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  1. Das offene Schaltplan- und Layouttool KiCad hat die lange erwartete Version 5.0.0 erreicht. Gegenüber der vorherigen Stable Version fließen neben Verbesserungen von Quellcode und Benutzeroberfläche zahlreiche interessante Neuerungen in das Programmpaket ein.

    Als wohl wichtigste Neuerung bringt die aktuelle Version eine Importfunktion für EAGLE-Projekte mit. Das ursprünglich für die Version 6 eingeplante Feature wurde bereits auf der FOSDEM 2018 live vorgeführt. Dies dürfte besonders denjenigen EAGLE-Nutzern entgegenkommen, die mit der veränderten Lizenzpolitik unzufrieden aber durch bestehende Projekte an das Layoutprogramm gebunden sind. Autodesk hatte im Januar des vergangenen Jahres die Lizenzpolitik zugunsten eines Abonnementmodells umgestellt.

    Im Vergleich zu früheren Versionen kommt auch ein komplett neuer 3D-Viewer zum Einsatz. Dieser ist dank OpenGL Hardwarebeschleunigung nicht nur schneller, sondern bietet auch die Möglichkeit, alternativ durch Ray Tracing deutlich realistischere Ansichten der Platinen zu erstellen.

    Eine weitere wichtige Neuerung stellt die bessere Unterstützung beim Schaltungsentwurf dar. Mit der aktuellen Version wird etwa die Möglichkeit der Schaltungssimulation durch SPICE eingeführt. Für die ferne Zukunft steht darüber hinaus auch die Implementierung eines erweiterten Hochfrequenz-Tools für den Board-Editor im Raum.

    Zusäzlich wurden die unterstützten Dateiformate erweitert. Die direkte Einbindung von STEP-Modellen so wie der Export als STEP sind nun fester Bestandteil des Softwarepakets. Auch Gerber X2 wird in der neuen Version unterstützt. Weggefallen ist dafür die Notwendigkeit einer separaten Netzlistendatei beim Update der Platine aus dem Schaltplan.

    Derzeit steht der Quellcode in der Version 5.0.0 auf Launchpad zum Download bereit. Installer und Pakete für die gängigen Betriebssysteme werden wohl im Verlauf des Monats folgen.

  2. Sowohl Maschinenlernen wie auch Software Defined Radios (SDR) liegen aktuell hoch im Trend. Mit dem AIR-T, kurz für Artificial Intelligence Radio-Transceiver, stellt Deepwave Digital nun eine Brücke zwischen den beiden Technologien in Form eines einzelnen Moduls vor.

    Dabei setzt das Modul für den SDR-Teil auf den AD9371, welcher je zwei Sende- und Empfangskanäle mit Analogbandbreiten von 250 MHz respektive 100 MHz im Bereich von 300 MHz bis 6 GHz unterstützt. Ergänzt wird das Ganze durch ordentlich Rechenpower in Form eines NVIDIA Jetson TX2 (256-Kern Pascal GPU getaktet mit 1,12 GHz, 4-Kern ARM Cortex-A57 und 2-Kern NVIDIA Denver 2 mit je 2 GHz Taktrate) in Kombination mit einem Xilinx Artix-7 FPGA (75 k Logikzellen), wobei für CPU und GPU 8 GB RAM gemeinsam zur Verfügung stehen.

    Diese Kombination ermöglicht die Verarbeitung von Signalen mit mehr als 200 MHz Bandbreite in Echtzeit. Das AIR-T lasst sich somit als hoch-paralleles SDR, zur direkten Mustererkennung oder als Inferenzmaschine für Maschinenlernalgorithmen einsetzen. Dank 32 GB fest verbautem Speicher, USB 3.0 und Gigabit-Ethernet lässt sich das Modul ebenfalls als Datenrekorder verwenden.

    Für die Softwareentwicklung werden etablierte Toolkits und Frameworks unterstützt. So kann für die Signalverarbeitung GNURadio verwendet werden, für die GPU-Beschleunigung kommt das CUDA-Toolkit zum Einsatz. Was Deep Learning betrifft, kann auf TensorFlow, Keras und Caffe zurückgegriffen werden.

    Derzeit sucht Deepwave Digital Unterstützer auf Crowdsupply für das Projekt, wobei ein Modul zum stolzen Preis von 5.699 US-Dollar zu haben ist. Der hohe Preis dürfte sich neben den teuren Komponenten vor allem aus der geringen Stückzahl ergeben. So wird das Finanzierungsziel bereits mit vier verkauften AIR-T Modulen erreicht.

    Weiterführende Informationen

  3. Vor gut einem Jahr kam mit dem Orange Pi 2G-IoT ein günstiger Einplatinencomputer samt integriertem Mobilfunkmodem auf den Markt. Jetzt wurde das Angebot um 3G und 4G Varianten mit weiteren Features erweitert.

    Gerade im Hinblick auf die ungewisse Zukunft von GSM (2G) und UMTS (3G) in Deutschland nach 2020 scheint besonders die 4G-Variante für längerfristige Projekte interessant. Basierend auf dem Vierkern ARM Cortex A-53 in Kombination mit 1 GB Arbeitsspeicher und 8 GB eMMC liefert das Modul brauchbare Daten zu einem Preis von knapp 40€. Im Gegensatz zu den beiden kleineren Modellen bekommt man mit dem 4G auch einen HDMI-Ausgang dazu. Als Betriebssystem kommt Android 6 zum Einsatz, wobei bereits ein Image für Android 8.1 verfügbar ist. Der Updateprozess wird in der Anleitung zum Board erklärt.

    Das 3G-IOT als jüngstes Modul der Serie stellt gleichzeitig auch die für den deutschen Markt wohl am wenigsten überzeugende Variante der Reihe dar. Die auf einem ARM Cortex-A7 basierende Platine ist mit einem Preis von etwa 20 € zwar noch relativ günstig, bietet aber neben dem besseren Modem wenig Mehrwert gegenüber dem 2G-IOT bei gleicher Zukunftsunsicherheit. Zwar kann das Modul mit bis zu 512 MB Arbeitsspeicher erworben werden, der neuere Prozessor geht jedoch auf Kosten der Linuxkompatibilität des Vorgängers. Hier wird nur Android 4.4 unterstützt.

    Als Gemeinsamkeit ist bei den 3G und 4G Varianten zusätzlich zu Bluetooth und WLAN noch ein GPS-Empfänger vorhanden. Alle Versionen unterstützen die Erweiterung per Speicherkarte, Nutzung einer Kamera und besitzen neben 3,5 mm Klinke für den Audio Ein- und Ausgang ein Mikrofon. Erweiterungsmöglichkeiten sind neben USB durch SPI, UART, I2C und GPIOs an einer 40-poligen Stiftleiste gegeben. Hier wurde die IO-Spannung bei den beiden neuen Platinen jedoch auf 1,8 V abgesenkt, so dass der Header hier nicht mehr direkt zum Raspberry Pi kompatibel ist.

    Wer mit geringen Datenmengen und der Unsicherheit bezüglich Netzabschaltung leben kann, ist mit dem 2G-IOT für etwa 10 € noch gut bedient. Für mehr Leistungsfähigkeit, größere Datenmengen und bessere Zukunftssicherheit bietet das 4G-IOT ein rundes Gesamtpaket, sofern Android kein Ausschlusskriterium darstellt.

  4. Arduino zeigt auf der diesjährigen Maker Faire gleich zwei neue Platinen. Zum einen kommt mit dem MKR Vidor 4000 bald das erste FPGA-Board der Firma auf den Markt, zum anderen gibt es ein Update des UNO WiFi.

    Auf dem MKR Vidor 4000 kommt ein 32bit SAMD21-Mikrocontroller in Verbindung mit einem Intel Cyclone FPGA zum Einsatz, die MKR-Serie ist dabei vor allem für IoT-Applikationen gedacht. Die Konnektivität über WiFi und Bluetooth Low Energy wird durch den U-blox Nina W102-00B in Verbindung mit dem ECC508-Kryptochip bereitgestellt. Als weitere Besonderheit enthält das Board neben einer USB-Buchse einen mini PCIe Konnektor, wobei an diesem 25 frei programmierbare IOs zur Verfügung stehen.

    Derzeit noch unbekannt sind Preis und Softwareumgebung. Bei der Software ist lediglich die Rede von einer „innovativen Entwicklungsumgebung“, die bald vorgestellt werden dürfte. Diese soll den Einstieg in die FPGA-Welt laut Herstellers radikal vereinfachen.

    Spezifikationen des MKR Vidor 4000:

    • SAMD21 Cortex-M0+ 32bit low power ARM, 48 MHz, 256 KB Flash, 32 KB SRAM
    • Cyclone 10 LP (10CL016YU256C8G), 15408 Logikelemente, 963 LABs, 504 Kbit RAM
    • WiFi und Bluetooth Low Energy
    • 8 Digitale IOs
    • 12 PWM Pins
    • UART, SPI, I2C
    • 7 Analogeingänge (8/10/12 bit ADC)
    • 1 Analogausgang (10bit DAC)
    • Full-Speed USB Device und Host
    • Anschlussmöglichkeit einer Batterie (3,7 V, min. 700 mAh)
    • 5 V Spannungsversorgung
    • 3,3 V Betriebsspannung

    Das UNO WiFi Rev2, welches in Kooperation mit Microchip entwickelt wurde, behält den klassischen Arduino-Formfaktor bei. Zum Einsatz kommt der neue Microchip ATmega4809, die Konnektivität wird durch ein u-blox Nina W102 WiFi Modul in Verbindung mit dem ECC608-Kryptochip bereitgestellt. So soll etwa die sichere Anbindung an Cloudlösungen von AWS und Google ermöglicht werden.

    Auch hier ist der Preis noch unbekannt. Verfügbar sollen beide Boards jedoch ab Ende Juni sein.

    Spezifikationen des UNO WiFi Rev2

    • 8bit ATMEGA4809, 16 MHz, 48 KB Flash, 6 KB SRAM, 256 Byte EEPROM
    • WiFi und Bluetooth Low Energy
    • 14 Digitale IOs
    • 6 PWM Pins
    • UART, SPI, I2C
    • 6 Analogeingänge
    • USB Device
    • 7-12 V Spannungsversorgung
    • 5 V Betriebsspannung
  5. Von Lilygo ist eine neue Kombination aus ESP32 und Displaymodul verfügbar. Anders als beim Vorgänger besitzt die neue Variante wahlweise ein 1,54″ bis 2,9″ großes ePaper Display.

    Bereits im letzten Jahr war eine Variante ausESP32 und OLED-Display mit LoRa für unter 10 € erschienen. Zwar verzichtet die jüngste Variante auf LoRa, dafür kommt derzeit eines der vier Displays zum Einsatz:

    • 1.54″ 200×200 Pixel, 2 Sekunden Aktualisierungsrate (gesamter Bildinhalt)
    • 2.13″ 250×122 Pixel, 2 Sekunden Aktualisierungsrate (gesamter Bildinhalt)
    • 2.70″ 264×176 Pixel, 6 Sekunden Aktualisierungsrate (gesamter Bildinhalt)
    • 2.90″ 296×128 Pixel, 2 Sekunden Aktualisierungsrate (gesamter Bildinhalt)

    Hiermit wird eine besonders geringe Stromaufnahme ermöglicht. Dadurch eignet sich das Modul besonders für Anwendungen, bei denen die Informationen nur selten aktualisiert werden müssen, wie es etwa bei Preisschildern oder einer Wetteranzeige der Fall ist. Beim Aktualisieren des Displayinhaltes soll das Modul auf 26,4 mW kommen, im Standby sollen weniger als 17 µW benötigt werden.

    Das Modul verfügt neben dem ESP32 Zweikernprozessor-SoC samt WiFi 802.11 b/g/n und Bluetooth 4.1 LE über einen microSD-Kartenslot, Lautsprecher und Erweiterungsmöglichkeiten über GPIO und UART. Weiter stehen 3 Taster zur Verfügung, die Betriebsspannung beträgt 3,3 V.

    Derzeit werden ePapermodule unterstützt, die auf den beiden Controllern GDEH029A1 und SSD1608 basieren, später sollen weitere hinzukommen. Eine Dokumentation samt Beispielcode steht auf Github bereit. Bezogen werden kann die aktuelle Version (1.2) über den Herstellershop auf Aliexpress ab knapp 25 €.