‹Revenir à la recherche

Les 1 - Introductie microcontrollers

Python intro
Programming basics-II
Les 3 / Week 7a
Welkom bij Microcontrollers
MCR-I: Microcontrollers
Les 1
1 / 34
suivant
Slide 1: Diapositive
Applicatie- en mediaontwikkelaarMBOStudiejaar 1

Cette leçon contient 34 diapositives, avec quiz interactifs, diapositives de texte et 1 vidéo.

Éléments de cette leçon

Python intro
Programming basics-II
Les 3 / Week 7a
Welkom bij Microcontrollers
MCR-I: Microcontrollers
Les 1

Slide 1 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

🔭 Globaal overzicht modules:

MCR-I
MCR-II
MCR-III
Duur: 5 weken
Toetsing: individueel, multiple choice
  • Introductie microcontrollers
  • Demo’s
  • Basic elektronica
  • UART
  • MicroPython
  • Emulatie (https://wokwi.com)

Slide 2 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

🔭 Globaal overzicht modules:

MCR-I
MCR-II
MCR-III
Duur: 11 weken
Toetsing: individueel, inleveropdracht en presentatie
  • Eerste programma “Hello world” aka Blinky
  • Programma: reactiemeter (button, led)
  • Programma: verkeerslicht (3x led)
  • Programma: thermometer (DHT22)

Slide 3 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

🔭 Globaal overzicht modules:

MCR-I
MCR-II
MCR-III
Duur: 8 weken
Toetsing: groepen van twee, projectopdracht zoals bijv.:
  • Programma: wifi accesspoint en website
  • Programma: communicatie tussen C# en microcontroller (serieel via UART, RS-232, USB)
  • Simulator koffieapparaat

Slide 4 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

⚡ Deze les
  • Wat is een microcontroller?
  • Waar worden microcontrollers gebruikt?
  • Bekende microcontrollers
  • Programmeren van microcontrollers

Slide 5 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Microcontrollers
Wat weet je al?

Slide 6 - Carte mentale

Micro:bit
Welke ken je nog meer?
Waar zouden we ze tegen kunnen komen?

Slide 7 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Eenvoudige computer op één VLSI-chip

VLSI (Very Large Scale Integration) chip:
  • Klein (met enorm veel transistoren)
  • Multifunctioneel (je vindt ze als het brein van computers, smartphones, digitale cameras en nog veel meer)
  • Complex (met naast transistoren andere minuscule componenten zoals geheugen arrays, arithmetic units en andere functionele componenten)

Slide 8 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:
  • CPU (soms meerdere)
  • (EP)ROM (flash)
  • RAM, relatief weinig
  • Input en output, GPIO
  • Relatief lage kloksnelheid
  • Goedkoop
  • Laag energieverbruik

Slide 9 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

CPU: De CPU (Central Processing Unit) van een microcontroller is het brein ervan, dat verantwoordelijk is voor het uitvoeren van berekeningen en het besturen van de taken van de microcontroller.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 10 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

(EP)ROM (flash): Erasable Programmable Read-Only Memory, maar moderne microcontrollers gebruiken vaak flashgeheugen om programma's en gegevens op te slaan. Het is niet-vluchtig geheugen dat behouden blijft, zelfs als de stroom wordt uitgeschakeld.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 11 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

RAM: Random Access Memory is het tijdelijke geheugen van de microcontroller waarin gegevens en variabelen worden opgeslagen tijdens de uitvoering van programma's. Het is vluchtig en wordt gewist wanneer de stroom wordt uitgeschakeld.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 12 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

Input en output, GPIO: Microcontrollers hebben ingebouwde GPIO (General Purpose Input/Output) pinnen waarmee ze gegevens kunnen ontvangen (input) van sensoren en apparaten kunnen aansturen (output) via digitale signalen.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 13 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

Relatief lage kloksnelheid: Microcontrollers werken meestal op lagere kloksnelheden in vergelijking met microprocessoren, omdat ze ontworpen zijn voor specifieke toepassingen met minder rekenkracht.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 14 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

Goedkoop: Microcontrollers zijn doorgaans kosteneffectief geproduceerd, wat ze geschikt maakt voor een breed scala aan toepassingen, van consumentenelektronica tot industriële automatisering.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 15 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Wat is een microcontroller?
Typische kenmerken:

Laag energieverbruik: Microcontrollers zijn ontworpen om efficiënt met energie om te gaan, waardoor ze geschikt zijn voor apparaten en toepassingen waar energieverbruik kritiek is (die bijv. werken op batterijen), zoals draagbare elektronica of IoT-apparaten.

CPU / (EP)ROM / RAM / Input en output, GPIO / Relatief lage kloksnelheid / Goedkoop / Laag energieverbruik

Slide 16 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Waar worden microcontrollers
gebruikt?

Slide 17 - Carte mentale

Cet élément n'a pas d'instructions

Waar worden microcontrollers gebruikt?
Verzamelterm: Embedded systems
  • Wasmachines
  • Klokken en horloges
  • Auto’s
  • Procesbesturing in fabrieken
  • Accesspoints
  • Domotica
  • Fotocamera’s
  • etc...

Slide 18 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Enkele bekende microcontrollers...

Slide 19 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Atmel-familie, bekend geworden door Arduino

Slide 20 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Nordic-familie (zit in de micro:bit die jullie kennen uit het eerste lesjaar)

Slide 21 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

PIC-familie

Slide 22 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

STM32-familie

Slide 23 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

(ESP-01 t/m ESP-14, ESP32)

Slide 24 - Diapositive

Grappig feit: de eerste ESP-modules waren bedoeld om te fungeren als een WiFi-module en toen men ontdekte dat de CPU krachtig genoeg was om naast WiFi ook andere taken uit te voeren is dit een populaire microcontroller geworden.
RP2040, de microcontroller van de Raspberry Pico; niet te verwarren met de Raspberry Pi

Slide 25 - Diapositive

Grappig feit: de eerste ESP-modules waren bedoeld om te fungeren als een WiFi-module en toen men ontdekte dat de CPU krachtig genoeg was om naast WiFi ook andere taken uit te voeren is dit een populaire microcontroller geworden.
Old school microprocessors zoals 6502 en Z80, deze worden nog steeds gemaakt.

Slide 26 - Diapositive

Grappig feit: de eerste ESP-modules waren bedoeld om te fungeren als een WiFi-module en toen men ontdekte dat de CPU krachtig genoeg was om naast WiFi ook andere taken uit te voeren is dit een populaire microcontroller geworden.
Development boards

Van sommige microcontrollers zijn zgn. development-boards om microcontrollers toegankelijker te maken, bijv. micro:bit, Arduino’s, NodeMCU en de Raspberry Pico.

Development-boards (of devboards) hebben extra elektronica zoals een USB-to-serial adapter om direct met een PC te kunnen communiceren en elektronica om de voedingsspanning te reguleren.

Slide 27 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Programmeren van microcontrollers

Microcontroller Bootloader
Een af fabriek microcontroller wordt geleverd zonder programma, met uitzondering van een bootloader. De bootloader is een programma dat een aantal essentiële instellingen configureert.

In veel gevallen omvat de bootloader van microcontrollers ook communicatiesoftware (UART), waardoor de microcontroller kan communiceren met andere apparaten. Dit maakt het mogelijk om bijvoorbeeld programma's in te voeren.

Slide 28 - Diapositive

Een universal asynchronous receiver-transmitter (UART) is een hardwarecomponent gebruikt voor asynchrone, seriële communicatie met andere elektronische systemen. De UART is, naast het omzetten van de gegevens, verantwoordelijk voor de pariteitscontrole, timing en start/stop-bits. Vaak zijn de UART zelf en het component verantwoordelijk voor de signaalverwerking onderdeel van een geïntegreerde schakeling, meestal is dat een microcontroller.
Programmeren van microcontrollers

Er zijn verschillende programmeertalen beschikbaar voor microcontrollers, waaronder:

  • Assembly
  • C++
  • MicroPython

In deze lessen zullen we ons concentreren op het gebruik van MicroPython.

Slide 29 - Diapositive

Een universal asynchronous receiver-transmitter (UART) is een hardwarecomponent gebruikt voor asynchrone, seriële communicatie met andere elektronische systemen. De UART is, naast het omzetten van de gegevens, verantwoordelijk voor de pariteitscontrole, timing en start/stop-bits. Vaak zijn de UART zelf en het component verantwoordelijk voor de signaalverwerking onderdeel van een geïntegreerde schakeling, meestal is dat een microcontroller.
Programmeren van microcontrollers
Een typisch microcontroller programma bestaat uit twee delen:

  1. Setup
  2. Infinite loop

Slide 30 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Voorbeeldprojecten microcontrollers
Een impressie van wat mogelijk is...

Slide 31 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Taxi tracking system using GPS and GSM technology
https://www.projectsof8051.com/office-cab-tracking-system-using-gps-and-gsm-technology/

Slide 32 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

RFID based PrePaid Car Parking System
https://www.projectsof8051.com/rfid-based-prepaid-car-parking-system/

Slide 33 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Slide 34 - Vidéo

Cet élément n'a pas d'instructions

Plus de leçons comme celle-ci

Y7 Hardware

- Leçon avec 27 diapositives
ComputingLower Secondary (Key Stage 3)

Hardware lesson 3

- Leçon avec 20 diapositives
ComputingLower Secondary (Key Stage 3)

Y7 Hardware

- Leçon avec 28 diapositives
ComputingLower Secondary (Key Stage 3)

Programmeren van Arduino microcontroller en aan/uit schakelaar

- Leçon avec 20 diapositives
TechniekMiddelbare schoolvmbo gLeerjaar 1

Les 03 - Hardware

- Leçon avec 15 diapositives
InformaticaMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4-6

Y7 Hardware 2024

- Leçon avec 30 diapositives
ComputingLower Secondary (Key Stage 3)

what are input and output devices

- Leçon avec 46 diapositives

computerarchitectuur: cpu + devices + memory

- Leçon avec 19 diapositives
InformaticaMiddelbare schoolhavoLeerjaar 4