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Embedded Controller – was ist das?

Der Begriff Embed­ded Con­trol­ler war ursprüng­lich ein Syn­onym für intel­li­gen­te inte­grier­te Schal­tun­gen. Heu­te bezeich­net man auch kom­ple­xe elek­tro­ni­sche Bau­grup­pen, die über kein eige­nes HMI oder M2M Inter­face ver­fü­gen, als Embed­ded Con­trol­ler. Für den DIY Maker­markt sind unter­schied­li­che Vari­an­ten erhält­lich. Am ver­brei­tes­ten sind Ardui­no und Raspber­ry PI. Ein Schlüs­sel zum Erfolg ist wohl der ein­fa­che Zugang zu den Ein- und Aus­gän­gen der ver­wen­de­ten Mikro­kon­trol­ler.


IoT Internet of Things | Das Internet der Dinge

Das “Inter­net der Din­ge” bezeich­net den Ver­bund von Sen­so­ren und Akto­ren oder auch kom­plet­ten Gerä­ten, die ohne mensch­li­ches Zutun unter­ein­an­der Infor­ma­tio­nen aus­tau­schen. Ziel des IoT ist, den Men­schen unauf­fä­lig im Hin­ter­grund zu unter­stüt­zen, um z.B. Kos­ten zu redu­zie­ren, oder Wer­te zu erhal­ten.


Industrie 4.0

Nach mecha­ni­schen Web­stüh­len, Dampf­ma­schi­nen, Fließ­band, Elek­tro­nik und IT bestim­men nun intel­li­gen­te Fabri­ken, soge­nann­te „Smart Fac­to­ries“, die vier­te indus­tri­el­le Revo­lu­ti­on. Mit Indus­trie 4.0, einer deut­schen Wort­schöp­fung, wird die wei­test­ge­hend selbst­or­ga­ni­sier­te Pro­duk­ti­on bezeich­net. Men­schen, Maschi­nen, Anla­gen, Logis­tik und Pro­duk­te kom­mu­ni­zie­ren und koope­rie­ren in Indus­trie 4.0 direkt mit­ein­an­der. Pro­duk­ti­ons­schritt­über­grei­fend wird die gesam­te Wert­schöp­fungs­ket­te im Lebens­zy­klus eines Pro­duk­tes, von der Idee über die Ent­wick­lung, Pro­duk­ti­on, Nut­zung, War­tung, Ent­sor­gung und Recy­cling opti­miert.

Platt­form Indus­trie 4.0


Smart Factory

Smart Fac­to­ry bezeich­net die Visi­on einer Pro­duk­ti­ons­um­ge­bung, in der sich Fer­ti­gungs­an­la­gen und Logis­tik­sys­te­me ohne mensch­li­che Ein­grif­fe weit­ge­hend selbst orga­ni­sie­ren. Tech­ni­sche Grund­la­ge sind cyber-phy­si­sche Sys­te­me, wel­che mit Hil­fe des Inter­nets der Din­ge mit­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren. Teil die­ses Zukunfts­sze­na­ri­os ist wei­ter­hin die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen Pro­dukt (z. B. Werk­stück) und Fer­ti­gungs­an­la­ge:

Erfolgreiche Einplatinensysteme

Arduino

Ardui­no ist eine aus Soft- und Hard­ware, im Sin­ne von Open Source, quell­of­fe­ne Phy­si­cal-Com­pu­ting-Plat­form. Die Hard­ware besteht aus einem ein­fa­chen E/​A-​Board mit einem Mikro­con­trol­ler und ana­lo­gen und digi­ta­len Ein- und Aus­gän­gen. Die Ent­wick­lungs­um­ge­bung basiert auf Pro­ces­sing und soll auch tech­nisch weni­ger ver­sier­ten den Zugang zur Pro­gram­mie­rung und zu Mikro­con­trol­lern erleich­tern. Die Pro­gram­mie­rung selbst erfolgt in C bzw. C++.

Ardui­no – Home
Ardui­no – Open Source Pro­ducts for Elec­tro­nic Pro­jects

Raspberry PI

Raspber­ry PI 3 Model B

Der von der bri­ti­schen Raspber­ry Pi Foun­da­ti­on mit dem Ziel, jun­gen Men­schen Pro­gram­mier­kennt­nis­se zu ver­mit­teln, ent­wi­ckel­te ein­fa­che Ein­pla­ti­nen­com­pu­ter Raspber­ry PI ist zwar nicht der ers­te sei­ner Art, aber der erfolg­reichs­te. Bis Anfang 2017 wur­den über 12 Mil­lio­nen Stück in ver­schie­de­nen Vari­an­ten ver­kauft.
Für den Raspber­ry PI ist viel Zube­hör- und Soft­ware für ver­schie­dens­te Anwen­dungs­be­rei­che erhält­lich. Ver­brei­tet ist bei­spiels­wei­se die Ver­wen­dung als Media­cen­ter, da der Rech­ner Video­da­ten mit vol­ler HD-Auf­lö­sung (1080p) deko­die­ren und über die HDMI-Schnitt­stel­le aus­ge­ben kann. Als Betriebs­sys­tem kom­men meist ange­pass­te Linux-Dis­tri­bu­tio­nen zum Ein­satz. Das Boot­vor­gang erfolgt von einer SD-Spei­cher­kar­te. Zusätz­li­cher Mas­sen­spei­cher kann per USB-Schnitt­stel­le ange­schlos­sen wer­den, bei­spiels­wei­se exter­ne Festplatten/​SSDs oder USB-Spei­cher­sticks.

Raspber­ry Pi – Teach, Learn, and Make with Raspber­ry Pi

Banana PI

Bana­na Pi BPI-M64

Der Bana­na Pi ist ein Ein­pla­ti­nen­com­pu­ter der chi­ne­si­schen Bil­dungs­in­itia­ti­ve Lema​ker​.org. Als Betriebs­sys­tem kön­nen ver­schie­de­ne Linux Deri­va­te ein­ge­setzt wer­den. Die CPU ist ein ARM Cor­tex-A7 mit zwei Ker­nen, der zusam­men mit einem Mali-400-Gra­fik­pro­zes­sor in einem All­win­ner A20 Ein-Chip-Sys­tem (SoC) ver­wen­det wurd.

Obwohl der Bana­na Pi durch sei­nen Namen, die Posi­ti­on und Bele­gung der Steck­ver­bin­der, sowie in der Grö­ße dem Raspber­ry Pi ähnelt, gibt es kei­ne Ver­bin­dun­gen zwi­schen Lema​ker​.org und der Raspber­ry Pi Foun­da­ti­on. Auch der Bana­na Pi ist Open Source.

Bana­na Pi – BPI Sin­gle Board Com­pu­ters Offi­ci­al Web­site
LeMa­ker | The Sin­gle Board Com­pu­ters Com­mu­ni­ty

Orange PI

Auch der Oran­ge PI ori­en­tiert sich beim Pin­out an der Ste­cker­be­le­gung des Raspber­ry PI. Preis­lich sind die Sys­te­me sehr inter­es­sant. Im April 2017 wur­de der Oran­ge Pi 2G-IOT gelauncht. Für unter 10 EUR erhält man einen strom­spa­ren­den Ein­pla­ti­nen­com­pu­ter mit ARM Cor­tex A5-CPU, der GSM/​GPRS, Blu­e­thooth und WLAN an Board hat. Der gerin­ge Preis ist mög­lich, weil güns­ti­ge Bau­tei­le aus der Smart­phone­fer­ti­gung ver­wen­det wur­den.

Oran­ge Pi

Über mich

Hal­lo, ich hei­ße Rein­hard und beschäf­ti­ge mich schon seit über 50 Jah­ren mit Elek­tri­zi­tät und deren Aus­wir­kun­gen. Schon bevor es für jeder­mann erschwing­li­che Netz­wer­ke gab, habe ich damals übli­che V24 Schnitt­stel­len so modi­fi­ziert, dass ein Par­al­lel­be­trieb meh­re­rer ver­netz­ter Kom­po­nen­ten auf einem Bus mög­lich war. Die not­wen­di­gen Pro­to­kol­le hat­te ich selbst ent­wi­ckelt. Heu­te beschäf­ti­ge ich mich in mei­ner Frei­zeit u.a. mit der auto­ma­ti­schen Erfas­sung, Auf­be­rei­tung und Spei­che­rung nicht elek­tri­scher Grö­ßen.