Einplatinencomputer - effiziente Form mit optimalem Preis-Leistungsverhältnis
Was sind Einplatinencomputer? Und für welchen Zweck sind sie geeignet? Alle Antworten findest du hier!
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Einplatinencomputer: Was ist das?
Wer im IT Bereich ein optimales Preis-Leistungsverhältnis sucht, wird hier fündig. Der Einplatinencomputer vereint alle wichtigen und zum Betrieb des Systems erforderlichen Komponenten in einer Leiterplatte. Der sog. Single Board Computer (SBC) enthält Caches, Chipsätze, den Microprozessor sowie einen Arbeitsspeicher, wobei jede Art von Erweiterung mithilfe von Aufsteckmodulen konfiguriert werden kann. Grafikdarstellungen, die gesamte Kommunikationssteuerung als auch die peripheren Funktionen für die Ein- und Ausgabe können auf diese Konstruktionsweise im modularen System hinzugefügt werden. Bei diesem Semicustom-Prinzip handelt es sich nicht nur um eine effiziente Form von Computer-Architektur – es ermöglicht Entwicklern gleichzeitig sehr punktuell auf die Bedürfnisse ihrer Kunden einzugehen. Als bekanntester Vertreter dieses Konzeptes gilt Raspberry Pi, doch die Konkurrenz schläft längst nicht mehr.
Was zeichnet den Single Board Computer aus?
Die Mini Rechner Plattform für kreative Köpfe hält jede Menge Individualität für die Zusammenstellung bereit. Er ersetzt mit Sicherheit keinen Vier-Wege-Server in einem Rechenzentrum, doch das will niemand mit seinem Einsatz erreichen. Der SBC brilliert immer dann, wenn zuverlässige und kleine Systeme implementiert und getestet werden sollen. Daher ist diese Art von PC ein idealer Behelfsserver zum „Hochladen“ eines Systems. Ob leistungsintensive Flugsysteme oder verlässlicher kleiner Home-Server: sein Einsatz erleichtert in jedem Fall das Anschließen handelsüblicher Peripherie. So ist der als technische Basis zu verstehen, der standardmäßig als Programmierungsplattform eingesetzt wird oder von unterschiedlichen Anwendungen wie Webservern, VPN-Servern oder privaten Clouds genutzt werden kann.
Der technische Aufbau des Einplatinencomputers
Der Computer besteht aus dem eigentlichen Prozessor, dem Taktgenerator, der Reset-Logik, einem ROM-Festspeicher und Ein- und Ausbaugruppen. Dieser Aufbau erlaubt es schon kleinere Ablaufsteuerungen zu verwirklichen. Schwierigere Aufgaben verlangen weitere Komponenten. Es ist vor allem an RAM-Speicher, zur Ablage der Zwischenergebnisse und Unterprogramme zu denken, sowie an EEPROM- und Flash-Speicher, für die variablen Parameter, die auch nach einem Stromausfall noch arbeiten müssen.
Oft haben Einplatinencomputer auch Überwachungsschaltungen, die den Rechner bei Fehlern im Programm oder einem Stromproblem in den vorbestimmten Ausgangszustand zurücksetzen. Spezielle Schaltungen wie Analog-Digital-Wandler, Zählerbausteine, Kommunikationsschnittstellen und weitere spezielle Hardware erlauben die Anpassung des Computers an die jeweilige Anwendung.
Für welche Einsatzzwecke sind Einplatinencomputer geeignet?
Die Anwendungsgebiete eines Single Board Computers sind ausgesprochen vielfältig und finden in praktisch allen Segmenten ihre Abnehmer. Während PC-Einsteiger meist heimische Projekte realisieren möchten, gehen Media-Center-Unternehmen ihren Weg bis hin zur eigenen Cloud. Fortgeschrittene User tendieren eher zu individuellen Lösungen und wollen diese möglichst effizient umsetzen. Häufig dient der Raspberry Pi als Grundlage für komplexe Steuerungsaufgaben und lässt sich in praktisch jede Richtung modifizieren. So können im Smart Home Bereich ein winziges Sendemodul sowie im Haus verteilte Funksteckdosen ausreichen, um mit dem Smartphone die Heizung, Alarmanlage, Jalousien und Beleuchtung zu kontrollieren.
Sehr beliebt sind SBCs deshalb bei der Installation von:
- Überwachungskameras
- Datei-Servern
- Clouds
- Media-Center
- Datenbanksystemen
- Heimautomatisierung
- Entwicklungsumgebungen
- Sensoren für Luftfeuchte, Temperatur, Helligkeit und so weiter.
Für wen sind Single Board Computer geeignet?
Bastler, Techniker, Kleinunternehmer oder Nerds – die Liste von Nutzern und deren Einplatinencomputer Projekte lässt sich beliebig fortsetzen. Wer sich Zuhause einen kostengünstigen Allrounder zulegen möchte, ist mit diesem Gerät optimal ausgestattet. Dabei sind die unterschiedlichen Modelle nach dem individuellen Anforderungsprofil konzipiert. Vom Leistungsmonster mit extrem hohem Arbeitsspeicher, einem Top-Gerät optimiert für Medien-Center, der Internet-Spezialist, ein Mini-Server für Parallel Computing bis zu Geräten mit USB und Kameraanschlüssen – nicht alle Ausführungen haben alles. Doch je spezifischer der Leistungsanspruch, desto maßgeschneiderter der zukünftige SBC. Kostet er viel, dann dürfen die Erwartungshaltungen zu Recht hoch ausfallen.
Der Raspberry Pi im Fokus
Beim Raspberry Pi handelt es sich um den bekanntesten Vertreter dieses PC-Typs. Ursprünglich als bezahlbarer Lerncomputer entwickelt, steht er bis heute für Hardware, die zu Bestpreisen angeboten wird. Er ist sowohl für Entwickler als auch für Hobbybastler einfach unverzichtbar, da er das Experimentieren besonders leicht gestaltet. Der Hype rund um diesen Einplatinen Desktop PC ist eigentlich so groß, dass sich mittlerweile eine große Community entwickelt hat, in der man bei jeder Konfigurationsherausforderung zuverlässige Unterstützung finden kann. Das neuste Modell hier ist der Raspberry Pi 3, aber weitere spannende Produkte sind natürlich auch noch zu erwarten.
Was soll ich beim Kauf beachten?
Wie bei herkömmlichen Computern auch, sollte beim Kauf auf genügend Arbeitsspeicher (RAM) und ausreichende Rechenleistung des Boards geachtet werden. Damit ein aufwendiger Tausch der Hardware vermieden wird, schadet es nicht schon vorher eventuelle Funktionserweiterungen einzuplanen. Die meisten Single Board Computer haben Linux vorinstalliert und unterstützen dessen Distributionen. Für spätere Audiozwecke lohnt sich ein genauer Blick, sofern eine Bluetooth-Funktion benötigt wird.
Die gängigsten Schnittstellen für das Display sind LVDS, MIPI-DSI und HDMI. Sobald eine Kamera angeschlossen werden soll, muss auch hierfür der richtige Anschluss vorhanden sein. Die Platine ist mit grundsätzlich mit allen Bauteilen und Schnittstellen bestückt, die in „normalen“ PCs zu finden sind. Dazu zählen Taktgeber, SD-Kartenslot, Prozessor, Audioausgabe, WLAN bzw. Ethernet, Grafikprozessor inklusive Grafikausgabe, USB sowie eine GPIO Schnittstelle on Board. Je spezifischer die Bedürfnisse, desto individueller kann die Zusammenstellung ausfallen.