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May 26, 2023

Was sind derzeit die besten Mikrocontroller auf dem Markt?

Industrie 4.0-Initiativen nehmen zu, daher müssen sich Hersteller auf Neues einlassen

Industrie 4.0-Initiativen nehmen zu, daher müssen Hersteller neue Technologien nutzen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Während eine ständig wachsende Auswahl an Standardlösungen zur Verfügung steht, um Ihre Anforderungen zu erfüllen, ist es manchmal besser, eigene Systeme zu entwickeln. Dazu müssen Sie die besten Mikrocontroller für den Antrieb Ihrer Elektronik finden.

Mikrocontroller (MCUs) sind im Wesentlichen kleine Computer, auf denen ein einzelnes Programm ausgeführt wird. Diese Komponenten sind das Gehirn der Geräte, in denen sie untergebracht sind, und haben erheblichen Einfluss auf die Gesamtleistung, die Kosten, die Größe und den Stromverbrauch Ihrer Elektronik. Angesichts dieses Gewichts ist die Auswahl des richtigen Gewichts ein entscheidender Faktor.

Hier sind acht der besten Mikrocontroller auf dem Markt, die Ihnen bei der Entwicklung der bestmöglichen Industrie 4.0-Geräte helfen sollen.

Die STM32-MCU-Familie umfasst einige der beliebtesten 32-Bit-Mikrocontroller, die heute erhältlich sind. Diese Komponenten von STMicro – dem drittgrößten MCU-Hersteller der Welt – verfügen über bis zu sieben Kerne in ihrer CPU und Tausende Kilobyte (KB) im Flash-Speicher. Dies macht ihre Angebote der oberen Preisklasse zu den leistungsstärksten auf dem Markt.

STM32-MCUs gibt es in einer breiten Palette an Leistung, Größe und Funktionalität, mit einem ähnlichen Spektrum an unterstützter Hardware und Debugging-Software. Diese Vielfalt und Unterstützung machen sie relativ einfach anzupassen und zu programmieren, sodass Sie dieselben MCU-Typen in mehreren Geräten verwenden können.

Die PIC32-Produktlinie von Microchip ist eine beliebte Alternative zur STM32-Familie. Es handelt sich um eine äußerst vielseitige Serie, die Unterstützung für serielle Kommunikation, programmierbaren Speicher, Motorsteuerungen und mehr bietet. Obwohl seine Entwicklungstools möglicherweise teurer sind als die von STMicro, ist es durch die Unterstützung von Open-Source-Tools und Tools von Drittanbietern dennoch zugänglich.

Die PIC32-Familie kann mit bis zu 2.048 KB Flash-Speicher und 640 KB SRAM ausgestattet sein und bietet so eine außergewöhnliche Leistung. Es umfasst außerdem einige Ultra-Low-Power-Optionen und Unterstützung für Touchscreen-Komponenten.

Microchip stellt mit dem ATmega328PB einen weiteren der besten Mikrocontroller der Gegenwart her. Im Gegensatz zum PIC32 und STM32 handelt es sich hierbei um einen 8-Bit-MCU, wodurch er weniger leistungsstark, aber kleiner und energieeffizienter ist. Diese Kombination aus geringem Stromverbrauch und kompaktem Formfaktor macht es zur idealen Wahl für kleinere Einzweckanwendungen.

Der ATmega328PB bietet 32 ​​KB Flash-Speicher, 4 KB RAM und einen Betrieb mit nur 2,7 Volt. Da es sich um die 8-Bit-MCU der Wahl für Arduino, einen der beliebtesten Open-Source-Hardwareanbieter, handelt, bietet es auch eine breite Unterstützung.

Der ESP32 von Espressif ist möglicherweise die beste MCU für Ihre Industriegeräte, wenn Sie etwas mit mehr Funktionen benötigen. Hierbei handelt es sich um einen 32-Bit-Mikrocontroller wie PIC32 und STM32, der sich jedoch durch die Unterstützung drahtloser Kommunikationsprotokolle von anderen unterscheidet, was ihn ideal für IoT-Geräte (Internet of Things) macht.

Der ESP32 unterstützt Bluetooth und Wi-Fi, zwei der heute beliebtesten IoT-Konnektivitätsoptionen für Hersteller. Es verfügt außerdem über Sicherheitsfunktionen wie Hardwarebeschleunigung und Flash-Verschlüsselung. Diese integrierten Sicherheitstools sind schwer zu ignorieren, da IoT-Angriffe gegen Hersteller zunehmen.

Der Platz in Fabriken ist oft begrenzt, daher ist es wichtig, beim Entwurf von Industrie 4.0-Systemen die physische Größe im Auge zu behalten. Der winzige Formfaktor des treffend benannten ATtiny85 trägt dazu bei, dieses Ziel zu erreichen. Der ATtiny85 ist nur wenige Millimeter lang, bietet aber dennoch sechs I/O-Pins und ist damit einer der vielseitigsten und praktischsten Chips seiner Größe.

Für eine so kleine Größe müssen Sie etwas Leistung opfern. Der ATtiny85 verfügt nur über 8 KB Flash-Speicher und 512 Byte RAM. Für viele stromsparende, einfache Anwendungen ist das jedoch ausreichend und daher eine Überlegung wert.

Bisher waren alle Mikrocontroller auf dieser Liste 32-Bit- oder 8-Bit-Chips, aber manchmal braucht man etwas dazwischen. Der 16-Bit-MSP430 von Texas Instruments ist eine der besten verfügbaren Optionen in diesem Bereich.

Die MCUs der MSP430-Serie bieten über 256 KB Speicher und 80 Pins. Einige Iterationen unterstützen auch gleichzeitige Messungen verschiedener Eingaben und Berührungserkennung, was diese Mikrocontroller äußerst vielseitig macht. Die MSP430-Familie ist außerdem relativ erschwinglich und daher eine ausgezeichnete Wahl für die Entwicklung einer größeren Auswahl an Industrie 4.0-Geräten.

Die einfache Implementierung ist ein weiterer wichtiger Faktor, den Sie bei der Suche nach den besten Mikrocontrollern für Ihre Geräte berücksichtigen sollten. MCUs lesen jeweils nur eine Zeile Code und sind daher im Allgemeinen einfach zu programmieren. Sie können jedoch dennoch komplex sein, wenn Sie wenig Erfahrung mit der Programmierung haben. Der Arduino Uno Rev3 ist einen Blick wert, wenn Sie in diese Kategorie fallen.

Der Uno Rev3 baut auf dem Atmega328PB auf, wird jedoch mit der Software und den Entwicklungstools von Arduino sowie mehreren zusätzlichen Hardwarekomponenten geliefert. Dies macht es zu einem der vielseitigsten und benutzerfreundlichsten Boards auf dem Markt.

Der Mbed LPC1768 ist möglicherweise der beste Mikrocontroller für Sie, wenn Sie etwas Zugängliches, aber etwas Komplexeres als den Uno Rev3 wollen. Dieser Chip basiert auf der NXP LPC1768 MCU mit zusätzlichen Entwicklungstools und Unterstützung.

Der LPC1768 unterstützt USB- und Ethernet-Anwendungen und bietet 512 KB Flash-Speicher, was ihn zu einem leistungsstärkeren System als der Rev3 macht. Eine breite Palette an Unterstützung trägt dazu bei, dass es trotz dieser höheren Funktionalität zugänglich und einfach zu programmieren ist.

Es ist wichtig zu erkennen, dass das Kennenlernen der besten Mikrocontroller auf dem Markt nur der erste Schritt auf dem Weg zur idealen Lösung ist. Jede dieser MCUs hat einzigartige Stärken und Schwächen, daher gibt es keine allgemeingültige Antwort darauf, welche für jede Anwendung geeignet ist.

Ein Mangel an IT-Talenten und -Ressourcen ist eines der größten Hindernisse für Industrie 4.0, da die meisten Hersteller berichten, dass sie nicht über genügend Personal verfügen, um die digitale Transformation zu bewältigen. Angesichts dieses Mangels sollten Sie Ihre Suche darauf eingrenzen, welche MCUs am einfachsten zu programmieren und zu implementieren sind. Stellen Sie sicher, dass Sie ein bestimmtes Budget erstellen, um Ihre Auswahl finanziell einzugrenzen.

Bevor Sie eine MCU auswählen, skizzieren Sie die Technologien, die Sie entwickeln möchten, um Ihre Ziele für diese Geräte zu entwickeln. Anhand dieser Richtlinien können Sie leichter erkennen, welche Funktionen Sie benötigen und bei welchen Sie Kompromisse eingehen können. Kommunizieren Sie diese Ziele und Einschränkungen mit den MCU-Anbietern, um Ihnen dabei zu helfen, die idealen Komponenten für Sie zu finden.

Mit dem richtigen Mikrocontroller können Sie Industrie 4.0-Technologien entwickeln, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse und Ziele zugeschnitten sind, sodass Sie die digitale Transformation effektiver meistern können. Die Branche wird zunehmend digitalisiert und ist von entscheidender Bedeutung, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Daher ist es wichtig, den Überblick über die besten Mikrocontroller auf dem heutigen Markt zu behalten.