Mikrocontroller

(µController, µC, MCU, „Einchipmikrorechner“)

Beispiele bekannter Mikrocontroller

Mikrocontroller vs SoC vs Einplatinencomputer

💡 Videoerklärung zu Mikrocontroller und SoC

Mikrocontroller

Vorteile:

  1. Kostengünstig: Microcontroller werden in kostensensitiven Projekte eingesetzt.
  2. Energieeffizient: Sie verbrauchen wenig Strom, was sie perfekt für batteriebetriebene Anwendungen macht.
  3. Einfache Integration: Microcontroller sind oft leicht in bestehende Systeme zu integrieren und benötigen nur minimale externe Komponenten.

Nachteile:

  1. Begrenzte Rechenleistung: Sie haben weniger Rechenleistung und Speicher im Vergleich zu Einplatinencomputern.
  2. Eingeschränkte Funktionalität: Microcontroller sind für spezifische Aufgaben ausgelegt und bieten weniger Flexibilität für komplexe Anwendungen.
  3. Weniger Peripherieoptionen: Sie haben oft weniger Schnittstellen und Peripheriegeräte im Vergleich zu Einplatinencomputern.

SoC

System-on-a-Chip

Vorteile:

  1. Hohe Integration: CPU, GPU, Speicher, und Peripheriegeräte auf einem Chip (kompakte Bauweise).
  2. Energieeffizienz: Optimierter Stromverbrauch durch Integration und geringere Kommunikationsverluste.
  3. Leistungsfähigkeit: Häufig leistungsstärker als Mikrocontroller, geeignet für komplexe Anwendungen (z. B. Multimedia, AI).

Nachteile:

  1. Komplexität: Höhere Anforderungen an Design und Programmierung als bei Mikrocontrollern.
  2. Kosten: Teurer als Mikrocontroller, insbesondere bei kleinen Projekten oder niedrigen Stückzahlen.
  3. Reparatur/Austausch: Fehlfunktion einzelner Komponenten kann den Austausch des gesamten Chips erfordern.

Einplatinencomputer

Vorteile:

  1. Hohe Rechenleistung: Einplatinencomputer wie der Raspberry Pi bieten deutlich mehr Rechenleistung und Speicher.
  2. Vielseitigkeit: Sie können eine Vielzahl von Betriebssystemen ausführen und sind für komplexe Anwendungen geeignet.
  3. Erweiterbarkeit: Einplatinencomputer bieten zahlreiche Schnittstellen und Peripheriegeräte, was sie sehr flexibel macht.

Nachteile:

  1. Höherer Stromverbrauch: Sie verbrauchen mehr Strom als Microcontroller, was sie weniger geeignet für batteriebetriebene Anwendungen macht.
  2. Kosten: Einplatinencomputer sind in der Regel teurer als Microcontroller.
  3. Komplexität: Die Einrichtung und Programmierung kann komplexer sein, was eine steilere Lernkurve bedeutet.

Für Mikrocontroller häufig verwendete Programmiersprachen

❓❗💬 Erklären Sie, welche Eigenschaften, Vor-/Nachteile und Einsatzzwecke die verschiedenen Programmiersprachen haben.

Arduino

Programmer und IDEs für Arduino

pio device list

git clone https://github.com/platformio/platform-espressif8266  ## oder platform-espressif32
cd platform-*/examples/arduino-wifiscan
pio run --target upload -e nodemcuv2  ## für esp8266mod-12-F
pio run --target upload -e esp-wrover-kit  ## für esp-WROOM-32

pio device monitor -b 115200

platformio.ini für die ESPs der Schule

💡 Simulator