Programiranje naprav in mikrokontrolerjev (arduino, raspberry pi, plc krmilnikov, iot - internet stvari)

Programiranje naprav zahteva delo izkušenih programerjev z mnogimi izkušnjami. Programerji naprav programirajo naprave preden jih namestimo na sistemsko ploščo, na primer preden jo spajkamo, kar ponavadi naredijo že v proizvodnji, ali pa je njihovo delo, da programirajo naprave preden jih vstavimo v vtičnico, ki se ponavadi uporablja za izdelavo prototipov.

Pogosto programirajo naprave, ki so pomembne za serijsko proizvodnjo, kjer bi bila okvarala le-te lahko usodna. Zaradi takšnega tveganja, mora biti naprava porgramirana zelo natančno in skrbno.

Programiranje naprav nam omogoča poznavanje različnih vrst programatorjev naprav.

Okvirno ločimo gang programatorje, univerzalne programatorje ter žepne in specializiranje programatorje.

Gang programatorji so namenjeni programiranju več vezij v serijski proizvodnji, univerzali programatorji skrbijo za razvoj in maloserijsko proizvodnjo, žepni programatorji so prenosni programatorji za razvoj in storitve na terenu, specializirani programatorji pa so samo za nekatere tipe vezij. Potem pa podrobneje poznamo še nekaj vrst programatrjev.

Prvi je programator čipov, ki bo imel vtičnico z ničelno silo za vstavitev čipa, ki ga je potrebno programirati. Potem poznamo gang programatorja, ki je podoben programatorju čipov, a ima več vtičnic za programiranje več čipov hkrati. Naslednji je programator v tokokrogu, ki se neposredno poveže s ciljno ploščo za programiranje čipa na plošči. Podoben temu je gang programator v tokokrogu, a le-ta omogoča, da se programira več ciljnih plošč. Poznamo pa tudi oddaljeni vgrajeni programator, ki je vrsta ročne enote.

Mikrokontroler, v sklopu, ki se nanaša na programiranje naprav, je v bistvu manjši računalnik na enem čipu integriranega vezja kovinskega oksida, ki je polprevodnik. Mikrokontroler ima enega ali več procesorskih jeder (CPU – ang. Central processing unit) ter pomnilnik in programabilno vhodno oziroma izhodno zunanjo opremo. Od mikroprocesorjev se razlikujejo v tem, da so narejeni za vdelane aplikacije in se ne uporabljajo tako v osebnih računalnikih ali splošnih aplikacijah, kot mikroprocesorji.

Mikrokontroletje se uporablja v izdelkih in napravah, ki se nadzirajo avtomatično. Na primer v nadzornih sistemih avtomobilskih motorjev, daljinskih upravljalnikih, električnem orodju, igračah, pisarniških strojih in podobno.

Nekateri mikrokontrolerji delujejo na frekvencah za nizko porabo energije, kar jim omogoča, da obdržijo funkcionalnost med čakanjem na dogodek, na primer pritisk na gumb na daljincu ali kakšna druga prekinitev. Poraba energije med spanjem je zares zelo majhna (včasih še manj kot en nanovat). To pa omogoča večletno uporabo baterij.

Nekateri programerji oziroma programerska podjetja so zelo razgledana na področju, ki se nanaša na programiranje naprav. To pomeni, da se poglobijo in poskušajo razumeti različne izzive s programabilnimi napravami, s katerimi se srečujete. Strokovno inženirsko osebje ima že veliko znanja in izkušenj, ki pomagaju pri reševanju takšnih izzivov. Imajo zmožnost prepoznavanja posebnih zahtev in nato oblikovanju in izvajanju potrebnih rešitev za izziv.

Poznamo tudi inženirje, ki delajo na terenu in tudi tam svetujejo katere programabilne naprave uporabiti.

Na trgu poznamno kar precej programerjev, inženirjev, ki se ukvarja s programiranjem naprav. Kot primer, ki je zanesljiv, lahko omenimo Razvoj Elektronskih Sklopov, Inženiring, Ivo Hribovšek s.p., ki se ukvarja z razvojem in programiranjem.

Za uspešno programiranje mikrokontrolerjev je pomembna dobra izbira razvojnega okolja. Ponavadi lahko izbiramo razvojna okolja v različnih programskih jezikih. Nekaj najbolj prepoznavnih in pogostih programerskih jezikov v sklopu programiranja mikrokontorlerjev sta jezika C in C++. C++ je ponavadi vpleten v proces programiranja mikrokontrolerjev, ki so zahtevnejši.

Ko izbiramo razvojno okolje za programiranje mikrokontrolerjev, lahko izbiramo med enostavnim in modularnim. Enostavna razvojna okolja so oblikovana bolj za začetnike, ki s tem področjem še niso tako dobro seznanjeni, medtem ko modularna razvojna okolja ponujajo vrsto možnosti za bolj izkušene posameznike.

Raspberry Pi, krajše Rpi, je majhen mikroračunalnik. Velik je približno toliko kot bančna kartica. Prvotno so ga prodajali kot posamezni izdelek, potem pa tudi v paketih z različnimi dodatki, kot so na primer kabli, tipkovnica ali miška. Prvotni namen mikroračunalnikov je bil to, da bi spodbujali poučevanje osnov računalništva ter razvoj in programiranje še posebej v različnih šolah ter tudi v državah v razvoju. Že prvi model mikroračunalnika pa se je začel prodajati tudi na ostalih področjih, za katera sploh niso pričakovali, da bodo prišla v ciljne skupine. Tako se je mikro računalnik začel uporabljati tudi za robotiko in še mnoga ostala področja, med drugim tudi na področju vremena.

Ja. Ker razvoj in programiranje skozi čas hitro napredujeta, poznamo več različnih modelov tega računalnika.

Prva serija teh računalnikov je izšla leta 2012. Čez dve leti so izdali novo serijo, v kateri je bil mikroračunalnik enostavnejši ter tudi cenejši. Za prvima modeloma je izšlo še nekaj drugih, ki so se med seboj razlikovali in skozi čas nadgrajevali. Razlike so bile v, na primer tem, da je naslednji model bil manjši in je imel manj vzhodno/izhodnih priključkov, potem naslednji model je imel več RAM-a, naslednji model je imel WiFi in Bluetooth in tako naprej.

Razvijanje novih modelov mikroračunalnika Raspberry Pi še vedno poteka. Leta 2020 je prišla na trg novost, naj pa bi nov model ustvarjali tudi leta 2021.

Pri uporabi maikroračunalnika se pretežno uporablja operacijski sistem Raspbian, oziroma Raspberry Pi OS. Gre za operacijski sistem, ki je različica sistema Debian na temeljih Linux-a. Mogoča pa je uporaba tudi drugih operacijskih sistemov. Lahko se uporablja tudi Windows 1o IoT Core, RISC OS, Snappy Ubuntu Core, Ubuntu MATE. Le-te so na razpolago preko uradne spletne strani. Poleg teh pa mikroračunalnik obvlada tudi kakšne druge operacijske sisteme, takšne, ki temeljijo na Linux operacijskem sistemu in tudi takšne, ki ne.

Mikroračunalnik Raspberry Pi ima na spodnjem delu računalnika majhno režo za MicroSD kartico. Preko le-te lahko na mikroračunalnik namestite operacijski sistem.

Strojna oprema mikroračunalnika Raspberry Pi se je skozi čas spreminjala, prilagajala in nadgrajevala. Razlike, ki jih lahko opazimo v času so na primer, da se je spremenila velikost pomnilnika, hitrost procesorja, podpora za omrežje in tudi podpora zunanjih naprav, spremembe pa so bile opazne tudi pri osrednjih procesorskih enotah.

Glede programske opreme pa za mikroračunalnik poznamo več različnih operacijskih sistemov, ki dobro delujejo. Najpogosteje pa se uporablja Raspbian oziroma Raspberry Pi OS, ki je distribucija Linuxa. Kot glavna programska jezika spodbuja Python in Scratch, a poleg tega omogoč auporabo tudi drugih programskih jezikov. Omenjeni mikroračunalnik ima že privzeto vdelano programsko opremo, ki je zaprta, a najdemo lahko tudi neuradno odprtokodno programsko opremo.

Raspberry Pi omogoča uporabo mnogih dodatkov. Poznamo “Gertboard“, gre za napravo, ki je zasnovana za izobraževalne namene in omogoča vmesnik in nadzor LED, analognih signalov, stikal in ostalih naprav, vključuje pa tudi kontroler, ki je združljiv z Arduino. Potem poznamo kot dodatek kamero. Ploščo kamere se je dalo naročiti skupaj s prilagodljivim ravnim kablom za priključitev. Potem poznamo tudi infrardečo kamero in kamero visoke kvalitete, ki se še danes izboljšuje. Med dodatke uvrščamo tudi razširitvene plošče HAT, krajše za Hardware Attached on Top.

Arduino je mikrokontroler na matični plošči. Gre za odprtokodno spletno platformo. Sloni na strojni in programski opremi, ki je dokaj enostavna za uporabo. V osnovi je bila platforma narejena za študente, s časom pa se je razvila v platformo za pravo programiranje, ki ga opravljajo različni programerji. Arduino plošče imajo to zmogljivost, da so sposobne prepoznati oziroma brati različne vhode, na primer klik na gumb, sporočilo na družbenem omrežju, svetlobo, ki se dotika senzorja in podobno. Te vhode lahko potem spremenijo v izhode, kot na primer, da aktivirajo motor, nekaj objavijo na spletu, vklopijo neko luč in podobno.

Navodila za ploščo se pošiljajo mikrokrmilniku v nizu. To naredite s pomočjo Arduino programskega jezika in programske opreme Arduino.

V zadnjih nekaj letih je prispeval pri mnogo projektih. Le-te so bili zelo različno zapleteni in težavni. Nekatere so izvajali ljubitelji in študentje, druge pa pravi programerji.

To, da je Arduino odprtokodna oprema pomeni, da velik del načel in pristopov programke opreme, ki je brezplačna, deli z ostalimi in ni zasebno. Pri Arduinu verjamejo, da je dobro, da znajo ljudje uporabljati, razumeti in preučiti njihovo strojno opremo ter da jo po svoje spreminjajo in nato delijo z drugimi. Tako si porabniki platforme med seboj tudi pomagajo, nekatei so celo ustvarili skupine, znotraj katerih si nudijo pomoč.

Originalno oblikovane datoteke za strojno opremo Arduino so licencirane pod licenco Creative Commons Attribution-Share-Alike, ki omogoča dela z osebnim namenom in tudi dela z komercialnim namenom. Seveda, če v svojih izdelkih porabniki pravilno kreditirajo Arduino in jih izdajo pod isto licenco.

Na prvem mestu bi platformo Arduino lahko izbrali zaradi preproste in dostopne uporabniške izkušnje, ki jo nudi. To dokazuje dejstvo, da je bila platforma uporabljena že na tako veliko projektih, ki so jih izvajali tudi takšni ljudje, ki nimajo najbolj širokega znanja o razvoju in programiranju.

Lahko ga uporabljajo tako študentje, kot tudi njihovi profesorji. Pogosto se uporablja za izdelavo znanstvenih inštrumentov, ki pripomorejo k dokazovanju različnih naravoslovnih načel kemije in fizike ali pa za uporabo pri programiranju in robotiki. Platformo uporabljajo tudi glasbeniki in umetniki, saj jim omogoča ustvarjanje inštalacij in eksperimentiranje z novimi glasbili. Platformo uporabljajo tudi različni arhitekti in oblikovalci, ki s pomočjo platforme gradijo različne interaktivne prototipe.

Platforma Arduino ima mnogo prednosti. Ena izmed prednosti je, da lahko seluje v različnih operacijskih sistemih. Deluje namreč v sistemih Mac oziroma Macintosch OSX, Windows in Linuxu. To pomeni, da dobro deluje med platformami, v primerjavi z ostalimi, ki so povečini omejeni na operacijski sistem Windows. Arduino je tudi relativno poceni platforma v primerjavi z ostalimi platformami. Kot prednost se poudarja tudi enostavno programsko okolje in to, da gre za odprtokodno in razširljivo programsko in storijno opremo.

Platforma Arduino je programirana v programskem jeziku C in C++. Gre za nabor funkcij C in C++, ki jih je mogoče priklicati iz vaše kode. Vsi standardni konstrukti C in C++, ki jih podpira avr-g++ bi morali delovati v Arduinu.

Avr-gcc pa je prevajalnik, ki sprejme kodo zapisano v programskem jeziku C na visoki ravni in na podlagi tega ustvari binarni vir, ki ga je nato mogoče naložiti v mikrokontroler AVR oziroma na dolgo Advanced Virtual RISC (slo. Napredni virtualni RISC).

Programiranje robotov je zelo kompleksno delo, zato ponavadi to opravljajo programerji, ki imajo na tem področju veliko znanja in mnogo izkušenj. Seveda pa morajo biti proaktivni in svoje znanje neprestano nadgrajevati, ker programiranje zadnje čase zelo hitro napreduje.

Nekaj ponudnikov, ki vam jih priporočamo za programiranje robotov: Infotend; The Wall Design, thewall.design, Brand Strategy Design studio, Izdelava Spletnih strani, Grafično Oblikovanje in Druge Storitve Tine Maher s.p.; Lunalabs, Matjaž Kranjc, s.p.; Celz, obratovanje Spletnih Portalov, Darko Mutavčić, s.p. in Projektne Rešitve in Računalniško Proframiranje Robotov Desman d. o. o. Seveda poleg naštetih ponudnikov poznamo še vrsto drugih, ki prav tako kvalitetno in zanesljivo opravljajo svoje delo.

Robotska programska oprema je spekter kodiranih ukazov ali navodil. Le-te roboti, oziroma mehanski napravi in elektronski sistemi, sprejemajo, kaj mora narediti oziroma, katere naloge mora opraviti. Robotska programska oprema je uporablja za opravljanje samostojnih nalog. Nekatera robotska programska oprema je namenjena razvoju inteligentnih robotov, to so inteligentni roboti, ki imajo možnost podajanja povratnih informacij, iskanja poti, filtriranja podatkov ter iskanja in deljenja podatkov.

S tem vprašanjem se srečuje mnogo programerjev, ki se začenjajo ukvarjati z robotiko in ki jih zanima programiranje robotov. Na to vprašanje pa žal ni preprostega odgovora. Namreč, obstaja veliko odgovorov, ki pa so si med seboj različni. Na primer elektronski inženir vam bo na to vprašanje odgovoril drugače kot industrijski robotski tehnik, programe računalniške vizije in kognitivne robotika. Splošni odgovor na to vprašanje je, da je odvisno od tega, kaj želite in katere sisteme uporabljate. Seveda pa je pomembno, če se želite ukvarjati z robotiko, da poznate več programskih jezikov, takšnih, ki bodo najbolj ustrezali vašim željam in opremi.

Nekaj najpogostejši programskih jezikov pri robotiki pa je C/C++; Python; Java; C#/.NET; MATLAB; HDLS; LISP and Prolog; Scratch, ROS in Pascal.

ROS je krajšava za Robot Operating System (slo. Robotski operacijski sistem), operacijski sistem za pisanje programske opreme, za programiranje robotov. Robotski operacijski sistem je bil razvit z namenom, da bi spodbudil skupni razvoj programske opreme za robotiko. Zelo spodbuja skupinski razvoj oziroma skupine navdušencev nad roboti, ki sodelujejo in se med seboj nadgrajujejo.

Gre za nabor orodij, knjižnic in konvencij. Glavni cilj je, da olajšajo nalogo ustvarjanja kompleksnega in robustnega vedenja robota na različnih robotskih platformah.

Programiranje robotov prinaša veliko prednosti. Roboti namreč omogočajo zeli vistok raven storilnosti in hkrati gre za zelo zanesljive naprave. Lahko so sprogramirani tako, da delajo hitro, kar pomni, da niso tako časovno potratni. Kljub hitrosti pa delujejo natančno, kar je zelo pomembno, da ne pride do kakšnih napak. Tako lahko rečemo, da so zelo učinkovite naprave.

Lahko so programirani za opravljanje najrazličnejših del na najrazličnejših področjih. Kjer koli pa lahko omogočajo enostavno uporabo, ki pri dobrih robotih ponavadi ni zapletena. Ponujajo pa tudi različne možnosti odpravljanja dela, ki so fleksibilne in se lahko prilagodijo glede na želja upravljatelja.

PLC krmilniki je kratica za Programabilne logične krmilnike oziroma za programabilne krmilnike. PLC krmilnik je leta 1968 izumil Dick Morley za korporacijo General Motors.

Gre za industrijski digitalni računalnik, ki ima zaščito in je prilagojen za nadzor proizvodnih procesov. Primer proizvodnih procesov, ki jih lahko nadzira PLC krmilnik je robotska naprava ali v bistvu katerakoli ostala dejavnost, pri kateri je potreben visok raven zanesljivosti in preprostost pri programeranju.

PLC krmilniki so lahko majhne modularne naprave, ki imajo nekaj deset vhodov/izhodov v ohišju, ki je integrirano s procesorjem, ali pa gre lahko za večje modulane naprave, ki so nameščene v stojalih z nekaj tisoč vohodv/izhodov. Te so pogosto povezane še s kakšnim drugim PLC krmilnikom.

PLC krmilnike programerji razvijejo tako, da lahko sprejemajo informacije od povezanih senzorjev ali vhodnih naprav. Poleg tega obdelujejo podatke in nato sprožijo izhode na podlagi vnaprej programiranih parametrov, katere programirajo programerji.

PLC krmilnik ima zmožnost spremljanja in beleženaj podatkov o času delovanja, to pa je odvisno od vhodov in izhodov. Spremlja in beleži lahko podatke, kot na primer podatke o produktivnosti stroja, delovnih temperaturah in podobno. Poleg tega lahko samodejno zažene in ustavi procese, spodbudi alarme, če se stroj pokvari in podobno.

PLC krmilnike so razvili v sedemdesetih letih v avtomobilski industriji. Razvili so jih z namenom, da bodo prilagodljivi, enostavni in robustni programabilni krmilniki nadomestili trdožične logične releje. Nalogo so dobro opravili, saj so od takrat naprej poznani kot avtomatizacijski krmilniki, ki so zelo zanesljivi in primerni za delo v težkem okolju. PLC krmilniki so imeli mnogo prednosti pred predhodnimi avtomatizacijskimi sistemi. Na primer, zelo dobro so prenašali težko industrijsko okolje, imeli so dodatne vhodno/izhodnimi module, ki so omogočali preprosto razširitev, pomagali so pri enostavnejšem ponavljanju načrtovanja proizvodnega procesa in bili so uporabniku prijazni, saj so uporabljali bolj preproste programske jezike.

Programiranje PLC krmilnikov je bilo včasih enostavno, saj naj bi jih uporabljali inženirji brez poglobljenega programskega znanja. Takrat so razvili grafični programski jezik, ki je je imenoval LD oziroma LAD, kar je kratica za Ladder Diagram (slo. Diagram lestve). Od leta 2015 naprej se PLC krmilniki povečini držijo dveh programskih programskih jezikov in tudi treh grafičnih jezikov. Pri programskih jezikih gre za strukturirano besedilo (ST), ki je podoben jeziku Pascal in pa seznam navodil (IL). Pri grafičnih jezikih pa govorimo o diagramu lestve (LD), diagramu blokov funkcij (FBD) in diagramu zaporednih funkcij (SFC). Sodobne PLC krmilnike pa lahko programiramo že na vrsto različnih načinov, tudi s pomočjo programskih jezikov, kot sta na primer C in BASIC.

Program PLC je ponavadi napisan v računalniku, potem pa se prenese na sam PLC krmilnik.

PLC krmilnik ima mnogo prednosti. Nekaj, ki bi jih izpostavili so to, da ga je lahko programirati in da tukaj ne gre za zelo kompleksen proces, ki bi od vas zahteval leta in leta izkušenj, a vseeno morate imeti neko osnovno znanje o tej temi. Gre za zelo zanesljivo zadevo, ki je hkrati preprosta za vzdrževanje. Je dobro zaščiten pred zelo zahtevnimi in težkimi situacijami, kar pomeni, da v težkih situacijah še vedno dobro deluje.

IoT je krajše za Internet of things oziroma internet stvari. Gre za medmrežje stvari, se pravi za razširitev internetnega povezovanja, ki poteka na ali med napravami in predmeti, ki jih uporabljamo vsak dan. Lahko si predstavljamo mrežo stvari oziroma fizičnih predmetov, ki imajo vgrajene senzorje, programsko opremo in podobno. Internet stvati omogoča, da naprave lahko komunicirajo druga z drugo, lahko si med seboj menjajo različne podatke. To izmenjavo informacij omogoča elektronika, internetna povezava, senzorji in še nekatere druge strojnie opreme. Naprave lahko kontroliramo in nadzorujemo, če to želimo.

Internet stvari uporabljajo različni sklopi ljudi. IoT uporabljajo tako komercialni porabniki in potrošniki kot tudi industrijaski in infrastrukturni porabniki.

Velik del naprav, ki so razvite kot internet stvari, je namenjenih potrošniškim porabnikom. Med te izdelke štejemo avtomobile, pametne domove, nošeno tehnilogijo in belo tehniko. Komercialna uporaba je tudi ena izmed načinov, kjer deluje internet stvari. Največ ga uporabljajo pri pametnem zdravstvu in prevozništvu. Za industrijsko uporabbo pa se internet stvari najpogosteje uporablja v proizvodnji in kmetijstvu. Pri infrastrukturi pa IoT uporabljajo za gradnjo moderne urbane strukture, ki vam omogoča pogled na vse dogodke in spremembe, ki se dogajajo.

Na potrošniškem trgu IoT tehnologijo najbolj povezujejo z izdelki, ki gradijo pametni dom. IoT povezujejo z napravami, kot so razsvetljavam termostati, kamere, nekateri gospodinjski aparati in podobno. Te naprave je mogoče nadzirati in upravljati preko naprav, ki so povezane z ekosistemom, na primer z mobilnim telefonom ali pametnim zvočnikom. IoT se lahko uporablja tudi z drugačnimi nameni v drugačnih okoljih. Ne primer, Internet stvari uporabljajo tudi v zdravstvu, pri prevozih in podobno.

Vsaka stvar ima nekaj prednosti in nekaj slabosti oziroma pomanjkljivosti. Pomanjkljivosti IoT so, da je platforma fregmentirana, razdrobljena. IoT je lahko zelo razdrobljen in ima veliko različic, kar pomeni, da obstaja mnogo različne strojne opreme in različne programske opreme, ki se na napravah uporablja. To pa otežuje nalogo razvijanja aplikacij, ki bi dosledno delovale in povezovale različne naprave. Težavo veliko ljudi najde tudi pri kontroli in varnosti. Pojavlja se zaskrbljenost v zvezi z zasebnostjo. Že v začetku nekateri porabniki mislijo, da so njihovi podatki del infrastrukture velikih podatkov, kar jim ne gre skupaj z zasebnostjo podatkov. IoT bi bila lahko invazija na javni prostor, saj s pomočjo Interneta stvari lahlo določeni ljudje pridobijo ogromne količine podatkov. Na primer, digitalno nadzorovanje - pano s skrito kamero je zbral toliko podatkov o mimoidočih, ki so se ob plakatu ustavili in si ga ogledali. Skrbi glede varnosti, ki se pojavljajo porabnikom, so podobne skrbem glede varnosti pri pametnih telefonih, običajnih strežnikih in podobrno. Poznamo še nekaj drugih pomanjkljivosti, a izpostavili smo nekaj najpomembnejših.

Pametni dom, oziroma natančneje naprave v pametnem domu, so napreve Interneta stvari. Takšni sistemi naprav so odvisni od zbiranja podatkov. Le-te se kasneje uporabijo za spremljanje, nadzor in prenos informacij v ostale naprave preko interneta. Namesto tega, da prideš do naprave in ji ročno nastaviš opravilo, to narediš preko interneta. S pritiskom na gumb lahko upravljate in kontrolirate naprave. Vstopili boste v dom in na dosegu pametnega telefona ali glasu boste lahko prižigali ali spreminjali naprave v domu.

Naprave, ki so lahko programirane v pametnem domu so grelnik vode, sesalec, razsvetljava, vrata, okna, termostat, vrt in podobno. Internet naprav zadnje čase napreduje, a še vedno ne vemo, kaj nas čaka v prihodnosti.

Embedded programiranje oziroma vgrajeno programiranje ali razvoj vgrajene programske opreme ali programiranje vgrajenih sistemov. Gre za posebno vrsto programiranja, ki podpira razvoj in ustvarjanje naprav, ki so namenjene potrošnikom ali podjetjem, ki ne delujejo v tradicionalnih operacijskih sistemih. Vgrajeno programiranje je eno izmed stvari, ki dandanes pomaga poganjati razvoj digitalnih naprav in opreme na IT trgih.

Embedded programiranje je zapleten, kompleksen proces, ki zahteva veliko znanja in vsaj nekaj izkušenj, seveda pa je vedno treba nekje začeti. Glede na vaše želje, lahko nekaj osnovnega znanja pridobite na spletu, ki dandanes ponuja že vrsto uporabnih informacij, ki lahko olajšajo in pospešijo učenje najrazličnejših stvari.

Če okvirno opišemo, kaj je potrebno poznati ob začetkih ukvarjanja z embedded programiranjem. Naučite se programskega jezika. Svetujejo, da se posvetite učenju jezika C, če ne poznate še nobenega drugega, saj je večina vgrajenih orodij narejena tako, da podpira C kot primarni jezik. Potrebno je spoznati tudi nekaj osnov o elektroniki. To znanje je lahko osnovno, tako, da razumete napetosti, tokove, moč, upor in nekaj zakonov. Pomembo je, da pridobite osnovno opremo, saj se s poskušanjem človek lahko zelo veliko nauči. Za začetek boste potrebovali vsaj spajkalnik, digitalni multimeter (DMM), JTAG adapter, logični analizator in podobno. To je pomembno zato, ker boste s pomočjo vgrajenega programiranje v navezavi z fizičnim svetom. Prav tako vam svetujemo, da pred samim začetkom vgrajenega programiranja izberete mikrokrmilnik in verigo orodij, ki so za vas najbolj primerne in jih boste znali oziroma obvladali uporabljati.

Vgrajeni sistemi (ang. Embadded system) so računalniški sistemi. Gre za kombinacijo računalniškega procesorja, računalniškega polnilnika in vhodno/izhodno zunanjih naprav. Vgrajeni sistem ima namensko funkcijo v velikem mehanskem ali elektronskem sistemu. Vgrajen sistem predstavlja del celote. Običajno nadzoruje fizično delovanje stroja, v katerega je vgrajen, zato ima ponavadi računalniške omejitve v realnem času. Pogosto vključuje električno ali elektronsko strojno opremo in mehanske dele. Vgrajeni sistemi tako dandanes nadzorujejo številne naprave, ki jih uporabljajo zelo pogosto.

Vgrajeni sistemi imajo nekakšno osnovno strukturo sistema. Sestavljajo ga senzor, A-D pretvornik, D-A pretvornik , pogon, procesor in ASIC.

Senzor pretvarja ter meri fizično količino v električni signal, ki ga nato po možnosti prebere inženir vgrajenih sistemov. Senzor potem shrani izmerjeno količino v pomnilnik. V pomnilnik se shranijo tudi podatki, ki so jih ocenili procesorji, ki merijo izhod. A-D pretvornik je analogno-digitalni pretvornik, D-A pretvornik pa je digitalno-analogni pretvornik. A-D pretvornik pretvori analogni signal v digitalni signal, D-A pretvornik pa pretvori digitalne podatke v analogne. Oba sprejemata podatke od senzorja. Zadnje, pogon pa izmerja izhodno vrednost pretvornika D-A z realno shranjeno izhodno vrednostjo. Končno vrednost pogon shrani.

Vgrajena programska oprema oziroma Embedded software. Gre za računalniško programsko opremo, ki je napisana z namenom nadzora strojev in naprav, katerih ne štejemo za računalnike. Ponavadi je vgrajena programska oprema specializirana za točno določeno strojno opremo, na kateri deluje. Poleg tega ima časovne in pomnilniške omejitve.

Proizvajalci vgrajeno programsko opremo vgradijo v naprave, na primer telefon, avtomobil, robot, igračo, televizor, sprejemnike, digitalne ure in podobno. Lahko gre za programsko opremo, ki je zelo preprosta za uporabo, a pomembno je, da dobro funkcionira. Vgrajena programska oprema je napisana posebej za določeno strojno opremo, na kateri potem deluje.