IoT - Hardware

IoT - Hardware

'Internet of Things' beschäftigt sich damit Software (die eigentlich ja nur Virtuell auf dem Computer existiert) mit der realen Welt zu verbinden. Ihr also Augen und Ohren und gegebenenfalls auch einen Mund zu geben.

Wenn der Computer Daten erfassen, oder aufgrund eines Ereignisses eine Aktion ausführen soll, dann muss er Sensoren haben, die die Umwelt messen und auch Aktoren um mit Ihr zu interagieren.

Der Computer ist schnell, aber von seiner Bauweise her nicht dazu geschaffen direkt Sensoren anzuhängen. Natürlich schafft der USB Bus ein Möglichkeit, aber wer will schon eine 300 Watt Standheizung die Tag und Nacht kontrolliert, ob es draußen regnet und dann die Fenster zumacht.

Raspberry Pi

Damit hat viel angefangen. Ein kleiner vollständiger PC, der die volle Möglichkeit an Schnittstellen liefert. Zudem wird sein Preis niedrig gehalten. Die Vorgabe: Ein Gerät darf nicht mehr als 35$ Kosten.
Mit Gehäuse, Stromversorgung, SD-Karte, ... kommt man aber trotzdem schnell auf ~100€.

Sein Vorteil. Absolut geräuschlos, Geringer Stromverbrauch max 10W - 15W und wirklich klein.

An seine Schnittstellen können Sensoren direkt angeschlossen und mit seinen universellen Ein/Ausgängen auch direkt Geräte gesteuert werden.

Er ist ein vollständiger PC und sollte (für optimale Geschwindigkeit) unter Linux laufen. Die Ein/Ausgänge und Schnittstellen können dann in fast jeder Programmiersprache angesprochen werden.

Es gibt auch Derivate von anderen Firmen, die mehr Leistung, weniger Leistung, andere Schnittstellen, andere Bauformen, ... haben. Welches Gerät man verwendet bleibt einem selbst und der eigentlichen Aufgabe überlassen.

Arduino

Ein PC (auch Rasperry) der aufgrund eines Einganges einen Ausgang bedient ist aber in den meisten Fällen trotzdem überdimensioniert. Wie wenn ich ein Hochhaus baue, aber nur eine Wohnung brauche.

Der Arduino ist ein Microcontroller. Kein PC und bietet auch kein Betriebssystem an sich an. Ihm kann man ein (und nur ein) Programm geben. Dieses Programm führt er die ganze Zeit aus. Schnell, ohne Unterbrechung und ganz genau. Er wird dann eingesetzt, wenn es sich um schnelle Aktionen handelt die abgearbeitet werden müssen.

Das Programm kann pro Sekunde (je nach Länge) mehrere hundert male durchlaufen. Er ist ideal für Steueraufgaben, kann aber auch Anzeigen, Servos, Relais oder sonstiges bedienen.

Ich setze ihn dann ein, wenn es um die Kommunikation mit der Hardware geht. Mit seinen Schnittstellen lässt er sich einerseits gut mit der Hardware verbinden, andererseits aber auch mit einem PC oder Raspberry. Schnelle zeitkritische Aktionen werden im Arduino erledigt, aufwändigere Berechnungen (Datenbanken) im Raspberry. Das beste aus zwei Welten.

Arduinos gibt es schon ab ~2€ (Arduino Nano). Er ist handlich und es mach einfach Spaß damit etwas zu bauen.

Natürlich gibt es auch noch andere Systeme, die ähnliche Vorteile bieten. Sucht euch das, was für Euch das richtige ist.

Probiert es einfach selber aus!

Elektronik

Hier hören die guten Ratschläge auf. Denn wenn wir im Bereich der Elektronik angekommen sind, nimmt man sich am Besten ein Steckbrett und probiert es selber aus. Sollte eine Schaltung funktionieren, kommt der Lötkolben ins Spiel.

In der Elektronik gibt es viele verschiedene Bereiche und Systeme. Ein grundlegendes Verständnis von Strom/Spannung/Widerstand, Transistoren und grundlegenden Schaltungen ist hier sicher von Vorteil.

Sehr viel kann man aus Datenblättern, Schaltungen aus dem Internet und durch Probieren lernen.

Was ist in einem IC drin? Rauch! Wenn der rauskommt, dann ist er kaputt.

Fangt mit einfachen Schaltungen an und arbeitet euch langsam vor. Oder lasst euch von jemanden zeigen, was man machen kann.

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