This Lecture is Made for our students who want to study microcontrollerbased automation using Arduino.
What is Microcontroller?
A microcontroller (MC, UC, or μC) or microcontroller unit (MCU) is a small computer on a single integrated circuit. A microcontroller contains one or more CPUs (processor cores) along with memory and programmable input/output peripherals.
What is Arduino?
Arduino is an opensource electronics platform based on easytouse hardware and software. Arduino boards can read inputs a light on a sensor, a finger on a button, or a Twitter message and turn them into an output activating a motor, turning on an LED, or publishing something online.
মাইক্রোকন্ট্রোলার বেইজড সিস্টেম ডিজাইন এন্ড ডেভেলপমেওন্ট
অধ্যায় ০১
মাইক্রোকন্ট্রোলার

প্রশ্ন সমূহঃ
১। মাইক্রোকন্ট্রোলার কি ? মাইক্রোকন্ট্রোলার এর ব্যবহার লেখ?
মাইক্রোকন্ট্রোলার
মাইক্রো এবং কন্ট্রোলার দুটি একত্রে একটি ইংরেজি শব্দ মাইক্রোকন্ট্রোলার। এটিকে আসলে একটি ছোট কম্পিউটার বলা যেতে পারে। এতে প্রসেসর, র‍্যাম, মেমোরি ইনপুট/আউটপুট প্রান্ত একই সাথে থাকে।
মাইক্রোকন্ট্রোলার হচ্ছে ছোট্ট চিপ বা প্রোগ্রামেবল আইসি যা একটি সিঙ্গেল চিপ মাইক্রোকম্পিউটার নামে পরিচিত। চিপটিকে কোন ইলেকট্রনিক্স যন্ত্রের সাথে ইন্টারফেস করে নির্দেশনার মাধ্যমে পরিচালনা করা যায়। মাইক্রোকন্ট্রোলার বিভিন্ন মেশিন বা যন্ত্রপাতিকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাজ করানোর জন্য ব্যবহৃত হয়। সহজ ভাবে বলা যায় মাইক্রোকন্ট্রোলার হচ্ছে ইলেকট্রনিক্স যন্ত্রের ব্রেইন। একটি কম্পিউটারে RAM, CPU, IO Pins, Hard disk ইত্যাদি থাকে। মাইক্রোকন্ট্রোলারে এসবই রয়েছে কিন্তু খুবই সীমিত আকারে।
মূলত দুটি অংশে ভাগ করা যায় মাইক্রোকন্ট্রোলারকেঃ
• কন্ট্রোল ইউনিট: এই ইউনিট মেমোরি থেকে ডেটা আনতে ব্যবহার করা হয়।
• এক্সিকিউশন ইউনিট: এই ইউনিট ডেটা এক্সিকিউট বা রান করার জন্য ব্যবহার করা হয়ে থাকে।
মাইক্রোকন্ট্রোলার এর ব্যবহার
ইলেকট্রনিক্স ডিভাইসের অভ্যন্তরে মাইক্রোকন্ট্রোলারের উপস্থিতি ডিভাইসকে আরও আধুনিক করে। নিচে মাইক্রোকন্ট্রোলারের ব্যবহার সমূহ উল্লেখ করা হলোঃ
• সুপার মার্কেটে ক্যাশ রেজিস্টার ও ওজন মাপার যন্ত্রে।
• শিল্প কারখানায় স্বয়ংক্রিয় ব্যবস্থাপনায় নিরাপত্তা দেওয়া, অটোমেটিক পাম্প নিয়ন্ত্রণ, অপটিক্যাল মডিউলে, অপটিক্যাল নেটওয়ার্কিং ইত্যাদি কাজে ব্যাপক ব্যবহার হয়ে থাকে।
• বাসাবাড়িতে ওভেন, এসির তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রনে, মাইক্রোওভেনে ও ওয়াশিং মেশিনে।
• অফিসে ফটোকপির মেশিনে, লিফটে ও প্রিন্টারে ইত্যাদি।
• এছাড়া বাচ্চাদের খেলনায়, টেলিভিশনে ,মিউজিকাল ইন্সট্রুমেন্টে কিংবা হাসপাতালের বিভিন্ন ডিভাইসে মাইক্রোকন্ট্রোলার এর ব্যবহার দেখা যায়।

গাড়ি ট্র্যাকিং করতে এবং স্মার্ট কার পার্কিং সিস্টেমের মতো জটিল কাজে মাইক্রোকন্ট্রোলারের ব্যবহার করা হয়ে থাকে।
আমাদের আরডুইনো ভিত্তিক বিভিন্ন প্রোজেক্ট টিউটোরিয়াল ব্লগ পোস্ট পাবলিশ করা আছে পড়ে দেখতে পারেন এছাড়া আমাদের ইউটিউবে চ্যানেলে নিয়মিত ভিডিও টিউটোরিয়াল দেওয়া হয় যা আপনার দক্ষতাকে আরও বাড়াবে।
২। মাইক্রোকন্ট্রোলার কত প্রকার ও কি কি?
মাইক্রোকন্ট্রোলারের প্রকারভেদ
প্রসেসিং ওয়ার্ডের আকার, নির্দেশনা সেট, মেমরি গঠন, মেমরি ডিভাইসের উপর ভিত্তি করে মাইক্রোকন্ট্রোলারকে নিম্নলিখিত ভাগে বিভক্ত করা যায়ঃ
• মেমরি ডিভাইসের উপর ভিত্তি করেঃ
o সংযোজিত মেমরি মাইক্রোকন্ট্রোলার(Internal)
o বাহ্যিক মেমরি মাইক্রোকন্ট্রোলার(External)
• প্রসেসিং ওয়ার্ডের আকারের উপর ভিত্তি করেঃ
o ৪বিট মাইক্রোকন্ট্রোলার
o ৮বিট মাইক্রোকন্ট্রোলার
o ১৬বিট মাইক্রোকন্ট্রোলার
o ৩২বিট মাইক্রোকন্ট্রোলার
• মেমরি গঠনের উপর ভিত্তি করেঃ
o ভননিউম্যান আর্কিটেকচার মাইক্রোকন্ট্রোলার
o হার্ভার্ড আর্কিটেকচার মাইক্রোকন্ট্রোলার
• নির্দেশনা সেটের উপর ভিত্তি করেঃ
o কমপ্লেক্স নির্দেশনা সেট কম্পিউটার
o রিডাকড নির্দেশনা সেট কম্পিউটার

৩। Embeddeddd System কি? কম্পিউটার এবং এমভেডেড সিস্টেমের
পারথক্য কি?

এম্বেডেড সিস্টেম হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যার নিয়ে গঠিত। এটি এমন একটি যন্ত্র যা স্বাধীনভাবে কাজ করতে পারে। সফ্টওয়্যার বিষয়বস্তু শুধুমাত্র সফ্টওয়্যার চলমান পরিবেশ এবং তার অপারেটিং সিস্টেম অন্তর্ভুক্ত। হার্ডওয়্যার সামগ্রীতে রয়েছে সিগন্যাল প্রসেসর, মেমরি, কমিউনিকেশন মডিউল ইত্যাদি। এটি এমন একটি ইনটেলিজেন্ট ইলেকট্রনিক্স সিস্টেম যা ইনপুট নিতে পারে, প্রসেস করতে পারে, আউটপুট দিতে পারে এবং প্রয়োজনে তথ্য সংরক্ষণ করতে পারে।
মাইক্রোওয়েভ ওভেন, ডিজিটাল ঘড়ি থেকে শুরু করে মোবাইল ফোন, ক্যামেরা, প্রিন্টার, ফটোকপি মেশিন, এ টি এম মেশিন, রোবট সবই Embedded System।
এমবেডেড কম্পিউটার সিস্টেমগুলির সাধারণ উদ্দেশ্য কম্পিউটার সিস্টেমের তুলনায় নিম্নোক্ত বৈশিষ্ট্যগুলি রয়েছে:
1. এমবেডেড সিস্টেম সাধারণত অ্যাপ্লিকেশন ভিত্তিক এমবেডেড সিপিপি এবং সবচেয়ে বড় পার্থক্যের সাধারণ উদ্দেশ্য হল যে এমবেডেড সিপিইউ একটি নির্দিষ্ট ব্যবহারকারীর গ্রুপের জন্য পরিকল্পিত একটি সিস্টেমের মধ্যে কাজ করে, এটি সাধারণত কম বিদ্যুৎ খরচ, ছোট আকার, উচ্চ ইন্টিগ্রেশন, ইত্যাদি বৈশিষ্ট্যগুলি চিপের ভিতরে সাধারণ উদ্দেশ্য সিপিপি বোর্ডে সম্পন্ন কাজগুলির সমন্বয় সাধন করতে পারে, যা এমবেডেড সিস্টেম ডিজাইনের ক্ষুদ্রীকরণের পক্ষে সহায়ক, গতিশীলতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয় এবং নেটওয়ার্কের সাথে সংযোগ স্থাপন করা হচ্ছে কাছাকাছি।
2. এমবেডেড সিস্টেমগুলি বিভিন্ন কম্পিউটারে নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের সাথে উন্নত কম্পিউটার প্রযুক্তি, সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি এবং ইলেকট্রনিক প্রযুক্তি মিশ্রনের ফলাফল। এটি নির্ধারণ করে যে এটি অবশ্যই প্রযুক্তিনিবিড়, মূলধনভিত্তিক, অত্যন্ত বিভক্ত এবং ক্রমাগত উদ্ভাবনী জ্ঞান ইন্টিগ্রেশন সিস্টেম হতে হবে।