¿Qué es un microcontrolador?

Un microcontrolador, o MCU para abreviar, es una computadora colocada en un chip de circuito integrado. Los microcontroladores no son computadoras en el sentido de que funcionan como una computadora portátil o una PC para juegos. Contienen una o más CPU, su memoria y conectores de entrada/salida, pero nada como un sistema operativo o una interfaz de usuario.

Sus principales elementos de interfaz son interruptores, LED o sensores. Están limitados en cuanto a los programas que pueden ejecutar según lo que cabe en su memoria integrada: es costoso e ineficiente adjuntar memoria adicional, por lo que cualquier cosa que deban hacer debe caber en la memoria disponible del chip. Los microcontroladores se utilizan para aplicaciones integradas en lugar del uso de computadoras personales. Eso significa que cumplen un propósito específico y dedicado dentro de un sistema electrónico más extenso.

Consejo: compare la función de un microcontrolador con la de un engranaje en una máquina. En lugar de ser directamente accesible para el usuario, cumple silenciosamente su propósito de hacer que el sistema en el que se encuentra funcione sin problemas.

Los microcontroladores son similares a los SoC o System-on-a-chips. Los SoC son algo más sofisticados, pero pueden aparecer juntos: un SoC podría, por ejemplo, controlar microcontroladores externos conectados a través de una placa base. A diferencia de los microcontroladores, los SoC suelen tener algún tipo de GPU y herramientas de conectividad de red ( como una interfaz Wi-Fi ) adjuntas.

Microcontroladores en el mundo real

Una de sus características definitorias es que no se accede a ellos directamente sino que se controlan automáticamente en sistemas más grandes. Se pueden encontrar en la computadora a bordo de un automóvil, en herramientas eléctricas o incluso en dispositivos médicos. Los microcontroladores pueden variar en tamaño pero ser pequeños, lo que permite colocarlos en dispositivos diminutos.

También se pueden construir de tal manera que consuman una energía increíblemente pequeña, mientras están inactivos o esperando una entrada; es posible construir microcontroladores que consuman tan solo un nanovatio por minuto, es decir, una milmillonésima parte de un vatio. Si bien no todos pueden ser tan eficientes, muchos se las arreglan con fracciones de vatio para el consumo de energía. Esto los hace ideales para dispositivos que funcionan con cargas de batería limitadas.

La historia del microcontrolador

El primer microcontrolador se creó en 1971, aunque el primer microcontrolador tardó hasta 1974 en estar disponible comercialmente. Presentaba una configuración más sencilla que las modernas y se creó específicamente para sistemas integrados. Especialmente los fabricantes japoneses tomaron la tecnología y comenzaron a fabricarlos para automóviles. Encontraron uso en entretenimiento en el automóvil, limpiaparabrisas automatizados o controlados por sensores, cerraduras electrónicas, tableros y controles de motor.

Sugerencia: un automóvil moderno de mercado medio probablemente tendrá alrededor de 30 microcontroladores diferentes. También puede encontrar algunos en lavadoras, hornos, teléfonos y sistemas de intercomunicación.

Los primeros modelos estaban muy limitados en cuanto a la facilidad con que se podían borrar y reescribir, y tampoco eran fáciles de fabricar. Desde entonces, esto ha dejado de ser un problema: desde 1993, cuando se incluyó un nuevo tipo de memoria en los microcontroladores, se han vuelto significativamente más baratos de fabricar. La fabricación de la mayoría de los modelos costará solo unos centavos, y se venderá por alrededor de un dólar, según los detalles.

Hoy en día, los microcontroladores también se utilizan fuera de los sistemas integrados dedicados: son populares entre los ingenieros aficionados que disfrutan jugando con ellos. Algunos modelos específicos incluso tienen comunidades en línea enteras dedicadas a ellos y sus posibles usos.

Conclusión

Un microcontrolador es un pequeño procesador. Por lo general, se usan para administrar algo específico, como habilitar los limpiaparabrisas cuando se detecta agua. Por lo general, son completamente automáticos y no necesitan control remoto desde una CPU de propósito general, aunque pueden retroalimentar algo de telemetría simple. Como sugiere el nombre, los microcontroladores tienden a ser físicamente pequeños.

También tienen un pequeño consumo de energía y un precio bajo. Mientras que los primeros modelos tendían a bloquearse en su función específica, los microcontroladores modernos generalmente se pueden reprogramar, aunque a menudo se requiere hardware específico. Esta capacidad de programación permite a una comunidad que disfruta jugando con ellos y poniéndolos en uso de formas inusuales.