माइक्रोकंट्रोलर को समझना: आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में उनकी भूमिका

टारन फॉक्सवर्थ द्वारा

मूल स्तर पर, एक माइक्रोकंट्रोलर बस एक छोटा कंप्यूटर है।

"छोटा कंप्यूटर" होना वास्तव में हमें ज्यादा नहीं बताता। तो आइए गहराई में जाएं। बहुत से लोग माइक्रोकंट्रोलर को Arduino से जोड़ते हैं। लेकिन यह बताना महत्वपूर्ण है कि Arduino माइक्रोकंट्रोलर नहीं है। Arduino एक संपूर्ण प्लेटफॉर्म है जो सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर दोनों में फैला हुआ है।

Arduino Arduino Uno जैसे डिवाइस बनाता है:

Arduino Uno

Arduino Uno भी माइक्रोकंट्रोलर नहीं है। यह Atmel ATmega328P माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक ब्रेकआउट बोर्ड है।

यहां देखें कि Atmel माइक्रोकंट्रोलर कैसा दिखता है:

यदि आपके हाथ में सिर्फ Atmel माइक्रोकंट्रोलर हो, तो एक शुरुआत करने वाले के रूप में, यह बहुत उपयोगी नहीं होगा। यहीं ब्रेकआउट बोर्ड काम आता है।

ब्रेकआउट बोर्ड माइक्रोकंट्रोलर पर पिन्स को एक बड़े डिवाइस (जैसे Arduino Uno) में "ब्रेक आउट" करता है। यह बड़ा डिवाइस माइक्रोकंट्रोलर को उपयोग में आसान बनाता है।

Arduino Uno के लिए, ब्रेकआउट बोर्ड आपको USB कॉर्ड डालने, इसे पावर देने, डिवाइस को प्रोग्राम करने, और बहुत कुछ करने की क्षमता देता है।

ब्रेकआउट बोर्ड के बिना, एक शुरुआत करने वाले के लिए, यह एक कठिन कार्य होगा। यह समस्या ही वह कारण है कि Arduino मौजूद है - आपके लिए हार्डवेयर के बारे में सीखना सुपर आसान बनाने के लिए।

अरे, तो यह Raspberry Pi जैसा है?

ठीक है, पूरी तरह से नहीं। Arduino और Raspberry Pi दोनों परिभाषा के अनुसार अभी भी कंप्यूटर हैं। लेकिन Raspberry Pi को सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर माना जाता है। एक सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर एक पूर्ण कंप्यूटर है जो एक सर्किट बोर्ड पर बना होता है।

एक Raspberry Pi

आपका लैपटॉप भी तकनीकी रूप से एक सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर है - बस एक शक्तिशाली वाला। Raspberry Pi आपके लैपटॉप में मौजूद उसी हार्डवेयर का एक सरल संस्करण है। जैसे आपका लैपटॉप एक ऑपरेटिंग सिस्टम चलाता है (Windows, Mac, या Linux), Raspberry Pi एक लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम चलाता है।

अब, वापस माइक्रोकंट्रोलर पर। माइक्रोकंट्रोलर ऑपरेटिंग सिस्टम नहीं चला सकते। माइक्रोकंट्रोलर में अधिकांश सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर्स जितनी कंप्यूटिंग पावर या संसाधन भी नहीं होते।

एक माइक्रोकंट्रोलर केवल एक प्रोग्राम को बार-बार चलाएगा - पूरा ऑपरेटिंग सिस्टम नहीं। हम इसे Arduino प्रोग्राम में देख सकते हैं क्योंकि उन्हें केवल दो फंक्शन की आवश्यकता होती है: Setup और loop। Setup एक बार चलेगा और loop अनिश्चित काल तक चलेगा।

Setup और Loop

तो, माइक्रोकंट्रोलर क्या है?

एक माइक्रोकंट्रोलर एक छोटा कंप्यूटर है जिसमें कम मेमोरी और प्रोग्रामेबल इनपुट/आउटपुट पेरिफेरल्स होते हैं।

इनपुट/आउटपुट

जैसा कि आप शायद जानते हैं, कंप्यूटर के साथ सब कुछ अंततः बाइनरी (0 या 1) से शुरू होता है।

एक इनपुट का मतलब है कि माइक्रोकंट्रोलर बाइनरी पढ़ेगा। एक उदाहरण इनपुट एक सेंसर होगा।

एक आउटपुट का मतलब है कि माइक्रोकंट्रोलर बाइनरी भेजेगा। एक उदाहरण आउटपुट एक मोटर या LED को नियंत्रित करना होगा।

हमें माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता क्यों है?

खैर, ये आज आपके द्वारा जाने जाने वाले कंप्यूटर्स के विचार पर पहुंचने से पहले "कंप्यूटर" थे। माइक्रोकंट्रोलर इसलिए बने रहे क्योंकि कुछ कंप्यूटिंग कार्य अविश्वसनीय रूप से तुच्छ हैं और सरल तर्क की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक स्विच को फ्लिप करना या छोटे घटकों को नियंत्रित करना - जैसे LED लाइट - को दिन-प्रतिदिन के कार्यों जैसे ईमेल भेजने के लिए आवश्यक संसाधनों की आवश्यकता नहीं होती।

हम आज उनका उपयोग करते हैं क्योंकि उनकी कम-पावर और कम मेमोरी उन्हें कम लागत वाला बनाती है। माइक्रोकंट्रोलर इंटरनेट ऑफ थिंग्स के आज संभव और सफल होने का एक कारण हैं।

मुझे एक कैसे मिलेगा?

आप कौन सा माइक्रोकंट्रोलर चाहेंगे यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कौन सी समस्या हल करना चाहते हैं। यदि आप कुछ सरल कर रहे हैं - चीजों को चालू और बंद करना, या सेंसर पढ़ना - तो बहुत अधिक कोई भी माइक्रोकंट्रोलर काम करेगा।

यदि आप गेम खेलना चाहते हैं या अधिक जटिल विचार रखते हैं, तो आपको अधिक कंप्यूट पावर की आवश्यकता होगी, इसलिए आपको सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर्स, जैसे Raspberry Pi पर जाना होगा।

Adafruit और Sparkfun दोनों में ढेर सारे किट्स और हार्डवेयर हैं जो सभी अद्भुत हैं। आप उनके ट्यूटोरियल्स का भी उपयोग कर सकते हैं।

Losant के पास भी कुछ कूल किट्स उपलब्ध हैं। आप अपना खुद का डोर सेंसर बना सकते हैं - जब कोई दरवाजा बहुत देर तक खुला रहता है तो सूचित होने के लिए।

यदि आपके पास हल करने के लिए कोई विशिष्ट समस्या नहीं है, तो बस कुछ हार्डवेयर लें और इसके साथ खेलें।

शुरू करने के लिए आप कुछ चीजें खरीद सकते हैं:

1. NodeMCU नामक एक बोर्ड

Node MCU

NodeMCU ESP8266 माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक बोर्ड है। यह बोर्ड खास है क्योंकि यह सस्ता और वाईफाई-सक्षम है। Amazon पर यह आपको लगभग $8.79 का पड़ेगा और eBay पर तो इससे भी कम।

सभी माइक्रोकंट्रोलर वाईफाई-सक्षम नहीं होते। तथ्य यह है कि यह है, इस डिवाइस के साथ आप कई प्रोजेक्ट बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप डेटा एकत्र कर सकते हैं और इसे क्लाउड ☁️ पर भेज सकते हैं।

2. आपको कुछ सेंसर्स की आवश्यकता होगी

ब्रेड बोर्ड

आप सेंसर्स के बिना हार्डवेयर नहीं रख सकते। सेंसर्स आपको पर्यावरण और अपने आसपास की दुनिया का पता लगाने की क्षमता देते हैं। वे सीखने के लिए भी एक बेहतरीन उपकरण हैं।

3. आपको एक ब्रेडबोर्ड और जम्पर वायर्स की आवश्यकता होगी:

एक सेंसर और माइक्रोकंट्रोलर को एक साथ जोड़ने के लिए, आपको उन्हें ब्रेडबोर्ड में प्लग करना होगा और उन्हें जोड़ने के लिए जम्पर वायर्स का उपयोग करना होगा।

याद रखें: eBay और AliExpress पर सब कुछ सस्ता है। आपको बस शिपिंग के लिए कुछ हफ्तों का इंतजार करना होगा।

मुझे क्या बनाना चाहिए?

फिर से - और मैं इस पर पर्याप्त जोर नहीं दे सकता - किसी प्रोजेक्ट को ध्यान में रखकर शुरू करना बहुत आसान है। अब जब आप समझ गए हैं कि माइक्रोकंट्रोलर क्या है और इसे कैसे प्राप्त करें, तो अपने आसपास की दुनिया को एक अलग नजर से देखें। आप क्या नियंत्रित कर सकते हैं? आप क्या स्वचालित कर सकते हैं? एक बार जब आप उन सवालों का जवाब देना शुरू कर देंगे, तो आपको एक प्रोजेक्ट मिल जाएगा।

प्रोजेक्ट्स के बारे में सोचते समय, Hackster आपका सबसे अच्छा दोस्त है। Hackster में ढेर सारे ESP8266 प्रोजेक्ट्स और कुछ कूल Arduino प्रोजेक्ट्स हैं:

उदाहरण के लिए, आप एक बचपन के सपने को जी सकते हैं।

आप रोबोट भी बना सकते हैं।