Arduino, BeagleBone, Raspberry Pi Schneller entwickeln mit Entwicklungskits

Arduino, BeagleBone und Raspberry Pi eigenen sich auch für professionelles Prototyping. Aber mit welcher anfangen? – Ein Workshop bei WEKA FACHMEDIEN bietet Hilfestellung.

Bei der Entwicklung von elektronischen Systemen und Geräten ist der entscheidende Part in der Regel die Software-Entwicklung, denn aus was besteht ein mikroprozessorgesteuertes Gerät? Zumeist wohl aus einer Auswahl der folgenden Bestandteile:

  • ein Mikrocontroller.
  • eine oder mehrere Tasten für Eingaben oder Befehle,
  • LED(s), die den Betriebszustand anzeigen,
  • ein Display,
  • eventuell mit Touch-Sensor,
  • Peripherie-Schnittstellen wie USB, CAN, digitale und analoge Ein-/Ausgänge,
  • kabelgebundenen oder drahtlosen Netzwerkanschluss.

Für eine Serienfertigung werden Geräte zwar mit individueller Hardware, sprich: mit eigenem Chassis und individueller Platine angefertigt, aber für das Prototyping muss sich heute niemand ein eigenes Board entwerfen, um den Mikrocontroller zu evaluieren und erste Gehversuche mit der Software zu machen. Dazu gibt es Eval-Kits und auch die Boards aus der Maker-Szene.
 

Letztere zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass es meist ein umfangreiches Angebot an Software gibt, so dass sich die Inbetriebnahme auf Download und Installation eines fertigen Pakets reduziert. Auch die Peripherie lässt sich mit erprobten Treibern betreiben. 

Populärste Plattform ist hier der Raspberry Pi, der sich durch seine große Software-Unterstützung und ein umfangreiches Sortiment von Erweiterungsboards auszeichnet. Betrieben wird der Raspberry Pi mit einem schlanken Linux-Betriebssystem, wodurch er zu einem universellen Kleincomputer wird.

In eine professionellere Richtung zielt Texas Instruments mit dem BeagleBone Black, einem Board auf dem der Sitara-Prozessor AM3359 mit 1-GHz-Cortex-A8 sitzt. Über die Erweiterungsanschlüsse können neben SPI und I2C z.B. auch zwei CAN-Interfaces abgegriffen werden. Und einer der beiden USB-Anschlüsse fungiert als USB-Device, so dass sich das Board beim Anschluss an einen PC als USB-Massenspeicher präsentiert. Neben klassischem Linux (Debian und Ubuntu) kann das BeagleBone Black auch mit Android betrieben werden. Auch als Experimentierplattform für node.js eignet es sich gut. 

Ein anderes Konzept verfolgt Arduino. Arduino-Boards werden mit einer »Wiring«-Entwicklungsumgebung programmiert. Beim Übertragen auf das Board werden die Befehle der Wiring-Sprache in C/C++ umgewandelt und in ein lauffähiges Programm compiliert. Der Ablauf auf dem Arduino-Board ist dann im Prinzip so ählich wie bei einer speicherprogrammierbaren Steuerung: Nach einer Setup-Phase mit Initialisierung der Programmstrukturen läuft eine Endlos-Schleife ab, die Bedingungen enthält, Ein-/Ausgänge abfragt und Steuerbefehle absetzt. Der Zweck von Wiring lag darin, den Zugriff auf die Hardware besonders einfach zu gestalten und in der Tat bietet Wiring sehr einfache Befehle an, um auf Signale an den Peripherieschnittstellen zu steuern bzw. einzulesen. 

Die verschiedenen Boards kann man nun ordern, die Software herunterladen und installieren um dann mit der Zeit herauszufinden, welches Konzept am besten passt. Allerdings bietet WEKA Fachmedien am 15.10. auch einen eintätigen Workshop an, in dem Raspberry Pi, BeagleBone Black von TI und das XMC1100 Boot Kit für Arduino von Infineon vorgestellt werden. Dass diese Boards auch für »ernsthafte« Anwendungen gedacht sind, wird z.B. dadurch deutlich, dass sich an das XMC1100-Kit der J-Link-Debugger von Segger anschließen lässt. Der Workshop besteht aus Vorträgen, Demonstrationen und Versuchen der Teilnehmer, wozu diese ihr eigenes Notebook mitbringen. So lässt sich kompakt an einem Tag ein Überblick über die relevantesten ARM-Plattformen gewinnen. Wer sich bei der Anmeldung beeilt, kann dabei auch noch sparen, denn bis zum 16.09. läuft noch die Vorbuchungsfrist mit ermäßigter Gebühr.