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Mikrocontroller-Kits sind kompakte, programmierbare Rechnersysteme. Der Prozessor und die wichtigsten Bausteine wie Speicher, Zeitgeber, Ein- und Ausgabegeräte befinden sich auf einem Chip. Wie die Kits programmiert werden und für welche Anwendungsbereiche sie sich eignen, erfahren Sie in unserem Ratgeber.

Was sind Mikrocontroller-Kits?

Was sind Mikrocontroller-Kits?

Mikrocontroller-Kits sind vergleichbar mit kleinen Rechnern, die für klar definierte Aufgaben individuell programmiert werden. Ein Mikrocontroller ist ein Halbleiterchip, bei dem Prozessor und Peripheriefunktionen sowie meist der Arbeits- und Programmspeicher teilweise oder komplett auf demselben Chip untergebracht sind. Mithilfe der Kits werden die Mikrocontroller in eine handhabbare technische Umgebung gebracht. Dadurch hat der Anwender die Möglichkeit, relativ autark intelligente Lösungen zu programmieren. Auf diese Weise können spezielle Anforderungen gelöst, aber auch eigene Ideen umgesetzt werden. Mithilfe der Experimentier-Boards kann sich der Nutzer dem Programmieren quasi im Selbstversuch annähern und sich mit dem Internet der Dinge (IoT, Internet of Things) auseinandersetzen.

Die Kits haben teilweise eine eigene Peripherie an Bord oder können mit weiteren Modulen um Funktionalitäten wie LED-, Motor- oder Sensorsteuerungen sowie Analog-Digital-Umsetzern erweitert werden. Für die Einbindung in die jeweilige Umgebung stehen bekannte Schnittstellen, meist USB, zur Verfügung.

Mikrocontroller sind hinsichtlich ihrer Architektur und Leistung auf die jeweiligen Anwendungen angepasst. Um Routineaufgaben effizient abzuarbeiten, können die Controller exakt programmiert werden, so dass festgelegt ist, wann welcher Vorgang zu vollziehen ist.

Wie programmiert man Mikrocontroller-Kits?

Wie programmiert man Mikrocontroller-Kits?

Für die in dieser Kategorie angebotenen Mikrocontroller-Kits gib es integrierte Entwicklungsumgebungen (IDE für „Integrated Development Environment“). Dabei handelt es sich um eine Software mit Benutzeroberfläche, die Mikrocontroller und Prozessoren eines Herstellers unterstützt. So wie beispielsweise das

„Code Composer Studio“ von Texas Instruments, bieten diese IDEs eine ganze Reihe von Tools, mit denen eingebettete Anwendungen entwickelt und auf Fehler überprüft werden können. Die IDE enthält einen optimierenden Compiler (einen „Übersetzer“) für die jeweilige Programmiersprache, meist C/C++, einen Quellcode-Editor, einen Debugger zum Auffinden und Bewerten von Fehlern und viele andere Funktionen. Die Benutzeroberfläche führt in der Regel Schritt für Schritt durch den Ablauf der geplanten Anwendungsentwicklung. Vertraute Werkzeuge und Schnittstellen ermöglichen einen schnellen Einstieg und nachhaltiges Lernen.

Einsatzbereiche von Mikrocontroller-Kits

In Solaranlagen, Hybrid- oder Elektrofahrzeugen punkten Anwendungen, die mit Mikrocontroller-Kits programmiert wurden, mit einem sehr geringen Stromverbrauch, lassen sich in Echtzeit steuern und haben hohe Sicherheitsstandards. Eingebettete Systeme im Auto (ABS, Airbag usw.) funktionieren dank neuer Technologien zuverlässiger, sind energiesparend und gestalten das Fahren sicher und komfortabel. Mit Mikrocontrollern können sich Entwickler, die bestimmte Zertifizierungen erlangen möchten, optimal vorbereiten. Mit Kits programmierte Mikrocontroller verbergen sich in einer Vielzahl von Produkten aus dem privaten und geschäftlichen Bereich, von der Mikrowelle bis hin zum Fernsehgerät. Die sogenannten Embedded-Prozessoren ermöglichen die Interaktion zwischen Benutzer und Gerät.

Einsatzbereiche von Mikrocontroller-Kits

In der Industrie reicht die Bandbreite der Anwendungen von Automatisierungs- und Verbrauchsmessungslösungen über industrielle Motorensteuerung und Mensch-Maschine-Schnittstelle bis hin zur Sensorkontrolle und speicherprogrammierbaren Steuerung.

Auch im medizinischen Bereich sind solche Umgebungen von Nutzen, beispielsweise in portablen Gesundheits- und Überwachungsgeräten sowie Aufzeichnungs- und Erkennungssystemen. Der Trend geht zu immer stärkerer Vernetzung von beispielsweise Blutzuckermessgeräten und Blutdruckmonitoren.

Ein weiterer Bereich ist die intelligente Stromversorgung (Smart Grid). Dazu gehören beispielsweise Stromzähler, Wohnungs- und Gebäudeautomatisierung, Datenübertragung über Energiekabel (Power-Line-Kommunikation) und Stromnetzinfrastruktur.

Welche Mikrocontroller-Kits gibt es bei Conrad?

Unser Shop bietet Ihnen folgende Einteilung nach technischen Gesichtspunkten:

Architektur:

In der Architektur sind die in den Mikroprozessor-Kits verbauten Mikroprozessoren mit ihrer Verarbeitungsbreite in Bit beziehungsweise ihren Markennamen aufgeführt.

Kategorie:

Hier wird unterschieden zwischen:

  • Entwicklungsboard, mit dem eigene Anwendungen programmiert werden, aber auch die Möglichkeit zur Bewertung (Evaluierung) existierender Applikationen besteht.
  • Erweiterungsboard, mit dem die Entwicklungsumgebungen um definierte Steuerungsmöglichkeiten erweitert werden können.
  • Erweiterungsmodule bieten hier die Möglichkeit, Mobilfunk-Konnektivität in die Steuerung Ihrer Umgebung einzubeziehen. Dazu wird das Steckmodul mit einer SIM-Karte GPRS-fähig gemacht.

Tool-Typ:

Ähnlich der „Kategorie“ zur Unterscheidung nach Development- oder Evaluation-Kits beziehungsweise Expansion-Boards.

Einsatzbereiche von Mikrocontroller-Kits

Serie (Embedded Mikrocontroller):

Die in den Kits eingesetzten Mikrocontroller sind für spezifische Anforderungen entwickelt worden.

  • Der Mikrocontroller „Hercules“ zeichnet sich durch in der Hardware integrierte Schutzfunktionen aus, die für eine bessere Controller-Leistung sorgen und dabei den Aufwand an zusätzlich zu übertragenden Daten (Software-Overhead) reduzieren. Diagnose-Funktionen sind eingeschlossen.
  • Mit „Piccolo“ stehen eine benutzerfreundliche Software und Entwicklungstools zur Verfügung, die die Entwicklungszeit verkürzen. Sie sind für digitale Motorsteuerungen und Stromversorgungen, bei erneuerbaren Energien, Beleuchtung und modernen Sensoren in vielen Marktsegmenten einsetzbar.
  • „Launchpad“ ist eine Handelsmarke von Texas Instruments und bietet eine Vielzahl kostengünstiger Entwicklungs-Kits mit skalierbaren Software-Tools.

Die Unterkategorie „Technologie“ unterscheidet wiederum nach der Verarbeitungsbreite von 16 oder 32 Bit des Mikrocontrollers und bietet Boosterpacks an, mit denen die Funktionalität der Entwicklungskits erweitert werden kann. Das sind beispielsweise Funktionen wie drahtlose Konnektivität, kapazitive Berührung, temperaturabhängige Anzeigen.

Hinweise zum Umgang mit Mikrocontroller-Kits

Wenn Sie externe Geräte oder Baugruppen an Ihre Entwicklungsumgebung anschließen, achten Sie auf die maximal zulässigen Strom- und Spannungswerte an den einzelnen Pins. Falschbelegung und Überlastung können das Kit zerstören.

Sie als Anwender tragen die Verantwortung dafür, dass landes-, orts- oder branchentypische Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden, wenn eine entwickelte Anwendung technische Einrichtungen steuert. Wenn dabei Geräte am Niederspannungsnetz betrieben werden, müssen Sie beachten, dass die angeschlossenen Komponenten eine VDE-Zulassung haben. Treffen Sie geeignete Maßnahmen zum Schutz vor gefährlichen Spannungen.

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