Ratgeber
Ob zur Steuerung der Smart Home-Zentrale, für Industrieanwendungen oder zu Lernzwecken in der Schule und Universität – Entwicklungskits kommen vielfältig zum Einsatz und ermöglichen es, zahlreiche Projekte zu realisieren. Mithilfe von Zubehör lässt sich ihr Funktions- und Leistungsumfang erheblich erweitern.
Unser Ratgeber gibt einen Einblick, welche Arten von Erweiterungen es gibt und was es beim Kauf von Zubehör zu beachten gilt.
Entwicklungskits sind meist einfache Mikrocontroller-Platinen (z. B. Arduino), Single Board Computer (z. B. Raspberry Pi) oder auch umfangreichere Bausätze mit einem Basisboard und weiteren elektronischen Bauelementen. Bastler und Bastlerinnen programmieren mit Entwicklungskits zum Beispiel Anwendungen für die Automatisierung ihres Smart Homes. In der Industrie dienen Development Tools häufig dem Bau von Prototypen sowie dem Entwickeln und Testen von Software. In Schulen und Universitäten nutzt man Learning-Kits, um auf anschauliche Weise Grundlagen der Elektronik und Programmierung zu vermitteln und dazu zu animieren, sich eingehender mit Mikrocontrollern zu beschäftigen.
Wenn die Grundausstattung von Boards oder Bausätzen für ein Projekt nicht ausreicht, benötigen Sie eine Erweiterung. Sinnvoll ist eine Erweiterung auch, wenn Sie mehr Funktionen benötigen oder das System generell optimieren möchten. Dank verschiedener Module und elektronischer Bauelemente lassen sich zum Beispiel Schnittstellen bei Bedarf einfach nachrüsten. Mithilfe von Erweiterungen kann ein Entwicklungssystem individuell konfiguriert und für zahlreiche Anwendungen vorbereitet werden.
Entwicklungskits lassen sich vielfältig erweitern, was wiederum eine Fülle an neuen Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Erweitern Sie ein Board beispielsweise mit Sensoren, können Sie das Kit für Projekte im Bereich der Messtechnik nutzen oder bei definierten Temperatur- und Feuchtigkeitswerten im Smart Home bestimmte Folgeaktionen auslösen (z. B. Rasen sprengen, Verdunklung des Raums, Lüften etc). Für einige Anwendungen ist ein Display sinnvoll, das die Messwerte von Sensoren oder andere Daten anzeigt. Es gibt für Entwicklungskits sogar Touchscreen-Module, mit denen sich zum Beispiel ein Raspberry Pi wie ein Tablet oder Smartphone bedienen lässt.
Sie können Ihr Board auch mit LEDs erweitern, um beispielsweise über variierende Farben bestimmte Messwerte und verschiedene Betriebszustände anzuzeigen. Viele Projekte erfordern ein Modul zum Nachrüsten einer Kamera. Sie können dann etwa in Ihrem Smart Home eine Überwachungskamera installieren und die Aufnahmen über das Netzwerk an ein Smartphone schicken lassen. Wer ein umfangreicheres System für die Gebäudeüberwachung entwickelt, kann auch Bewegungsmelder nachrüsten.
Für anspruchsvollere Anwendungen, die Kits mehr Leistung abverlangen, kann eine Kühlung sinnvoll sein. Sie schützt vor Überhitzung und verlängert die Lebensdauer von Komponenten. Auch das Thema Stromaufnahme ist nicht zu vernachlässigen. Ein gutes Netzteil sicher eine stabile Stromversorgung für Ihr Gerät. Durch die Erweiterung mit einem leistungsfähigen Akku erhöhen Sie die Betriebsdauer und können das Entwicklungskit auch länger mobil und ohne Netzanschluss betreiben.
Zu den wichtigsten Schnittstellenerweiterungen zählen Netzwerkadapter, mit denen Sie ein Entwicklungskit an das heimische LAN sowie an das Internet anbinden können. Beliebt sind Module, die eine Funkverbindung zum Beispiel für den Datenaustausch zwischen Mikrocontrollern ermöglichen. Via Funkmodul können Sie auch die wichtigen Funkstandards WLAN und Bluetooth nachrüsten.
Eine ebenfalls grundlegende Erweiterung für ein Board ist eine SD-Karte, auf dem das Betriebssystem und weitere Daten gespeichert werden können. Eine SD-Karte sollte ausreichend schnell sein und die erforderliche Speicherkapazität für Ihre Projekte mitbringen (mindestens 8 GB, besser sind 16 oder 32 GB). Sie können auch SD-Karten mit vorinstallierten Betriebssystemen kaufen. Dann hilft ein Installationsassistent (NOOBS) beim Aufsetzen und Einrichten des Betriebssystems.
Ist es noch nicht in einem Bausatz für ein Entwicklungskit enthalten, empfiehlt sich ein passendes Gehäuse (Embedded Housing). Es schützt die Hardware vor mechanischen Einwirkungen und Beschädigungen durch äußere Faktoren wie Staub oder Feuchtigkeit. Über die genannten Erweiterungen hinaus benötigen Sie für viele Anwendungen die üblichen Basiskomponenten. Verbindungs- und Jumper-Kabel, Taster und Widerstände sollten in keinem Bausatz für ein Entwicklungssystem fehlen.
Welche Art von Erweiterung oder Zubehör Sie konkret benötigen, hängt von der jeweiligen Anwendung, dem geplanten Einsatzzweck und Ihren individuellen Anforderungen ab. Wichtig zu wissen ist, dass nicht jede Erweiterung mit jedem Entwicklungskit kompatibel ist. Achten Sie daher vor dem Kauf darauf, dass das gewünschte Zubehör zu Ihrer Hardware passt bzw. die Hardware die Erweiterung unterstützt. Kit und Erweiterung müssen auch mit dem vorhandenen oder perspektivisch verwendeten Betriebssystem kompatibel sein.
Ein weiteres wichtiges Auswahl- und Kaufkriterium ist die Leistung einer Komponente. Soll etwa ein Entwicklungskit länger ohne Strom oder mit viel USB-Peripherie betrieben werden, ist ein die Anschaffung eines ausreichend dimensionierten Akkus empfehlenswert.
Besonders schnell einfach geht das Erweitern eines Entwicklungssystems mit einem Breadboard. Dabei handelt es sich um ein Steckbrett, das über Buchsen mit Federkontakten verfügt. In diese kann man Erweiterungen wie LEDs usw. einfach einstecken. So lassen sich elektronische Bauelemente leicht austauschen und müssen nicht für jeden Aufbau neu verlötet werden.
Sollte ich mir einen Bausatz kaufen, der schon Erweiterungen enthält? Oder lieber nur ein Board, das ich selbst erweitere?
Bausätze sind vor allem für Anfänger und Anfängerinnnen sinnvoll, da sie bereits ein Basisset an Erweiterungen enthalten und zum Beispiel als Learnings-Kits für bestimmte Anwendungszwecke und Lernziele zusammenstellt werden. Sie können später nach eigenen Wünschen erweitert werden. Fortgeschrittene haben dagegen mehr Freiheiten, wenn sie ihr System selbst zusammenstellen.
Reicht die Stromversorgung über den USB-Port meines Computers aus, um einen Raspberry Pi samt Erweiterungen betreiben zu können?
Einen Raspberry Pi können Sie über USB mit Strom versorgen. In der Praxis bietet eine USB-Verbindung aber häufig nicht die nötigen Reserven. Das gilt insbesondere, wenn Erweiterungen mit größerem Strombedarf verwendet werden. Deswegen ist es sinnvoll, eine ausreichend dimensionierte Stromversorgung (leistungsfähiger Akku, externes Netzteil) bereitzustellen.