Ratgeber
Einplatinencomputer stehen für Rechenleistung in kompakter Form. Unabhängig von Ihrer Branche bieten Single Board Computer (kurz SBC) Ihrem Unternehmen effiziente Möglichkeiten für Automatisierung, Datenverarbeitung sowie innovative Anwendungen.
Die wichtigsten Fakten rund um SBCs erhalten Sie in unserem Ratgeber.
Es handelt sich um einen Computer, dessen Hardware auf einer einzigen Leiterplatte (Single Board) integriert ist. Im Gegensatz zu anderen Computern, die aus vielen Komponenten wie Hauptplatine, Prozessor, Festplatte, Grafikkarte usw. bestehen, vereint ein SBC all diese Elemente auf seiner Platine, die kaum größer als eine Kreditkarte ist. Selbst eingebettet in ein Gehäuse passt der Einplatinencomputer auf eine Handfläche. Diese kompakte Bauweise hebt den SBC aus der Masse hervor und macht ihn besonders platzsparend und günstig.
Typischerweise verfügen SBCs über einen Prozessor, Arbeitsspeicher, Speicher (oft in Form von MicroSD-Karten), diverse Anschlüsse für Peripheriegeräte (USB, HDMI, Ethernet etc.) und gegebenenfalls drahtlose Schnittstellen (WiFi, Bluetooth etc.). Das nötige Netzteil ist im Regelfall eine gesonderte Komponente.
Unterformen und Abgrenzung
Welche Elemente Teil der Hauptplatine sind, kann sehr unterschiedlich sein. Vor dem Kauf ist es daher wichtig, die Arten der Single Board Computer zu kennen und vor allem ihre Abgrenzung zu anderen Computern.
Vollwertige SBCs
Diese Single Board Computer enthalten auf ihrer Platine nicht nur eine CPU (oft mindestens Dual-Core CPU) und einen Arbeitsspeicher (oft mindestens 4 GB RAM), sondern OnBoard-Grafikchip und Schnittstellen für Maus, Tastatur sowie Monitor. Daher können sie als eigenständiger Mini-Computer genutzt werden. Raspberry Pi 4 oder Raspberry Pi 5 sind zwei bekannte vollwertige SBCs.
Prototyping-Boards
Sie dienen Entwicklern zum Testen von Prototypen, ohne dass Bauteile auf einem Board verlötet werden müssen. Stattdessen gibt es Pins, die als Kontakte lediglich über Klemmen befestigt werden. Zeigt der Prototyp nicht die erwünschte Wirkung, ist der Rückbau problemlos möglich.
Mikrocontroller-Boards
Sie werden auch als MCUs abgekürzt und nicht als Computer-Ersatz, sondern als reine Controller genutzt. Das Board enthält nur einen Mikroprozessor und Schnittstellen für Programmierung. Ein bekannter Anbieter dieser Boards ist Arduino.
Abgrenzung Mini-PC
So wie nicht alle Einplatinencomputer automatisch Mini-PCs sind, treten nicht alle Mini-Computer als Single Board Computer auf. Manche Mini-PCs vereinen nicht alle Komponenten auf ihrer Hauptplatine, sondern besitzen beispielsweise eine SSD-Festplatte. Sie sind dann zwar noch immer bewusst kompakt gebaut, aber durchaus größer als ein SBC und können zum Beispiel als Mini-Tower aufgestellt werden.
Einsatzgebiete
Single Board Computer sind vielseitig einsetzbar und daher in vielen Anwendungsgebieten vertreten. Dazu gehören:
Bildung
Forschung
Prototyping
Industrieautomation
Heimautomatisierung
Es gibt vier Argumente, die für Einplatinen-Computer sprechen.
Dank kompakter Bauweise können sie leicht transportiert und auch bei begrenztem Raumangebot eingesetzt werden.
Im Vergleich zu herkömmlichen Computern sind sie oft kostengünstiger und das sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb. Gerade Unternehmen können eine hohe Stückzahl erwerben und dabei enorm gegenüber dem Kauf klassischer Computer einsparen.
Die Integration aller wichtigen Komponenten auf einer Hauptplatine erleichtert die Handhabung und den Aufbau von Projekten erheblich. Das Board kann über Schnittstellen sehr schnell in ein bestehendes System eingepflegt werden.
SBCs sind nicht zuletzt durch ihre Netzwerkfähigkeiten vielseitig einsetzbar. In vielen Branchen besteht eine Fülle an Anwendungsfällen.
Demgegenüber stehen aber auch einige Nachteile, die vor der Integration in eine Arbeitsumgebung bedacht werden müssen.
- Einplatinencomputer stehen zwar klassischen PCs kaum in etwas nach und können auch große Datenmengen verarbeiten, aufgrund der begrenzten Hardwarekapazität können Single Board Computer bezüglich der Rechenleistung jedoch nicht mit High-End-PCs oder Servern konkurrieren. Das ist allerdings auch nicht ihr Anspruch.
- Die Grafikleistung von SBCs kann für anspruchsvolle, grafikintensive Anwendungen unzureichend sein. Das gilt es im Vorfeld passend zum Anwendungsfall zu testen.
- Trotz Erweiterungsmöglichkeiten bleibt die maximale Erweiterbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Desktop-Computern begrenzter.
Ob Raspberry, Banana Pi oder andere Module: Beim Kauf eines SBCs sollten Sie mehrere Faktoren berücksichtigen, um sicherzustellen, dass ein Board Ihren Anforderungen entspricht.
Betriebssystem
Viele SBCs kommen mit einem vorinstallierten Linux-Betriebssystem, andere werden bewusst ohne ausgeliefert, um Anwendern viele Freiheiten zu geben. Wer keine Linux-Distribution wünscht, kann andere Open-Source-Betriebssysteme wie OpenBSD oder RISC OS wählen. Sogar Windows 11 kann installiert werden.
Erweiterbarkeit
Enorm wichtig ist die Anzahl und Form der Anschlüsse. Mehrere USB-Ports und HDMI sollten für Peripheriegeräte bereitstehen. GPIO-Schnittstellen (General Purpose Input/Output) sind wichtig für die Kopplung mit Elementen der Sensorik und Kartenslots wie MicroSD erweitern den verfügbaren Speicher.
Arbeitsspeicher
4 GM RAM gelten häufig als Minimum, wenn beispielsweise ein Raspberry oder Banana Pi als vollwertige Mini-Computer im Einsatz sind. Der Raspberry Pi 5 bietet bis zu 8 GB RAM.
GPU-Leistung
Im Regelfall ist ein Onboard-Grafikchip Teil eines vollfertigen Moduls. Der Raspberry Pi 5 etwa nutzt Broadcoms VideoCore VII und Banana Pi BPI-M5 die Mali-G31 GPU.
Kühlung
Teilweise genügt eine passive Kühlung, allerdings benötigt beispielsweise der Raspberry 5 bereits einen Lüfter.
CPU-Leistung
Der Prozessor muss die passende Leistung erbringen. Ein Dual- oder Quad-Core sind ratsam.
FAQ
Was ist ein embedded Computersystem?
Embedded Computersysteme (embedded systems) sind spezialisierte Computereinheiten, die fest in Geräte oder Systeme eingebettet sind. Sie sind für spezielle Anwendungen optimiert und übernehmen etwa Überwachung oder Steuerung.
Welche Anbieter für Einplatinencomputer gibt es?
Raspberry Pi und Arduino sind die bekanntesten Marken. Daneben gibt es unter anderem Asus, Banana Pi, micro:bit oder Joy-it.
Welche Raspberry Pi gibt es aktuell?
Beginnend mit dem aktuellsten Board sind dies:
Raspberry Pi 5 (mit 4 oder 8 GB RAM)
Raspberry Pi Zero 2 W
Raspberry Pi 4 (mit 1, 2, 4 oder 8 GB RAM)
Raspberry Pi 3 Model A+
Raspberry Pi 3 Model B+
Raspberry Pi 3 Model B
Raspberry Pi Zero WH
Raspberry Pi 2 Modell B
Raspberry Pi Zero v1.3
Raspberry Pi Zero W