{"id":51395,"date":"2023-02-14T06:05:20","date_gmt":"2023-02-14T05:05:20","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/seria-arduino-portenta-przedstawienie-co-to-jest\/"},"modified":"2023-07-14T08:47:28","modified_gmt":"2023-07-14T06:47:28","slug":"arduino-portenta-serie-die-einfuehrung-was-ist-das","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/arduino-portenta-serie-die-einfuehrung-was-ist-das\/","title":{"rendered":"Arduino portenta Serie – die Einf\u00fchrung, was ist das?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 5<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Die Hauptentwickler und Mitentwickler des Arduino-Projekts ruhen sich definitiv nicht auf ihren Lorbeeren aus – lernen Sie das Arduino Portenta Board kennen!<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portenta - die Evolution geht weiter!<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In diesem Artikel stellen wir das Arduino Portenta vor – ein weiteres Entwicklungsboard, das dem Benutzer eine neue Dimension von Designm\u00f6glichkeiten f\u00fcr eingebettete Anwendungen bietet. Wir werden sehen, welche Parameter die Hardware des Boards bietet, wo es eingesetzt werden kann und wie viel es auf dem polnischen Markt kostet.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino - einer der Anf\u00fchrer der Open-Source-Bewegung<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Arduino<\/a>\u00a0ist einer der unbestrittenen Marktf\u00fchrer im Bereich der Hard- und Software, die unter einer Open-Source-Lizenz vertrieben wird, und die wir h\u00e4ufig in IoT<\/b>-Projekten vorfinden. Davon zeugen eine riesige Gemeinschaft von mehreren zehn Millionen Nutzern<\/b> weltweit und Zehntausende von Projekten, die auf kleinen, programmierbaren Elektronikplatinen in Blau und T\u00fcrkis basieren – obwohl es aufgrund der offenen Hard- und Softwarelizenz auch etliche lizenzierte Arduino-Klone mit einer anderen Platinenfarbe gab. Heutzutage findet man den Arduino in mehr oder weniger ausgefeilten Amateurprojekten, aber auch in professionellen Anwendungen wie Messinstrumenten und sogar in der Weltraumforschung der NASA. Lernen wir also die n\u00e4chste Entwicklungsstufe der Arduino-Plattform unter dem Namen Portenta H7<\/b> kennen – ein Board, das sein Deb\u00fct auf der Consumer Electronics Show hatte, die vom 07.01.2020 bis 10.01.2020 in den USA, in der Stadt Las Vegas, Nevada, stattfand.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portenta H7 - allgemeine Eigenschaften des Moduls<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00a0Arduino Portenta H7 ist das erste Modell der\u00a0Portenta<\/a>-Serie, die f\u00fcr anspruchsvolle eingebettete-Systeme in der Industrie, f\u00fcr Anwendungen der\u00a0k\u00fcnstlichen Intelligenz\u00a0<\/a>sowie f\u00fcr die Robotik entwickelt wurde. Bei der Entwicklung dieses Boards wurde der Dual-Core-Mikroprozessor STM32H747 <\/b>verwendet, der parallele Operationen erm\u00f6glicht, wodurch er sich hervorragend f\u00fcr die Verarbeitung von High-Level-Codes in Echtzeitanwendungen eignet. Zum Beispiel k\u00f6nnen wir gleichzeitig Befehle ausf\u00fchren, die in einem in der Arduino-IDE<\/b>-Umgebung erstellten Programm und in einem zweiten in der MicroPython-<\/b>Umgebung erstellten Programm enthalten sind. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen die beiden Kerne, die zwei verschiedene Aufgaben gleichzeitig ausf\u00fchren, miteinander kommunizieren und alle Daten austauschen, die f\u00fcr die komplexesten Prozesse erforderlich sind!<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Das\u00a0Arduino Portenta H7<\/a>-Board unterst\u00fctzt sowohl die Arduino IDE<\/b> als auch Python<\/b> (einschlie\u00dflich MicroPython f\u00fcr eingebettete Systeme) und sogar JavaScript<\/b>-Umgebungen, so dass dieses Modul f\u00fcr ein sehr gro\u00dfe Gruppe von Entwicklern geeignet ist. Der Dual-Core-Mikroprozessor auf dem Portenta H7-Board besteht aus einem Cortex M7<\/b>-Kern, der mit 480 MHz<\/b> getaktet ist, und einem Cortex M4<\/b>-Kern, der mit 240 MHz<\/b> getaktet ist. Die Kommunikation zwischen den Kernen erfolgt \u00fcber Remote Procedure Call (RPC). Das Design des Boards eignet sich f\u00fcr den Betrieb in einem weiten Temperaturbereich, d.h. von -45\u00b0C bis +85\u00b0C, wodurch sich das Portenta H7 hervorragend f\u00fcr Industrieanlagen und \u00fcberall dort eignet, wo die Umgebungsbedingungen f\u00fcr Standardelektronik sehr ung\u00fcnstig sind.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portenta H7 - vollst\u00e4ndige technische Daten des Moduls<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Das Herzst\u00fcck des Portenta H7-Moduls ist der ARM STM32H747XI-Chip, der zwei 32-Bit-Kerne<\/b> enth\u00e4lt – Cortex M7 und Cortex M4, getaktet mit Frequenzen von: 480 MHz und 240 MHz – im Vergleich zu Boards wie dem\u00a0Arduino UNO<\/a>\u00a0oder dem\u00a0Arduino MEGA 2560<\/a>, die auf 8-Bit-AVR-Chips basieren, stellt die Verwendung eines solchen Mikroprozessors einen bedeutenden Fortschritt dar und erm\u00f6glicht es, eine viel h\u00f6here Verarbeitungsleistung f\u00fcr fortgeschrittene Aufgaben zu erreichen. Der Chip verf\u00fcgt au\u00dferdem \u00fcber 2 MB RAM und 16 MB FLASH-Speicher. Bei den Peripherieschaltungen finden sich 22 Timer, ein Watchdog-Chip<\/b> und ein vierfaches\u00a0UART-Interface<\/b>, die eine breite Palette von M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Anbindung externer Komponenten bietet. Das Board ist au\u00dferdem mit dem NXP SE050C2 EdgeLock-Chip<\/b> ausgestattet, der f\u00fcr die Verschl\u00fcsselung und Sicherung von Daten f\u00fcr IoT-Anwendungen zust\u00e4ndig ist. F\u00fcr die drahtlose Konnektivit\u00e4t \u00fcber eine Keramikantenne sorgen ein integriertes Dualband-WiFi-Modul Murata 1DX<\/b>, das nach dem Standard IEEE 802.11 b\/g\/n arbeitet und einen Datendurchsatz von 65 Mbps bietet, sowie ein Bluetooth 5.1 BR\/EDR\/LE-Modul<\/b>. Es besteht auch die M\u00f6glichkeit der kabelgebundenen Kommunikation \u00fcber einen externen 10\/100Mb\/s Ethernet PHY Erweiterungsport.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Das Board kann auf drei Arten mit Strom versorgt werden – \u00fcber den integrierten USB-Typ-C-Anschluss<\/b> (der auch f\u00fcr die Kommunikation des Moduls mit dem Host-Computer zust\u00e4ndig ist) oder direkt von einer externen 5-V<\/b>-Stromquelle – die Elektronik des Moduls selbst ben\u00f6tigt 3,3 V, um zu funktionieren, die \u00fcber einen integrierten Regler bereitgestellt werden. Wenn das Modul in drahtlosen Anwendungen eingesetzt wird, muss ein\u00a03,7-V-Lithium-Polymer-Akku<\/a>\u00a0mit einer Mindestkapazit\u00e4t von 700 mAh angeschlossen werden – das Modul verf\u00fcgt \u00fcber eine eingebaute Ladeschaltung. Der Stromverbrauch des Moduls im Sleep-Modus betr\u00e4gt nur 2,95\u03bcA<\/b> bei deaktiviertem SRAM und aktiviertem RTC-Takt, einschlie\u00dflich des niederfrequenten LSE-Taktquarzes (32,768kHz).\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Das Modul erm\u00f6glicht den Anschluss eines externen Displays \u00fcber die MIPI DSI- und MIPI D-PHY<\/b>-Anschl\u00fcsse sowie den Anschluss eines externen Kameramoduls mit einer Aufl\u00f6sung von 320px x 320px. Der Chrom-ART<\/b>-Chip ist f\u00fcr die Grafik zust\u00e4ndig. F\u00fcr Anwendungen mit hohem Datenaufkommen hat der Hersteller zudem die M\u00f6glichkeit vorgesehen, eine externe Micro-SD-Karte \u00fcber einen Erweiterungsport anzuschlie\u00dfen. Der Betriebstemperaturbereich des Portenta H7 Boards betr\u00e4gt -40\u00b0C bis +85\u00b0C und -10\u00b0C bis +55\u00b0C bei Verwendung der eingebauten Funkmodule. F\u00fcr Peripherieger\u00e4te, die f\u00fcr Messungen und Audio zust\u00e4ndig sind, ist das Portenta H7 Arduino-Board mit einem Dreifach-ADC<\/b> mit 16-Bit-Aufl\u00f6sung und einer Abtastrate von 3,6MS\/s sowie der M\u00f6glichkeit, bis zu 36 Kan\u00e4le zu multiplexen, und einem Doppel-DAC<\/b> ausgestattet, der eine 12-Bit-Aufl\u00f6sung garantiert und Signale bis zu 1MHz verarbeiten kann. Das Modul kann mit Arduino MKR Shields verbunden werden und verf\u00fcgt \u00fcber 80 Anschl\u00fcsse<\/b> f\u00fcr Peripherieger\u00e4te, von denen 22 \u00fcber Kabel oder Goldpins gel\u00f6tet werden k\u00f6nnen. Darunter befinden sich auch Standard-Kommunikationsschnittstellen, solche wie: UART, SPI, I2C und programmierbare digitale I\/O-Pins, von denen zehn die Erzeugung eines PWM-Signals erm\u00f6glichen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portentna H7 - Anschluss an den Computer \u00fcber einen USB-Typ-C-Port<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Verwendung eines USB-Typ-C-Anschlusses am Portentna-Modul war zu erwarten – der gleiche Standard wird von den heutigen Mobilger\u00e4ten verwendet, was ein schnelles Aufladen des Akkus sowie einen h\u00f6heren Datendurchsatz beim Reflashen des Moduls erm\u00f6glicht. Wir k\u00f6nnen auch externe Ger\u00e4te an diesen Port anschlie\u00dfen und mit Strom versorgen (USB-OTG) und einen Monitor mit einem Display-Port-Anschluss anschlie\u00dfen, der in USB Typ-C konvertiert.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portenta H7 - Datensicherheit f\u00fcr IoT-Anwendungen<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Portenta-Module wurden in erster Linie f\u00fcr den professionellen Einsatz entwickelt, bei dem die Datensicherheit im Vordergrund steht. Jedes Ger\u00e4t, das mit dem Internet verbunden ist, ist mehr oder weniger anf\u00e4llig f\u00fcr Cyberangriffe. Aus diesem Grund ist das Portenta H7 Board mit dem NXP SE050C2<\/b> Chip ausgestattet, der die Sicherheit des Boards erh\u00f6ht und das Risiko eines unbefugten Zugriffs auf wichtige Daten eliminiert<\/b>. Das Leistungsspektrum des Chips, der f\u00fcr die Verschl\u00fcsselung und Sicherung von Daten zust\u00e4ndig ist, umfasst Funktionen wie die Verifizierung von Datenclouds, die Validierung von Software, die Authentifizierung von externem Zubeh\u00f6r, den Schutz geistigen Eigentums und die Verschl\u00fcsselung von Nachrichten. Auf diese Weise ist das Portenta H7-Modul nicht nur ein vielseitiger Rahmen f\u00fcr IoT-Projekte, sondern bietet auch funktionale Anwendungssicherheit auf einem sehr hohen Niveau, wodurch cyberkriminelle Aktivit\u00e4ten effektiv verhindert werden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portenta X8 - f\u00fcr noch h\u00f6here Anspr\u00fcche<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Im Jahr 2022 wurde das n\u00e4chste Modell der Arduino-Serie von Portenta unter der Bezeichnung X8<\/b> ver\u00f6ffentlicht. Die meisten Hardware-Spezifikationen dieses Moduls \u00fcberschneiden sich mit denen des Portenta H7-Moduls, aber das wichtigste Detail ist das Herzst\u00fcck des Boards – neben dem Dual-Core-Mikrocontroller STM32H747XI<\/b> finden Sie auch einen Mikroprozessor, der auf vier ARM Cortex-A53<\/b>-Kernen basiert, die mit 1,8 GHz getaktet sind, sowie einen Cortex-M4<\/b>-Kern, dessen Taktfrequenz 400 MHz betr\u00e4gt. Ebenfalls erw\u00e4hnenswert ist der eingebaute 2GB DDR4 RAM-Chip<\/b> und der eMMC FLASH-Speicher, der bis zu 16GB an Daten aufnehmen kann. Dar\u00fcber hinaus ist auf dem Board das Betriebssystem Linux<\/b> vorinstalliert. Dank dieser F\u00e4higkeiten kann das\u00a0Portenta X8-Modul<\/a>\u00a0in Anwendungen f\u00fcr k\u00fcnstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und das Management besonders komplexer technologischer Prozesse eingesetzt werden.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Nicht zu vernachl\u00e4ssigen ist auch der integrierte Grafikchip mit Chrom-ART-Beschleuniger. Daraus ergeben sich f\u00fcr den Anwender zahlreiche Vorteile: Der Arduino Portenta X8 kann in einen externen Bildmonitor integriert werden, wodurch ein eigenst\u00e4ndiger Linux-Computer entsteht, was bis vor kurzem nicht m\u00f6glich war, da ein externer Grafikbeschleuniger angeschlossen werden musste, damit der Bildmonitor mit dem Computer zusammenarbeiten konnte.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Arduino Portenta - praktische Anwendungen<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Arduino-Module der Portenta-Serie stellen einen echten Technologiesprung dar. War der Name “Arduino” bis vor kurzem meist mit Hobby- und Bildungsanwendungen verbunden, so ist die Portenta-Serie eine Art Evolution auf Basis der\u00a0MKR-Serie<\/a>, deren Anwendungsbereich nun auch kommerzielle Projekte mit professionellem Charakter umfasst. Obwohl die Portenta-Module nach wie vor f\u00fcr Hobbyzwecke eingesetzt werden k\u00f6nnen, \u00e4hnlich wie Arduino-Boards, die auf 8-Bit-AVR-Mikrocontrollern basieren, erlauben ihre F\u00e4higkeiten viel mehr. Zu den Anwendungsbeispielen f\u00fcr Portenta-Module geh\u00f6ren Kompatibilit\u00e4t mit SPS-Steuerger\u00e4ten, die Steuerung von Laborger\u00e4ten, HMI-Schnittstellen, die Steuerung von Industrierobotern, Bilderkennung und andere nicht standardisierte Anwendungen. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Portenta-Boards ist ihre vollst\u00e4ndige Kompatibilit\u00e4t mit Arduino MKR-Modulen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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