Arduino-Board zielt auf industrielles IoT ab

Zum Preis von 99,99 US-Dollar für seine Elite-Version wurde der neue Arduino Portenta H7 auf der CES angekündigt. Das neue Board ist die erste Lösung einer Reihe für das industrielle IoT. Herzstück ist der Mikrocontroller STM32H747 von STMicroelectronics mit einem Dual-Core Cortex-M7 und Cortex-M4 auf dem Chip, die mit 480 MHz bzw. 240 MHz und einem Temperaturbereich von –40°C bis 85°C arbeiten.

Laurent Hanus, Ecosystem Marketing Manager bei STMicroelectronics, sagte, dass Arduino Portenta H7 die außergewöhnliche Leistung des STM32H747 widerspiegelt und auch die Benutzerfreundlichkeit der neuen Plattform für Cloud-Anwendungen bietet.

Arduino Uno kam 2005 auf den Markt. Die Technologie schlechthin in Italien ist zu einer der Säulen der Maker-Bewegung geworden. Vieles hat sich in den letzten Jahren verändert. Der Zusammenbruch der Hardwarepreise und das Aufkommen von Boards, die MicroPython und JavaScript ausführen, haben das Ökosystem offener Hardware grundlegend verändert. Der von Arduino Uno geerbte Formfaktor ist immer noch vorhanden und wird sicherlich in den Köpfen der Entwickler bleiben, aber die neueren Arduino-Boards verwenden den moderneren MKR-Formfaktor.

Die Arduino MKR-Familie wurde für Ingenieure und Hersteller geboren, um eine extrem schnelle Markteinführung für den industriellen Markt zu bieten. Was die MKR-Boards von den anderen der Arduino-Familie unterscheidet, ist neben dem Familienformfaktor von 67,64 × 25 mm die integrierte Konnektivität und das Potenzial für jedes Projekt rund um das Internet der Dinge.

Der grundlegende Schritt in Richtung Veränderung begann mit der Maker Faire in Rom, wo dies mit der Arduino Pro-Entwicklungsumgebung geschah, die der Arduino IDE einen deutlichen Schritt voraus war. Trotzdem hat das Arduino-Team in Altium Designer auch eine Reihe von Symbolen zur Verfügung gestellt, um die Zeit zwischen Prototyping und Produktion zu verkürzen.

Das Modul kann Arduino-Code nativ ausführen und kann die Ausführung von Arduino-Code auf dem Open-Source-Betriebssystem IoT Arm Mbed unterstützen, um Funktionen der Enterprise-Klasse bereitzustellen und gleichzeitig die vertraute Arduino-Entwicklungsumgebung beizubehalten. Darüber hinaus kann es Python- und JavaScript-Code ausführen, wodurch es für eine breitere Palette von Entwicklern zugänglicher wird.

Portenta H7 verfügt über stromsparende Kerne, die Videos von einer Kamera verarbeiten und über den USB-C-Anschluss mit DisplayPort anzeigen können. Es hat auch die Fähigkeit, über den M4-Cortex Systemaufgaben wie die Sensorerfassung und das Energiemanagement durchzuführen. In seiner vollständigen Konfiguration bietet Portenta H7 32 MByte SDRAM zusätzlich zu 1 MByte Prozessor, 128 MByte Flash zusätzlich zu 2 MByte Prozessor und Ethernet, Highspeed-USB, Wi-Fi und Bluetooth 5.0 (Abbildung 1 ).

Das Funkmodul kann die Protokolle gleichzeitig verwalten. Die Wi-Fi-Schnittstelle kann als Access Point verwendet werden und Bluetooth unterstützt Bluetooth Classic und BLE. Der MKR-Formfaktor gewährleistet die Skalierbarkeit für eine Vielzahl von Anwendungen, indem lediglich das Portenta-Board auf das für Ihre Anforderungen geeignete Board aktualisiert wird.

Abbildung 1:Arduino Portenta (Quelle:Arduino)

„Portenta H7 ist die perfekte Ergänzung für Crossover-Anwendungen, bei denen eine beträchtliche Rechenleistung erforderlich ist, aber die Leistungsbeschränkungen sehr eng sind“, sagte Fabio Violante, CEO von Arduino. „Zu den Anwendungen gehören maschinelles Lernen/KI, Motorsteuerung, IoT-Gateways, Edge Computing, Mensch-Maschine-Schnittstellen und mehr.“

Das Modul ist direkt kompatibel mit den meisten Arduino-Bibliotheken und kann TensorFlow Lite, JavaScript, MicroPython, Mbed OS und natürlich Arduino ausführen. Dies bedeutet, dass die Lösung Echtzeitaufgaben ausführen kann, ohne dass Echtzeitbetriebssysteme ausgeführt werden müssen. Cortex M7 hat mehr Rechenleistung als die meisten Linux-basierten Prozessoren, verbraucht aber noch weniger als einige andere Mikrocontroller. Gleichzeitig kann der M4-Core verwendet werden, um den Stromverbrauch weiter zu reduzieren und zusätzliche Aufgaben ohne die Komplexität von Multitasking auszuführen.

„Die Skalierbarkeit des Boards ermöglicht bei Anwendungen mit hohem Volumen eine maßgeschneiderte Kosten-Funktions-Balance und bietet eine Lösung für jeden Bedarf“, so Fabio. „Zuletzt werden all diese Funktionen durch die bekannte Arduino-Einfachheit verfügbar sein.“

Die neue Portenta-Familie wurde entwickelt, um eine skalierbare Verarbeitung mit komplexen Technologien bei gleichzeitig geringem Platzbedarf zu bieten. Die hohe Anzahl von Pins ermöglicht eine Reduzierung der Größe der endgültigen Anwendung bei gleichzeitig guter Robustheit und Signalintegrität.