In breve: Un microcontrollore è un piccolo computer dentro un chip. Serve a controllare oggetti elettronici come lavatrici, droni e termostati.
Cos'è un microcontrollore
Un microcontrollore è un circuito integrato programmabile. In poche parole, è un computer completo racchiuso in un solo chip.
Lo troviamo dentro tantissimi oggetti di uso comune. Per esempio nel forno a microonde, nello spazzolino elettrico e nel telecomando.
A differenza di un computer da scrivania, è piccolo e consuma poca energia. Però la sua potenza di calcolo è più limitata.
Struttura interna
Ogni microcontrollore contiene alcuni blocchi fondamentali collegati tra loro. Questi blocchi lavorano insieme per eseguire un programma.
I principali sono:
- la CPU, che esegue le istruzioni del programma;
- la memoria di programma, che conserva il codice;
- la memoria dati, che conserva i valori temporanei;
- le porte di ingresso e uscita, che dialogano con l'esterno;
- le periferiche interne, come timer e convertitori.
La memoria di programma è di solito di tipo non volatile. Significa che i dati restano salvati anche senza alimentazione.
Le porte input/output collegano il chip a sensori, pulsanti, LED o motori. Sono il punto di contatto con il mondo fisico.
Funzioni principali
La funzione base è leggere segnali, elaborarli e produrre risposte. Questo ciclo si ripete in continuazione mentre il chip è acceso.
Un microcontrollore può misurare una temperatura, decidere e accendere una ventola. Tutto questo in pochi millesimi di secondo.
Le periferiche interne aggiungono funzioni utili senza componenti esterni. I timer misurano il tempo, i convertitori leggono segnali analogici.
Esempi pratici
Pensiamo a un termostato di casa. Un sensore misura la temperatura della stanza.
Il microcontrollore confronta il valore con la soglia impostata dall'utente. Se fa troppo freddo, accende la caldaia tramite un relè.
Un altro esempio è la lavatrice. Il chip gestisce il motore, il riscaldamento dell'acqua e i tempi di lavaggio.
Anche un semaforo intelligente usa un microcontrollore. Riceve i segnali dei sensori di traffico e cambia le luci di conseguenza.
Parole difficili
- Circuito integrato: piccolo componente che contiene molti elementi elettronici in uno spazio ridotto.
- CPU: unità centrale che esegue i calcoli e le istruzioni del programma.
- Memoria non volatile: memoria che conserva i dati anche quando manca la corrente.
- Periferica: blocco interno o esterno che svolge una funzione specifica.
- Segnale analogico: segnale che varia in modo continuo, come la temperatura.
- Relè: interruttore comandato elettricamente, usato per accendere carichi grandi.
Riferimenti
- Norma: Riordino degli istituti tecnici
- Obiettivo formativo coperto: ob.tecnico-elettronica-elettrotecnica.tecnologie-e-progettazione-di-sistemi-elettrici-ed-elettronici.cl3.microcontrollori.01