Microcontrolador: Oque é?

Para aqueles que se interessam por Robótica e Eletrônica ou mesmo tem curiosidade em entender como essas coisas funcionam, mas não tem um curso especifico na área, pretendo fazer uma série de postagens ensinando passo a passo como funciona a eletrônica. Para que assim qualquer pessoa possa se divertir com seus próprios projetos, sem precisar de uma engenharia elétrica completa para que o faça (afinal, quem precisa?).

E para inaugurar esta série pretendo explicar o básico sobre:

Microcontroladores

 

São os famosos "chips" que todo mundo já viu um dia na vida. Conhecer a existência de microcontoladores é fundamental para melhor entender qualquer projeto embarcado (direcionado a uma aplicação única), pois eles facilitam automações e controle de qualquer sistema. São o grande motor por trás dos movimentos modernos de IoT (sigla em inglês para Internet das Coisas) e gateways vestíveis, ou até mesmo do Arduino. Mas então....

Oque é um microcontrolador?

Para facilitar a compreensão, imagine que um microcontrolador é uma espécie de computador em miniatura, com memória RAM, memória interna (EEPROM ou Flash), processador e interfaces de entrada e saída (I/O), mas tudo em apenas um microchip chamado de Circuito Integrado (CI).

Comparando com um PC, a memória RAM é usada com o mesmo objetivo nos dois casos, mas enquanto nos PCs temos Gigabytes (GB) de memória RAM, no caso dos microcontroladores temos literalmente alguns bytes. O mesmo se pode dizer da memória interna EEPROM que não passa de Megabytes (MB) nos microcontroladores e corresponderia a mesma função que o HD de um PC convencional, armazenando dados e o "sistema operacional", que agora no caso do microcontrolador é a sua programação.

Continuando com a analogia, no computador convencional as interfaces de entrada e saída são o teclado, mouse, monitor e outros periféricos que forem instalados nele, já nos microcontroladores essas interfaces são terminais de conexão bem definidos de entrada e saída (I/O) no chip do microcontrolador. Nestes terminais você pode conectar outros elementos parecido como é utilizado uma USB de um PC, entretanto não é tão simples assim, no microcontrolador é preciso "programa-los" para que ele "compreendam" oque esta conectado nos seus terminais e consiga utiliza-los.

Neste ponto temos a divergência entre um computador convencional e um mircocontrolador, se você não "falar" para o microcontrolador o que ele vai fazer ele literalmente não faz nada! Para você "fala" a ele você terá que programa-lo. Mas em resumo ele fará tudo que você programar para ele fazer.

A programação de um Microcontrolador: 

 

Um programa de microcontrolador é como se fosse uma receita  de bolo, que trás os ingredientes e diz passo a passo o que fazer. Resumidamente a programação de um microcontrolador contem a definição de seu modo de operação, definição do que esta conectado em seus terminais (I/O) e uma descrição passo a passo do que ele deve executar. Vale ressaltar que todo microcontrolador, assim como todo processador e computador, funciona de forma Binária.

 
Para ilustrar vamos utilizar o exemplo de um tanque de água onde o nível da água é microcontrolado. Com a programação é possível fazer com que o microcontrolador "perceba" que o nível de água do tanque esta baixo, através de um sensor conectado em um de seus terminais (Sensor 2), assim o micro faz com que uma válvula de água seja acionada para que encha o tanque. Para que o tanque não transborde,  com um segundo sensor (Sensor 1) colocado no topo do tanque o microcontrolador "percebe" que o tanque esta cheio e desliga a válvula de água. Desta forma ele só ira abrir novamente a válvula quando o tanque estiver "vazio". Isto, claro, se você programa-lo para fazer isso.

Pretendo falar mais a respeito de como se programa microcontroladores e como eles funcionam em outras postagens, mas por agora espero que tenham aprendido o básico sobre o que se trata um microcontrolador e o que ele pode fazer.

Qualquer duvida, critica ou sugestão é só entrar em contato ;) e até a próxima.