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Aus Raspberry Pi Geek 06/2019

Besuch auf der Embedded World 2019

© NürnbergMesse GmbH

Eingebettet

Martin Mohr

Funkmodule, Displays und Analysegeräte für den Raspberry Pi: Auf der Embedded World präsentieren sich zahlreiche Unternehmen interessierten Elektronikbastlern und Entwicklern.

Vom 26. bis 28. Februar präsentierten mehr als 1000 Aussteller ihre Produkte und Dienstleistungen auf der Embedded World. Wie auch die letzten Jahre fand die Ausstellung auf dem Messegelände in Nürnberg statt. Schon 2018 strömten mehr als 30 000 Besucher in die Hallen, für dieses Jahr erwarteten die Veranstalter ein weiteres Plus an Interessenten.

Unter den Ausstellern fanden sich alle bekannten Hersteller von elektronischen Bauelementen, Modulen und Komplettsystemen wieder. Auch viele Produzenten von Software-Lösungen und Entwicklungswerkzeugen für Embedded-Systeme zeigten ihre neuesten Produkte. Im Folgenden geben wir Ihnen einen kleinen Überblick jener Aussteller, die aus der Menge der Stände herausstachen.

Was genau ist Embedded?

Üblicherweise spricht man von einem Embedded System (deutsch: eingebettetes System), wenn eine Hard- und eine Software-Lösung sich so in ein Gerät integrieren, dass der Anwender nichts von dem integrierten Computer spürt. Anschauliche Beispiele für solche Systeme liefern etwa der Dash-Button von Amazon, Set-Top-Boxen für den TV-Empfang oder auch smarte Assistenten wie Google Home. Sie alle verstecken einen technisch sehr komplexen Ablauf in einem leicht zu bedienenden Gerät. Ein geringer Energiebedarf ist für ein Embedded System ebenso wichtig wie eine hohe CPU-Leistung. Daher kommen in eingebetteten Rechnersystemen überwiegend hochmoderne Mikrocontroller zum Einsatz.

TIPP

Falls Sie sich für einen Besuch der Embedded World interessieren – sie findet 2020 vom 25. bis 27. Februar statt –, hat der Autor zwei kleine Tipps für Sie: Viele Aussteller vergeben Freikarten und möchten dafür oft nur Ihre E-Mail-Adresse. Außerdem sollten Sie sich besser selbst verpflegen, denn die Gastronomie auf dem Messegelände ist keine Offenbarung und die Preise stehen in keinem Verhältnis zum dürftigen Angebot. Teilweise bieten auch einzelne Messestände ihren Gästen kleine Snacks an. Ein Getränk bekommen Sie üblicherweise an jedem Stand, wenn Sie ein nettes Gespräch beginnen.

Janztec

Am Stand von Janztec war der emPC-A/RPI3 [1] zu sehen (Abbildung 1). Er basiert auf einem Raspberry Pi 3, der in einem stabilen Industriegehäuse steckt. Die Spannungsversorgung wie auch die IOs sind für den Betrieb in Industrieanlagen ausgelegt, das komplette Gerät arbeitet mit Pegeln von 24 Volt. Der emPC-A/RPI3 verfügt über je vier galvanisch getrennte digitale Ein- und Ausgänge. Eine RS232-Schnittstelle und ein CAN-Bus-Adapter ergänzen die Port-Auswahl. Als Betriebssysteme stehen Raspbian und Windows 10 IoT Core zur Auswahl, zum Erstellen von Programmen lassen sich beliebige Programmiersprachen verwenden. Alternativ dazu läuft auch die Codesys-Laufzeitumgebung auf dem industrietauglichen Mini-Rechner.

Abbildung 1: Der Janztec emPC-A/RPI3: Ein robuster Raspberry Pi im Industriegehäuse. (Quelle: Janztec)

Abbildung 1: Der Janztec emPC-A/RPI3: Ein robuster Raspberry Pi im Industriegehäuse. (Quelle: Janztec)

Hilscher

Bei der Integration des Raspberry Pi in ein Industriegehäuse geht die Firma Hilscher noch einen Schritt weiter: Der NetPi [2] bietet eine zum RasPi 3 kompatible Architektur, die ausgewählte Komponenten des Originals verwendet, ansonsten aber eine neu entwickelte und robuster ausgelegte Platine besitzt (Abbildung 2). Dadurch ergibt sich bei voller Kompatibilität zum Original eine wesentlich verbesserte Betriebssicherheit. Der NetPi lässt sich mit unterschiedlichen Modulen erweitern, es gibt aber auch die Option, eigene Module zu entwickeln. Als Betriebssystem verwendet der NetPi ein gehärtetes Linux, das eine Docker-Infrastruktur bereitstellt: Alle Anwendungen laufen in sicheren Containern. Das schottet das Kernbetriebssystem komplett von der Anwendungslogik ab.

Abbildung 2: Der Industrie-Raspberry NetPi von Hilscher. (Quelle: Hilscher)

Abbildung 2: Der Industrie-Raspberry NetPi von Hilscher. (Quelle: Hilscher)

Würth

Würth hat sich als Hersteller von Schrauben einen Namen gemacht, es gibt mit Würth Elektronik aber noch eine modernere Facette des Unternehmens. Auf dem Stand war mit dem Amber Pi [3] auch ein Long-Range-Modul (kurz LoRa) für den Raspberry Pi zu finden (Abbildung 3). Die Reichweite des Funkmoduls beträgt bis zu 10 Kilometer, allerdings dann mit sehr geringen Datenraten. Mit auf dem Board befinden sich Sensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Bewegung. Würth Elektronik garantiert langfristigen Support, was industriellen Anwendern entgegenkommen soll. Mit dem vorhandenen SDK lassen sich relativ leicht eigene Programme für das Amber-Pi-Modul erstellen.

Abbildung 3: Würth kann mehr als Schrauben: Das LoRa-Modul Amber Pi. (Quelle: Würth Elektronik)

Abbildung 3: Würth kann mehr als Schrauben: Das LoRa-Modul Amber Pi. (Quelle: Würth Elektronik)

Traco

Bei Traco [4], einem bekannten Hersteller professioneller Gleichspannungswandler, ist für Elektronikbastler vor allem die TSR-Baureihe interessant (Abbildung 4). Die kleinen Wandler eignen sich als Alternative zu linearen Spannungsreglern und besitzen einen extrem guten Wirkungsgrad von bis zu 97 Prozent. Daher benötigen sie in der Regel keine Kühlkörper oder gar eine aktive Kühlung. Bastler sollten sich auch die DC-Netzteile aus der TIW-Baureihe ansehen. Eigentlich für den Einbau in Unterputzdosen oder Möbel gedacht, eignen sie sich auch sehr gut für Testaufbauten. Die komplett gekapselten und kurzschlussfesten Geräte wandeln die Netzspannung auf 3,3 bis 24 Volt herunter. Sie kosten zwar etwas mehr als ähnliche Netzteile, gelten dafür aber als äußerst robust und langlebig. Zudem erzeugen sie keine Störungen in der Versorgungsspannung und sparen aufgrund des guten Wirkungsgrads eine Menge Energie.

Abbildung 4: Extrem guter Wirkungsgrad: DC-DC-Wandler aus der TSR-Reihe von Traco. (Quelle: Traco)

Abbildung 4: Extrem guter Wirkungsgrad: DC-DC-Wandler aus der TSR-Reihe von Traco. (Quelle: Traco)

Sony

Sony trat auf der Embedded World mit dem kompakten IoT-Entwicklerboard Spresense [5] auf, das auf einem CXD6502-Mikroprozessor aufsetzt (Abbildung 5). Die integrierte CPU basiert auf einem ARM Cortex M4F mit sechs Kernen. Das Board versteht von der Arduino-Entwicklungsumgebung erzeugten Code, für komplexere Anwendungen steht jedoch auch ein spezielles SDK bereit. Auf dem Messestand demonstrierte das Unternehmen, wie einfach und schnell sich mit dem Spresense und einem Kameramodul eine Gestenerkennung bauen lässt; als Beispiel wurde das bekannte Spiel “Schere, Stein, Papier” implementiert. Das Spresense verfügt über die üblichen Schnittstellen wie GPIO, SPI, I2C, I2S und UART. Darüber hinaus verfügt es über einen integrierten GPS-Empfänger.

Abbildung 5: Kompakt und leistungsfähig: Sonys Spresense-Entwicklerboard für IoT-Anwendungen. (Quelle: Sony)

Abbildung 5: Kompakt und leistungsfähig: Sonys Spresense-Entwicklerboard für IoT-Anwendungen. (Quelle: Sony)

Tacterion

Auch kleine und eher unbekannte Aussteller fanden sich auf der Messe. So entwickelt das junge Unternehmen Tacterion [6] Sensoren, die sowohl kapazitiv arbeiten (also Annäherung detektieren) als auch den Anpressdruck messen. Die als flexible Folien ausgeführten Sensoren lassen sich auch auf gekrümmten oder runden Oberflächen verbauen. Ein mögliches Einsatzgebiet wären gefühlvolle Greifer für Roboter, die schon vor dem Kontakt mit einem Werkstück ihre Geschwindigkeit verringern, um dann mit einem definierten Druck zuzugreifen.

Codesys

Codesys [7] zählt zu den führenden Herstellern von Software für Industriesteuerungen. Die hauseigene Entwicklungsumgebung unterstützt Steuerungen von über 400 Herstellern, auch der Raspberry Pi bleibt hier nicht außen vor. Codesys bietet zudem eine vollständige Unterstützung des KNX-Standards für die Gebäudeautomation. In Kooperation mit ABB wurden ein Konfigurator für E/A-Kanäle, ein KNXnet/IP-Protokollstack sowie eine Datenaustauschfunktion mit dem ETS5-Konfigurationssystem spezifiziert, entwickelt und integriert.

Demmel

Das JoC-Modul [8] (Java on Chip) der Wiener Firma Demmel bietet Entwicklern die Möglichkeit, Programme für den Mikrocontroller in Java zu schreiben (Abbildung 6). Das schließt im Vergleich zu C oder C++ einige typische Fehlerquellen von vornherein aus, wie etwa die komplizierte Pointer-Arithmetik. Dabei bietet die IDE alle Funktionen, die man von einer guten Java-Entwicklungsumgebung erwartet. Das System erlaubt dabei, den Code remote auf dem Mikrocontroller zu debuggen. Der Mikrocontroller selbst verfügt über umfangreiche I/O-Schnittstellen (SPI, I2C, A/D, D/A, PWM, RS232 und mehr), das JoC lässt sich leicht mit zusätzlichen Shields erweitern.

Abbildung 6: Gut erweiterbar: Demmels Java-on-Chip-Modul mit zahlreichen I/O-Schnittstellen. (Quelle: Demmel)

Abbildung 6: Gut erweiterbar: Demmels Java-on-Chip-Modul mit zahlreichen I/O-Schnittstellen. (Quelle: Demmel)

CDP Studio

Das norwegische Unternehmen CDP Technologies zeigte mit CDP Studio [9] ein plattformübergreifendes Entwicklungstool für Embedded-System-Anwendungen, das dem Entwickler einen Großteil der Konfigurationsarbeit abnimmt, sodass er sich auf die Lösung der eigentlichen Probleme konzentrieren kann (Abbildung 7). CDP stellt Module für unterschiedliche Plattformen bereit, die sich einfach per GUI konfigurieren und miteinander verbinden lassen. Selbst Datenverbindungen zwischen Modulen unterschiedlicher Hersteller gelingen dabei per Mausklick. Dazu unterstützt das System die in der IoT-Welt üblichen Standardprotokolle wie MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) in vollem Umfang.

Abbildung 7: Vielfältige Möglichkeiten: die Beispielseite der CDP-Studio-Anwendung. (Quelle: CDP Technologies)

Abbildung 7: Vielfältige Möglichkeiten: die Beispielseite der CDP-Studio-Anwendung. (Quelle: CDP Technologies)

ST

Großer Andrang herrschte am Messestand von ST [10] – nicht zuletzt, weil sich jeder Besucher ein kostenloses Starterkit seiner Wahl aussuchen durfte. ST war mit zahlreichen unterschiedlichen Lösungen vertreten. Suchen Sie nach einer konkreten Lösung für ein Elektronikproblem, schauen Sie einfach auf die Homepage des Unternehmens – ST hat für wirklich alle Anwendungen den richtigen Chip im Portfolio. Möchten Sie sich mit einer Technologie etwas intensiver beschäftigen, findet sich dort auch für wenig Geld ein Starter- oder Discoverykit. Stellvertretend seien hier das STM32L4R9-Discoverykit mit einem runden Touch-Display, das BlueCoin-Starterkit mit vielen Sensoren und integriertem Bluetooth-Baustein sowie das STM32F723-Discoverykit mit Audio- und Videofunktionen genannt.

Fazit

Für alle, die sich etwas intensiver mit Elektronik beschäftigen, ist die Embedded World ein wahres Mekka. Es gibt viele interessante und neue Produkte zu sehen. An den Ständen der Unternehmen finden sich kompetente Mitarbeiter, die ausführliche Informationen zu den Produkten liefern. Oft haben die Hersteller Demo-Boards vorrätig, die der Besucher bei Interesse direkt mitnehmen kann. Das kompakte Messegelände in Nürnberg erspart lange Wege zwischen den Messehallen. Wer sich ausführlich informieren möchte, sollte aber trotzdem mehr als einen Tag für den Besuch der Embedded World einplanen. 

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