O que é um microcontrolador?

Um microcontrolador, ou MCU para abreviar, é um computador colocado em um chip de circuito integrado. Os microcontroladores não são computadores no sentido de que funcionam como um laptop ou um PC para jogos. Eles contêm uma ou mais CPUs, suas memórias e conectores de entrada/saída, mas nada como um sistema operacional ou interface do usuário.

Seus principais elementos de interface são interruptores, LEDs ou sensores. Eles são limitados em quais programas podem executar pelo que caberá em sua memória onboard – é caro e ineficiente anexar memória adicional, portanto, o que quer que eles devam fazer precisa caber na memória disponível do chip. Microcontroladores são usados ​​para aplicações embarcadas em vez de uso de computador pessoal. Isso significa que eles atendem a um propósito específico e dedicado dentro de um sistema eletrônico mais amplo.

Dica: compare a função de um microcontrolador com a de uma engrenagem em uma máquina. Em vez de ser acessível diretamente ao usuário, ele cumpre silenciosamente seu propósito de fazer com que o sistema funcione sem problemas.

Os microcontroladores são semelhantes aos SoCs ou System-on-a-chips. Os SoCs são um pouco mais sofisticados, mas podem aparecer juntos – um SoC pode, por exemplo, controlar microcontroladores externos conectados por meio de uma placa-mãe. Ao contrário dos microcontroladores, os SoCs geralmente possuem alguma forma de GPU e ferramentas de conectividade de rede ( como uma interface Wi-Fi ) conectadas.

Microcontroladores no mundo real

Uma de suas características definidoras é que eles não são acessados ​​diretamente, mas controlados automaticamente em sistemas maiores. Eles podem ser encontrados no computador de bordo de um carro, em ferramentas elétricas ou até mesmo em dispositivos médicos. Os microcontroladores podem variar em tamanho, mas são pequenos, tornando possível colocá-los em dispositivos minúsculos.

Eles também podem ser construídos de forma a consumirem incrivelmente pouca energia – enquanto estão ociosos ou aguardando entrada; é possível construir microcontroladores que consomem apenas um nanowatt por minuto – isso é um bilionésimo de watt. Embora nem todos possam ser tão eficientes, muitos se contentam com frações de watt para consumo de energia. Isso os torna ideais para dispositivos que funcionam com cargas de bateria limitadas.

A história do microcontrolador

O primeiro microcontrolador foi criado em 1971, embora tenha demorado até 1974 para o primeiro microcontrolador estar disponível comercialmente. Ele apresentava uma configuração mais direta do que os modernos e foi construído especificamente para sistemas embarcados. Especialmente os fabricantes japoneses pegaram a tecnologia e começaram a fabricá-los para carros. Eles encontraram uso em entretenimento automotivo, limpadores de para-brisa automatizados ou controlados por sensor, travas eletrônicas, painéis e controles de motor.

Dica: Um carro moderno de mercado intermediário provavelmente terá cerca de 30 microcontroladores diferentes. Você também pode encontrar alguns em máquinas de lavar, fornos, telefones e sistemas de interfone.

Os primeiros modelos eram fortemente limitados na facilidade com que podiam ser apagados e reescritos e também não eram fáceis de fabricar. Desde então, isso deixou de ser um problema – desde 1993, quando um novo tipo de memória foi incluído nos microcontroladores, eles se tornaram significativamente mais baratos de fabricar. A maioria dos modelos custará apenas alguns centavos para fabricar - e será vendida por cerca de um dólar, dependendo dos detalhes.

Hoje em dia, os microcontroladores também são usados ​​fora de sistemas embarcados dedicados – eles são populares entre os engenheiros amadores que gostam de mexer com eles. Alguns modelos específicos ainda têm comunidades on-line inteiras dedicadas a eles e seus possíveis usos.

Conclusão

Um microcontrolador é um pequeno processador. Eles normalmente são usados ​​para gerenciar algo específico, como habilitar os limpadores de para-brisa quando a água é detectada. Eles são tipicamente totalmente automáticos, não precisando de controle remoto de uma CPU de uso geral, embora possam fornecer um feedback de telemetria simples. Como o nome sugere, os microcontroladores tendem a ser fisicamente pequenos.

Eles também têm um pequeno consumo de energia e um preço baixo. Embora os primeiros modelos tendam a ser bloqueados para sua função específica, os microcontroladores modernos geralmente podem ser reprogramados, embora muitas vezes seja necessário um hardware específico. Essa programabilidade permite que uma comunidade goste de mexer com eles e colocá-los em uso de maneiras incomuns.