать только 5 в на входе и вот
9:39
благодаря стабилизатору ему можно питать
9:41
и большим напряжением через вот этот
9:44
специальный порт RAV у меня в руках
9:46
платка Arduino Pro Mini и в принципе она
9:49
полноценно функциональная Но для того
9:52
чтобы заливать прошивку на неё нужен
9:54
специальный отдельный программатор это
9:57
не очень-то и удобно поэтому лучше
9:59
использовать плату Arduino Nano там
10:01
стоит тот же микроконтроллер от Mega 328
10:04
но на плате уже
10:06
распаянная подключить к компьютеру через
10:09
USB и прошивать микроконтроллер
10:11
компьютером напрямую Ну и вдобавок на
10:13
плате Nano обычно ставит стабилизатор
10:16
напряжения понадёжнее и можно не
10:18
переживать что там что-то выгорит по
10:20
питанию если посмотреть на схему этой
10:22
платы Arduino Nano то мы увидим что она
10:25
имеет 14 цифровых пинов ввода-вывода
10:28
шесть из них умеет выдавать шин плюс ещё
10:31
на плате есть Шесть аналоговых входов
10:34
которые являются теми самыми ацп аналога
10:37
цифровыми преобразователями При желании
10:39
эти аналоговые порты тоже могут работать
10:41
как цифровые что же можно сделать с
10:43
набором вот этих интерфейсов на самом
10:46
деле абсолютно всё ограничение только
10:48
лишь в вашей фантазии вычислительной
10:50
производительности от Мега 328 и
10:53
количестве портов например на цифровые
10:55
порты Arduino могут приходить сигналы от
10:57
каких-нибудь датчиков а в ответ на эти
10:59
сигналы на других портах тоже может
11:01
что-нибудь происходить в зависимости от
11:03
того что диктует ваша программа
11:05
аналоговые входы которые ацп могут
11:08
принимать сигналы с аналоговых датчиков
11:10
например термометров или термопар и в
11:12
зависимости от температуры Arduino будет
11:14
выполнять какие-то действия например
11:16
менять ширину импульса ШИМ или
11:18
передавать данные о температуре через
11:20
интерфейсы который поддерживает
11:21
микроконтроллер в случае от Mega 328 –
11:24
это itc ard или SPI почти все эти задачи
11:28
в в принципе можно реализовать на
11:30
отдельных деталях построить схему
11:32
сделать платку и всё там будет мигать и
11:35
включаться и для каких-то простейших
11:37
вещей Может быть и да Но для чего-то
11:39
Чуть более сложного микроконтроллер
11:41
использовать тупо удобнее Но почему же
В чем микроконтроллеры проигрывают?
11:43
радиолюбители массово не переходят на
11:46
использование микроконтроллеров в своих
11:48
проектах и тут есть несколько причин
11:50
первая причина заключается в том что
11:52
всё-таки аналоговые или импульсные схемы
11:56
надёжнее и в принципе можно сделать блок
11:58
питания на микроконтроллере а не нашим
12:00
контроллере и это будет даже удобнее но
12:03
нужно понимать что в блоке питания
12:05
шим-контроллер выдаёт точные импульсы
12:07
строго определённой ширины заполнения
12:10
такое можно сделать и на
12:11
микроконтроллере Да но сложнейший внутри
12:14
микроконтроллер со своей программой
12:15
Могут просто зависнуть или заглючив чем
12:18
больше деталей тем больше шансов что
12:20
что-то пойдёт не так Даже если на
12:22
мгновение импульсы будут подаваться
12:24
как-то не так то транзисторы или
12:26
трансформатору Могут просто сгореть даже
12:29
взорваться Поэтому в блоках питания или
12:31
каких-нибудь инверторах микроконтроллеры
12:33
не используются Ну по крайней мере я о
12:35
таком не слышал если такое бывает если
12:38
микроконтроллеры используются в блоках
12:40
питания или что-то типа того в качестве
12:42
ШИМ контроллера то напишите в
12:44
комментариях Мне будет очень интересно
12:46
об этом узнать Вторая причина почему
12:48
микроконтроллеры не захватили полностью
12:50
электронщиков – это необходимость
12:52
учиться программировать и вот ардуина
12:55
как раз частично эту проблему решает у
12:57
нас на канале есть видео по Азам
12:59
программирования на Arduino Я считаю у
13:01
меня тогда получился хороший и полезный
13:03
ролик обязательно посмотрите и потом
13:04
Попробуйте сами что-нибудь попросить Я
13:06
думаю вы сможете освоить это дело третья
13:09
причина почему не всегда используют
13:11
микроконтроллер заключается в том что
13:13
микроконтроллер это полностью цифровое
13:16
устройство А в электронике Иногда нужно
13:19
что-то аналоговое например усилители
13:21
звука Можно конечно сделать усилитель
13:23
звука D класса Но в нём импульсы shim
13:25
тоже аналогово и плавно меняют ширину
13:27
своих импульсов а в микроконтроллере
13:29
ширина импульсов изменяется ступенями в
13:32
зависимости от битность ШИМ генератора
13:34
но теоретически усилитель звука D класса
13:37
можно сделать и на
13:39
микроконтроллере Если вы вдохновились
С чего начать действовать
13:41
что-нибудь сделать на микроконтроллере
13:43
то у нас на канале есть несколько видео
13:46
с проектами на Arduino Но больше всего
13:48
конечно посвятил себя Arduino Алекс
13:50
гайвер он сделал уже кучу разных
13:52
интересных проектов на Arduino Вот как
13:54
раз для начала можете посмотреть
13:56
какие-нибудь проекты у других авторов а
13:58
потом начать реализовывать и свои идеи
14:01
Ну и вообще Arduino – Это только первый
14:03
шаг в мир микроконтроллеров есть же
14:05
более прогрессивный контроллеры stm32
14:08
Они конечно посложнее но намного быстрее
14:10
больше памяти больше интерфейсов И даже
14:13
есть вот такие платки на STM по типу
14:15
Arduino для удобства только здесь уже
14:17
нужно осваивать настоящее
14:19
программирование чтобы с этим всем можно
14:21
было работать конечно тема
14:23
микроконтроллеров настолько глубокая что
14:25
можно рассказывать о микроконтроллерах
14:28
бесконечно это видео можно сказать
14:29
просто введение Так что если вам
14:31
интересно то Пишите в комментариях
14:34
продолжим про них рассказывать если вам
14:36
понадобится Ну и ещё конечно нужно
14:38
поставить лайк этому видео если оно вам
14:41
понравилось и подписаться на канал Можно
14:44
также Огромное спасибо всем спонсорам
14:46
которые на бусте поддерживают
14:47
производство нашего контента Ну а сейчас
14:50
на экране появилась конечная заставка с
14:52
видео которые будут вам интересны как
14:54
раз вот здесь видос про программирование
14:56
ардуина или вот ролик про
14:58
микроконтроллер Ани 13 тоже интересная и
15:01
маленькая штучка Ну а я с вами не
15:03
прощаюсь а жду в других наших видео
15:05
всего хорошего
15:10
друзья