Das Angebot an Mikrocontrollern ist groß. Einige Modelle sind in bestimmten Disziplinen sehr gut, aber keine Gerätebaureihe ist in allen Bereichen führend. Daher sollten Sie bei Ihrer Entscheidung für einen Mikrocontroller zuerst die folgenden Fragen klären. Damit können Sie das für Sie und Ihre Einsatzzwecke am besten geeignete System finden.
Wie wichtig ist Ihnen eine hohe Systemleistung des Mikrocontrollers?
Geräte, die auf aktuellen 32-Bit-Mikroprozessoren basieren, sind meist schneller als ältere Modelle, die intern noch mit 8 Bit arbeiten. Achten Sie beim Blick auf das Datenblatt neben der Datenbus-Breite aber auch auf weitere Leistungsdaten wie die interne Taktrate und die Größe und Art des verbauten Speichers.
Mit dem Wandel zur Industrie 4.0 steigt der Bedarf an Hochleistungs-Mikrocontrollern, die wie moderne SoC über Mehrkernprozessoren verfügen und mit hohen Taktraten arbeiten. Hier setzt beispielsweise Texas Instruments mit Sitara AM2x an oder STMicroelectronics mit Teilen seiner STM32-Familie. Suchen Sie ein preisgünstiges System, mit dem Sie sehr leicht Prototypen bauen können?
Für Mikrokontroller wie den Arduino oder die ESP32-/ESP8266-Reihe gibt es im Handel preisgünstige, vorkonfektionierte Zubehörmodule, speziell für Mikocontroller-Anfänger, die die Programmierung erlernen möchten. Das Angebot reicht von Sensoren und Aktoren über Schalt-Relais bis hin zu Kommunikationsmodulen mit GSM, WLAN, NFC oder Bluetooth. Damit können Sie sehr schnell eigene Prototypen im Baukastensystem erstellen. Auch Bauanleitungen und Programme für diese Systeme finden Sie in großer Zahl im Netz.
Benötigen Sie Mikrocontroller für Systeme ohne externe Spannungsversorgung?
Benötigen Sie Mikrocontroller für batteriegespeiste Systeme? Größere Rechenleistung geht in der Regel auch mit höherem Energieverbrauch einher. 16-Bit-Systeme arbeiten schneller als 8-Bit-Systeme, konsumieren aber auch mehr Energie.
Daher können Sie durch die Wahl stromsparender Modelle die Intervalle zwischen Batteriewechseln deutlich verlängern. Bedenken Sie auch, dass die Datenübertragung per WLAN oder Mobilfunk mehr Strom benötigt als der Datenaustausch per Bluetooth oder NFC.
Welche Sicherheitsstandards sollte die Technik erfüllen?
Nicht alle Mikrocontroller sind gegen Malware und Angriffe über das Netz gleichermaßen gut geschützt. Wollen Sie Geräte in Ihr Firmennetz einbinden, sollten Sie die Technik daher auch unter dem Sicherheitsaspekt auswählen, um keine Einfallstore für Schadsoftware zu öffnen. Vergleichen Sie die Sicherheitsfunktionen der jeweiligen Hardware.
Wie robust soll die Technik sein?
Produktionssysteme stellen hohe Anforderungen an Langlebigkeit und Ausfallsicherheit. Einige im Handel verfügbare Komponenten sind eher für den Bau von Prototypen oder für den Heimanwenderbereich gedacht. Bei der Robustheit ihrer Steckverbindungen oder bei der Wärmeabfuhr im Dauerbetrieb zeigen sie hingegen Schwächen. Achten Sie daher auch auf die Qualität der verbauten Komponenten.
Viele Hersteller haben deshalb eigene Mikrocontroller-Baureihen für den industriellen Einsatz im Programm, beispielsweise Infineon mit seiner XMC-Familie oder Toshiba mit seinen Serien TXZxA+ und TXZxE+ speziell für die Maschinensteuerung.
Wie sieht die Ersatzteilversorgung aus?
Manche Hersteller fertigen ihre Mikrocontroller-Baureihen mit leichten Modifikationen seit über 40 Jahren, beispielsweise die Motorola mit den 68H-Abkömmlingen oder Intel mit seiner MCS-51-Familie. Auch Microchip AVR, ESP32/ESP8266 und PICmicro sind inzwischen weit verbreitet. Hier werden Sie voraussichtlich noch lange Support und Ersatzteile erhalten. Andere Mikrocontroller-Baureihen haben nur eine kurze Lebenszeit und werden nur in kleinen Stückzahlen gefertigt. Auch dies sollten Sie bei Ihrer Entscheidung berücksichtigen.
Wie gut sind die einzelnen Mikrocontroller für das Internet of Things geeignet?
Über entsprechende Peripherie-Bausteine können Sie heute alle verfügbaren Mikrocontroller via WLAN, GSM oder Narrowband IoT mit dem Internet of Things verbinden. Einige Baureihen bringen die entsprechende Technik bereits auf dem eigenen Chip mit. Das reduziert den Programmieraufwand und hilft Ihnen, Ihre Baugruppen klein und schlank zu halten.