 |
... in meiner Wahrnehmung machte der ARDUINO den Anfang -
nach oben jedoch dürfte die Spirale offen sein und im Bereich der neuen
Generation von Microcomputern haben wir wohl einige neue "Durchstarter" -
dies gilt zumindest für den Bereich der "Minianwendungen" (Microsteuerungen,
aber dies schon auf Basis eines Betriebssystems mit eigener grafischer
Oberfläche) - und diese können derzeit schon ganz schön groß werden ...
Für mich nach reiflicher Überlegung habe ich vier Stufen der Einarbeitung
in die Controllertechnik festgelegt - jede mit jeweils ganz anderen
hardwaretechnischen Voraussetzungen - vom blanken Controller bis zum
Komplettrechner - alle relativ preiswert - zwischen 5,- € bis fünfzig,
wenn 50,- € als preiswert gelten darf. Natürlich sind Ziele und Wünsche
grundlegend und auch die Vorstellung davon, wie weit man ins Detail gehen
will spielen eine entscheidende Rolle.
-
Gruppe I: die einfachste Stufe. der reine Microcontroller - Typ
eigentlich egal - jedoch mit dem Problem, dass einmal entschieden nichts
anderes mehr geht, weil dann nichts mehr passt - dies betrifft vor allem
die Hardware sowie die Programmierumgebungen (... und genau diese sind
ziemlich teuer). Beispiele wären hier ATMEGA, Z80, PIC-Controller
-
die Betriebsspannug muss organisiert werden
-
der Takt muss organisiert werden
-
die RESET-Logik muss aufgebaut werden
-
ein WRITER-System muss vorhanden sein
-
bei den "höher organisierten sind auch bereits I2C-Busse
sowie USB implementiert
-
Gruppe II: offene Gesamtsysteme mit einer kompletten
Grundbeschaltung (Betriebsspannung, Takt, RESET, Basis-Betriebssystem,
Standrad-Funktionalität - einige davon bringen da sogar sehr viel mit (z.
B. der ESP32)) - das ist das Feld von ARDUINO sowie dem bereits zitierten
ESP32
-
hier gibt es verschiedene Ausbaustufen, Leistungen,
Größen und natürlich auch Preise - alle Bausteine haben aber eine
parallele Port-Philosohie (gleiche Anschlüsse mit gleicher möglicher
Funktionalität)
-
das Management sowie die Stromversorgung erfolgt über
einen via USB verbundenen PC
-
die funktional nicht gebundenen Bits der einzelnen
Ports stehen dem Anwender unbeschalten als Steckpfostenleiste zur freien
Verfügung
-
spezielle Funktionen, wie zum Beispiel PWM oder AD/DA-Wandler,
werden nicht auf allen Bits unterstützt
-
diese Gruppe eignet sich somit vorzüglich für kleine
Steuerungsaufgaben
-
Gruppe III: minimale Gesamtsysteme - Basisbetriebssystem sowie
Kommunikation sind an Bord, Schnittstellen via USB sind vorhanden und
realisieren evtl. auch gleich die gesamte Stromversorgung - die gesamten
Ports sind mit Anwendungen fest verdrahtet, Ein- und
Ausgabeschnittstellen sind festgelegt - typischer Vertreter ist hiervon
CALLIOPE aus Berlin sowie Microbot aus England
-
elektrisch muss hier gar nichts mehr getan werden -
alles ist verdrahtet und Ein- sowie Ausgabesignale fest definiert
-
die Anwendung reduziert sich auf die Programmierung
-
der größte Vorteil ist, dass bedingt durch die strenge
Kapselung einschließlich deren Sicherheits-Mechanismen nichts "kaput-programmiert"
werden kann, - funktioniert also prinzipiell auch für Schüler der Klasse 5
schon sicher (natürlich sollte die Installation nicht auf Metalltischen
erfolgen) und eine Flachbatterie reicht aus (wird sie verpolt, geht's halt
nicht!)
-
Gruppe IV: Minimal-Computer mit abgespeckten Betriebssystem sowie
grafischer Oberfläche - ein HD-Grafikcontroller ist auch mit an Bord - der
RAM ist via Zusatzkarten erweiterbar - die Typvertreter sind hierbei der
Raspberry PI sowie der Banana Pi
-
das sind eigentlich bereits kleine Workstations oder
Server für detizierte Anwendungen
-
sie benötigen eine wirklich Betriebsspannung (meist 5
Volt) und ziehen unter Last auch Strom
-
LAN, USB, hochauflösende Grafik sowie Tastatur und Maus
als Peripherie sind bereits teilweise mehrfach vorhanden
-
das Betriebssystem wird via Micro-SD wahlweise
installiert (damit gibt es auch eine Auswahl an entsprechenden
Minimal-betriebssystemen wie WINDOWS oder LINUX)
-
es gibt eine Menge frei verwendbare Ports mit jeweils
universellen Funktionen - wie immer liegen Speizalfunktionen auf
speziellen Bits
|
 |
Geräte wie der KIM-1, der Microprofessor I und der
Apple I bildeten ab Mitte der 1970er-Jahre eine der Vorstufen der späteren
Heimcomputer und Personal Computer. Sie wurden oft von Computerenthusiasten
und Hackern gebaut und verwendet, später ging ihre Verbreitung bei
Privatnutzern stark zurück. Konstruktiv gesehen können auch die meisten
Heimcomputer der 1980er wie der Sinclair ZX81, der Commodore 64 oder der
Atari ST als Einplatinencomputer angesehen werden, wurden jedoch in der
Regel nicht so bezeichnet.
Einplatinencomputer werden in der Industrie vorwiegend in der Mess-, Steuer-
und Regelungstechnik (MSR) eingesetzt. Sie ersetzen in vielen Bereichen
festverdrahtete Steuerungen, da Änderungen der Steuerungsabläufe einfach
durch Modifizierung des Programms realisiert werden können, gleichzeitig
sind sie preisgünstiger als aufwendige speicherprogrammierbare Steuerungen
(SPS). Eine wichtige Anwendung sind auch sogenannte Eingebettete Systeme in
elektronisch gesteuerten Gebrauchsgegenständen wie zum Beispiel
Haushaltsgeräten, Kraftfahrzeugen, WLAN-Routern, Geräten der
Unterhaltungselektronik oder auch der Medizintechnik. Dabei kommen heute
häufig angepasste Varianten des Linux-Betriebssystems zum Einsatz (etwa
Embedded Linux).
Seit etwa 2012 haben Einplatinencomputer wieder zunehmend Verbreitung im
Privatbereich gefunden, vor allem der Raspberry Pi mit 5 Millionen
verkauften Exemplaren (Stand Februar 2015). Sie werden zum Beispiel als
preisgünstiges Mediacenter, Heim-Server, als Schulrechner oder als
Experimentiergerät unter Linux (z. B. Android) eingesetzt.
Quelle hierzu ist per 89.10.2019 WIKIPAEDIA |