Perspektiven zur Entwicklung von Arduino

Anmerkung des Herausgebers:Die Arduino-Plattform hat an Bedeutung für den Bau von schnellen Prototypen gewonnen, die das Basisboard mit seiner umfangreichen Ergänzung von Add-On-Shields und Support-Ökosystemen kombinieren. In diesem Interview mit unserer Schwesterpublikation EE Times Europe bietet Arduino-CEO Fabio Violante seine Perspektive auf Arduino und verwandte Branchentrends.

Arduino ist eine Open-Source-Elektronikplattform, die auf einem vereinfachten Hardware- und Software-Managementsystem basiert. Arduino ist wahrscheinlich die bekannteste italienische Marke in der digitalen Welt und ist zu einer Ikone für seine bahnbrechenden Open-Source-Boards geworden.

Mit Arduino ist es in kürzester Zeit möglich, Geräte zu entwickeln, die neben klassischen elektronischen Komponenten auch Sensoren, Servomechanismen und Kommunikationsgeräte integrieren. Arduino überwindet daher die Eintrittsbarrieren, die die Welt der Elektronik mit der Informationstechnologie erlebt hat, und eröffnet der Welt moderner Hersteller, die gerne zu wirtschaftlich vorteilhaften Preisen experimentieren und Prototypen elektronischer Geräte erstellen, ein Universum von Möglichkeiten.

Arduino Uno kam 2005 auf den Markt. Die Technologie par excellence in Italien hat sich zu einer der tragenden Säulen der Maker-Bewegung entwickelt. Viele Dinge haben sich in den letzten Jahren geändert, und der beste Weg, Arduino besser kennenzulernen, besteht darin, seinen CEO Fabio Violante zu interviewen.

EE Times Europe:Ich bin mit Arduino aufgewachsen. Ich sah es zum Leben erwachen, erwachsen werden, viel erwachsen werden. Ich sah das Aufkommen von Startups mit Arduino als Grundelement ihrer Prototypen. Und jetzt hat es eine riesige Community, möglicherweise die größte. Was will Arduino erreichen?

Fabio Violante :Es ist immer schön zu hören, dass die Leute mit Arduino aufgewachsen sind, und wir freuen uns, dass unsere Produkte weiterhin weit verbreitet als Prototyping-Plattform für Start-ups eingesetzt werden, die selbst erfolgreiche Unternehmen werden. Arduino hat jetzt über 30 Millionen aktive Community-Mitglieder, von denen viele nach der Einfachheit suchen, die Arduino auf dem Hardwaremarkt so beliebt gemacht hat, um sie in IoT-Anwendungen zu übertragen – im Wesentlichen den Prozess zum Entwerfen vernetzter Geräte im IoT zu vereinfachen. Daher konzentrieren wir uns sehr auf die Arduino IoT Cloud, um die Entwicklung von Low-Code-Anwendungen, d. h. im echten Arduino-Stil, zu ermöglichen, damit Benutzer ihre Anwendungen schnell und einfach entwickeln können. Zum Beispiel haben wir kürzlich eine verbesserte Unterstützung für LoRaWan in unserer Cloud angekündigt – dies ist ein Quantensprung im Vergleich zu bestehenden Lösungen, bei denen der Großteil der Arbeit zur Umwandlung von Sensordaten in Pakete manuell von Entwicklern durchgeführt wird.

Der neueste Arduino Portenta soll dem Industriemarkt einen größeren Schub geben. Die sogenannten „Industrial Maker“ werden geboren. Welche Vorteile bietet dieses Board dem industriellen Markt und was sind die Hauptanwendungen? Was könnten die Designherausforderungen sein?

Sehr oft benötigen „industrielle Hersteller“ industrietaugliche Komponenten:Qualität, Produktlebensdauer und industrieller Temperaturbereich stehen im Vordergrund. Aus diesem Grund haben wir die Portenta-Familie so konzipiert, dass sie diesen Kriterien entspricht. Mit Hilfe ausgewählter Partner wie STMicroelectronics konnten wir für die Portenta H7 nicht nur ein zuverlässiges Produkt, sondern auch das leistungsstärkste Dual-Core-Mikrocontroller-basierte Modul mit geringem Stromverbrauch auf dem Markt entwickeln. Darüber hinaus möchten wir durch die Standardisierung auf zwei High-Density-Steckverbinder (am unteren Rand des Moduls) Partnern, Designfirmen und dem Ökosystem eine große Chance zur Entwicklung einer Reihe vertikaler Anwendungen mit unseren Modulen als „Gehirn“ eröffnen “ in ihren Geräten. Mehr Rechenleistung am Edge bedeutet anspruchsvollere Anwendungen, einschließlich Signalverarbeitung, maschinelles Lernen für vorausschauende Wartung und einfache Bildverarbeitungsaufgaben usw.

Wir haben viele MCU-basierte Boards. FPGA-basiertes Arduino könnte mit MKR Vidor 4000 ein neuer Weg sein. Gibt es einen bestimmten Grund, einen Mikrocontroller anstelle eines FPGA als Kern des Boards zu wählen?

Historisch gesehen wurde Arduino um Mikrocontroller herum gebaut – wir leben und atmen sie, aber wie Sie betont haben, sind FPGAs eine sehr vielversprechende Technologie, die in unserer Community aufgrund der Komplexität sowohl in der Entwicklung als auch in der Montage wahrscheinlich nie zum Mainstream wurde.

Unser Ziel mit dem Vidor war zweierlei:ein zugängliches Multi-Core-Board zu bauen, auf dem das FPGA als „unendlich flexibles Peripheriegerät“ angesehen werden kann, und, was noch wichtiger ist, ein Werkzeug zu bauen, das die Verwendung von FPGAs durch weniger erfahrene Ingenieure und Hersteller vereinfacht.

Die Entwicklung des Tools dauerte leider länger als geplant, da mehrere Prototyping-Iterationen erforderlich waren, um die Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten. Wir sind zuversichtlich, dass wir die Usability-Herausforderung fast gelöst haben und werden das Tool noch in diesem Jahr veröffentlichen, zunächst als Beta, gefolgt von der allgemeinen Verfügbarkeit, wenn unsere Benutzer bestätigen, dass wir es „geknackt“ haben.

Abbildung 1:Arduino MKR Vidor 4000

Abbildung 2:Arduino Portenta

Wie sind Sie auf das spezielle Arduino-Shield gekommen? Seine Form könnte durch den MKR ersetzt werden.

Die Antwort ist ganz einfach:Wir haben die Anschlüsse aus Versehen verlegt, und dies machte es den Leuten unmöglich, das Board einfach auf Steckbrettern zu verwenden, aber wir hatten bereits eine große Charge von Boards hergestellt. Noch wichtiger ist jedoch, dass ich hervorheben möchte, dass das Ziel des Arduino UNO-Boards darin bestand, so wenig Teile wie nötig zu verwenden, um etwas Nützliches zu machen, im Gegensatz zu den damaligen Entwicklungsboards, die dazu neigten, groß, teuer und voller Teile und sehr kompliziert. Um das Board erweiterbar zu machen, kamen wir auf diese Idee von stapelbaren Modulen, die auch für Anfänger leicht zu stecken sind. Die Kombination von Arduino + Shield ermöglichte es vielen Leuten, relativ schnell Anwendungen zu erstellen. Dadurch entstand ein Ökosystem von Hunderten von Herstellern. Der Name "Shield" wurde scherzhaft von David Cuartielles erfunden, ausgehend von der Tatsache, dass Arduino im Jahr 1000 der erste König von Italien war, also würden diese Module die Schilde des Königs sein.

Als die Anzahl der Uno-Pins zu einem limitierenden Faktor wurde, haben wir einen zusätzlichen Anschluss im Due/Mega-Formfaktor eingeführt, und das ist immer noch eine sehr weit verbreitete Lösung. Da Größenbeschränkungen zu einem wichtigen Aspekt wurden, fragten viele unserer Benutzer nach einem kleineren Formfaktor. Wir haben die MKR-Familie herausgebracht, die kompakter ist und das Konzept der integrierten Kommunikationsmodule einführt.

Mit dem Portenta-Formfaktor entwickeln wir uns vom MKR weiter, indem wir zwei High-Density-Anschlüsse hinzufügen. Diese erleichtern den Einsatz in industriellen Anwendungen, bei denen die Platine als Modul verwendet werden muss, indem sie bis zu 160 Pins hosten, um dem Benutzer eine Vielzahl von Schnittstellen zu ermöglichen.

Was sind die Programme für Arduino IDE?

Während wir uns der Pflege und Verbesserung der traditionellen Java Arduino IDE verschrieben haben, haben wir vor kurzem mit der Entwicklung einer fortschrittlicheren Umgebung namens Arduino Pro IDE begonnen. Viele Benutzer haben im Laufe der Jahre ihren Wunsch nach erweiterten Bearbeitungsfunktionen wie der automatischen Vervollständigung von Code und Debugging-Funktionen zum Ausdruck gebracht. Die neue Pro-IDE ist jetzt verfügbar und kann von der Website arduino.cc heruntergeladen und Alpha getestet werden.

Wir haben uns das Feedback der Benutzer angehört und ein CLI-Tool erstellt, das alle „Backend“-Funktionen der Arduino-IDE implementiert, sodass die Benutzer jeden beliebigen Editor verwenden können, während sie mühelos dieselben ausführbaren Dateien wie die offizielle IDE generieren.

Es gibt auch eine Online-Version der IDE (create.arduino.cc) für Leute, die gerne in der Cloud entwickeln. Es hat sich bereits mit mehr als 1,3 Millionen Nutzern als sehr beliebt und erfolgreich erwiesen.