Wer soll die Fassung füllen? Welche Entwicklungsplattform eignet sich für die anstehenden Projekte?
Angeblich führen ja immer mehrere Wege zum Ziel. Manchmal möchte man zeigen, dass etwas geht oder lernen, wie etwas funktioniert. Dann trifft es sich gut, wenn man robustes Material und eine Umgebung verwendet, die Vieles (z.B. Fehler) verzeiht, ohne das Konto zu strapazieren. Wir wollen zum Beispiel Geräte für unseren Laboralltag entwickeln und nutzen. Labore gibt in unterschiedlichster Ausprägung und mit unterschiedlichster Bestimmung. So auch bei uns. Die Nutzung von Geräte und nicht deren Entwicklung ist das Ziel.
Die Entwicklungen sollen
offen,
frei,
für alle nachvollziehbar und vor allem
im Nachbau kosteneffizient sein.
Was wir machen soll nicht nur den Ansprüchen der Industrie 4.0 sondern auch 4.1 und 4.2 gerecht werden und unsere Vorstellungen von Industrie 5.0 voran bringen.
Als technische Basis stehen zur Wahl:
BasicTiger (www.wilke.de)
RaspberryPi (www.raspberrypi.org)
Olinuxino (www.Olimex.com)
Arduino als Due, Mega, Uno (www.arduino.cc)
Tinkerbricks (www.tinkerforge.com)
Breite Unterstützung und Demoprojekte gibt es für die meisten Plattformen, dennoch empfinden wir die Basis der meisten Projekte proprietär oder schlecht zu handeln. Ob Arduino Mega oder RaspberryPi, die verwendeten Prozessoren lassen sich in unseren Händen, mit unseren Mitteln nicht in unseren Vorstellungen von Industrie 4.1 einsetzen. Der Einsatz der Mikrocontroller in Objekte, die miteinander kommunizieren und im Zusammenspiel als Gerät, Industrieanlage oder was auch immer funktionieren, setzt für unseren Anfang voraus, dass die Controller preisgünstig und auf die tatsächlich benötigten Eigenschaften reduzierbar angeboten werden.
Der ATmega32816U2 ist gut handhabbar. Eine offene Basis ist mit einem frei benutzbaren Bootloader gegeben. Der Bootloader passt auch auf kleinere Derivate des Controllers wie den ATtiny45 / ATtiny 85 / ATtiny44 / ATtiny84 (http://highlowtech.org/?p=1695 oder http://www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/?lang=de) wenngleich auch weniger Speicher und zum Teil auch weniger Funktionen möglich sein. Beispiele für die Minimierung sind frei verfügbar. Zumindest 2 Interrupts stehen für zeitkritische Aufgaben zur Verfügung.
Nachteilig ist die Fixierung des Arduino UNO auf heute nicht mehr aktuelle 5V, aber Levelswitcher zur Anpassung der Spannungen und Kommunikation mit 3,3V-Komponenten sind verfügbar.
Der Arduino UNO ist keine eierlegende Wollmilchsau. Zum Glück bieten sich bei Nutzung der identischen Programmierumgebung (IDE) leistungsstärkere und vor allem kommunikationsstärkere Boards an. In unseren Augen ist das Fehlen der Notwendigkeit unterschiedliche Plattformen für einen Strauß von Aufgaben einsetzen zu müssen sogar ein entscheidender (wenn nicht DER Vorteil) gegenüber den konkurrierenden Plattformen.
Über Industrie 4.1 und 4.2 und unsere Erfahrungen damit berichten wir zu gegebener Zeit in anderem Zusammenhang.
Modularisierung, Eigenintelligenz, Kommunikativität und Autarkie, Fehlertoleranz und stringente, unabhängige, mehrfache Erkennung von Fehlfunktionen und deren automatische, interne Korrektur kennzeichnen den Ansatz. Fehler passieren. Fehler bedürfen der unabhängigen Dokumentation. Fehler dürfen den Arbeitsgang nicht unterbrechen. Fehler dürfen nicht bis zum Produkt oder – schlimmer noch – zum Kunden gelangen.
Im Grenzfall muss die Schraube ihr eigenes Versagen erkennen – bevor es stattfindet – und das Blech, das sie hält, muss dies erkennen.
Der ATmega328PU (DIL-28) mit Beinchen ist relativ günstig verfügbar. Damit ist trotz der 5V-Problematik die Wahl klar.
Wir wählen Arduino UNO!