Heutzutage stehen Ingenieure unter immer größeren Druck, wenn es darum geht, Produkte möglichst schnell auf den Markt zu bringen. Deshalb versuchen sie den Prozess zu beschleunigen, ohne jedoch die Qualität des Produktes zu beeinträchtigen oder dessen Kosten in untragbare Höhen zu treiben.

Aus Sicht eines Distributors ist es deshalb vor allem entscheidend, dass Produkte und Bauteile möglichst schnell beim Kunden eintreffen. Mindestens genauso wichtig ist jedoch, sich die Veränderungen des Entwicklungsprozesses vor Augen zu führen und Produktlinien und -angebot entsprechend anzupassen. Nur so können Distributoren sicher sein, den Kunden in jeder Prozessphase unterstützen zu können.

Entwicklungskits (Devkits) sind schon lange ein Teil des Entwicklungszyklus. Eine Umfrage zeigt, dass 89 % der befragten Ingenieure sogenannte Devkits nutzen, um mit neuen Systemen zu experimentieren. Dennoch werden Devkits nicht nur für Testgeräte verwendet. Zusammen mit Single-Board-Computern (SBCs) sind sie immer öfter eine treibende Kraft für private Bastler und Vordenker. Diese unabhängigen Gruppen entwickeln Lösungen, die Nischenmärkte bedienen und von Supplyern häufig übersehen werden. Durch die Verbreitung von Open-Source-basierten und Bastler-orientierten SBCs wie Raspberry-Pi-, Beaglebone- oder Arduino-Boards nimmt die Nutzung von Single-Board-Computern für den Entwicklungsprozess immer stärker zu.

Single-Board-Computer sind überall

Indem sie SBCs als Teil ihres Endprodukts einsetzen, können gerade kleine und mittelständische Unternehmen die Time-to-Market erheblich verkürzen und den Entwicklungsprozess vereinfachen. Während große Unternehmen für Bauteile Sonderpreise aushandeln können, müssen kleinere Wettbewerber mehr bezahlen und umfangreicher bestellen, wenn sie ihre Produktionskosten ausgleichen wollen. Durch die Nutzung eines SBC jedoch profitieren Unternehmen von den Massenproduktionsvorteilen der Hersteller. Das senkt die Kosten und damit den Preis für das Endprodukt. Single-Board-Computer helfen beispielsweise Startups und talentierten Hobbyisten dabei, ihre guten Ideen endlich in die kommerzielle Praxis umsetzen zu können. Etablierte SBCs wie der Raspberry Pi gewähren außerdem eine Stabilität, mit der neuere Devkits nicht konkurrieren können und die die Time-to-Market nochmals verbessert.

Doch eignen sich SBCs nicht immer automatisch für die Integration in fer­tige Produkte. Deswegen bieten neue Services für maßgeschneiderte Modelle Entwicklern und Hobbyisten andere Möglichkeiten. Entwickler müssen sich jetzt nicht mehr über jedes kleine Detail des Prototyps Gedanken machen, denn die Ingenieure können ihre Boards genau an ihre Vorstellungen anpassen und dabei Open-Source-Software benutzen. Bei der Verkürzung der Time-to-Market spielt das eine fundamentale Rolle, vor allem in besonders beliebten Technologie-Sektoren wie dem Internet der Dinge, das vor allem auf Konnektivität basiert.

Seitdem das erste Raspberry-Pi-B-Board im Jahr 2012 auf den Markt kam, wurde die 'Raspberry Pi Foundation', die Stiftung, die hinter der Entwicklung des Rasp­berry steht, mit Anfragen nach einer individuellen Anpassung bestimmter Aspekte überschwemmt, vor allem aus den Reihen von Ingenieuren, die den Pi in kommerzielle Produkte integrieren wollten.

Individuelle Single-Board-Computer

Deswegen bieten Farnell element14 und Raspberry Pi jetzt einen Service für eine individuelle Gestaltung des Minicomputers, die es OEM-Kunden und Ingenieuren ermöglicht, maßgeschneiderte Designs auf Basis der Raspberry-Pi-Plattform herzustellen, und zwar in erheblich ­größerem Umfang. Von den seit 2012 weltweit verkauften sieben Millionen Raspberry-Pi-Mini-PCs ging ein großer Teil nicht an Hobbyisten, sondern an Hersteller – und der neue Service wird den Markt auf ein anderes Niveau heben. Das gilt vor allem für kleinere Unternehmen, die sich jetzt eine individuell angepasste Version des Raspberry Pi bestellen und ihre Produktionskosten dadurch ­erheblich senken können.

Raspberry für kommerzielle Zwecke

Kernstück des EnOcean-TCP/IP-Gateway: Ein Raspberry Pi 2, der zusammen mit dem batterielosen Funkmodul EnOcean Pi als Drahtlos-Gateway für Smart Home-Applikationen eingesetzt wird.

© Farnell element14

In der Vergangenheit gab es bereits Unternehmen, die den Raspberry Pi für kommerzielle Zwecke nutzten. Die Firma Digital Concepts aus Stuttgart entwickelte und fertigte kürzlich das weltweit erste EnOcean-TCP/IP-Gateway. Die Hauptaufgabe eines solchen Gateways ist die Steuerung von Funksensoren, -thermostaten und -schaltern für die automatisierte Regelung von Beleuchtung, Heizung/Lüftung/Klima und Beschattung, und das alles mit einem effizienten Energiebedarf. Statt ein vollkommen neues Produkt zu entwickeln, setzte Digital Concepts auf den Raspberry Pi 2 und passendes Pi-Zubehör.

Obwohl die serienmäßige Standardausführung des Rasp­berry Pi 2 über viele Funktionen und Schnittstellen verfügt, die die Hersteller für das Gateway nicht benötigten, konnten sie so kosteneffizient entwickeln und fertigen. Genau an diesem Punkt setzt die Custom-Pi-Initiative an: Kunden von Farnell element14 können sich in Zukunft genau den Raspberry Pi zusammenstellen, der ausschließlich über die für das Projekt notwendigen Features verfügt und damit Materialkosten sparen.

Der Raspberry Pi 2 Model B

Eine individuelle Anpassung des Raspberry Pi kann alle möglichen Aspekte umfassen. Von einem veränderten Platinen-Layout über die Aufstockung des Speichers bis hin zu einer Neuanordnung der Schnittstellen sind unzählige Modifikationen möglich, bei denen verschiedene Funktionen entweder ergänzt oder entfernt werden. So können OEMs ihre Boards flexibel nach eigenen Wünschen gestalten, um sie für ein bestimmtes Design zu optimieren.

SBCs eignen sich nicht für jedes Design und kein Rasp­berry Pi wird jemals die Grundlage für ein IoT-Gerät in Steckergröße sein, doch in den Bereichen Medien, Automation und IoT herrscht bereits ein großes Interesse an den Möglichkeiten von SBCs. Millionen von Raspberry-Pi-Mini-PCs werden beispielweise schon heute als Hub für Home-Automation-Produkte oder als Mediathek eingesetzt. Hier zeigt sich der klare Vorteil eines SBC gegenüber einem Produkt, das erst von Grund auf entwickelt werden muss.

Zwei Dinge, die SBCs bislang noch aufgehalten haben, sind Formfaktor und Komponenten, denn wenn das endgültige Design über spezielle Verbindungslösungen verfügen oder in ein kleines Gehäuse passen muss, dann wären Computer wie der Raspberry Pi oder Beaglebone nicht geeignet. Die individuelle Gestaltung ermöglicht es Inge­nieuren nun, einzelne Komponenten zu ergänzen oder zu entfernen und den SBC so anzupassen, dass er sich perfekt für das Endprodukt eignet.

Vom Kunden lernen

Längst liegt die Verantwortung zur Entwicklung neuer Devkits nicht mehr nur bei den großen Unternehmen – ein Trend, der sich wahrscheinlich auch auf SBCs übertragen wird. Eine wachsende Zahl von Ingenieuren legt mittlerweile selbst fest, was ein Devkit für ihre Zwecke leisten muss, damit sie ihre Entwürfe vereinfachen und ihre Ideen zum Leben erwecken können.

Die Custom-Pi-Initiative steht noch am Anfang, doch es ist bereits eine gewisse Einheitlichkeit in Bezug auf die eingehenden Anfragen zur Umgestaltung zu erwarten. So kann es gut sein, dass in den nächsten Jahren einige Referenzdesigns auf den Markt kommen, die auf beliebten SBCs basieren und durch die Ansprüche der Ingenieure sowie durch die Bedürfnisse des Marktes entstanden sind. Gerade für Anwendungen in vertikalen Märkten können SBCs eine ganze Reihe von Nischen bedienen, ohne dass viel Geld in eine aufwendige Produktentwicklung für einen kleinen Markt gesteckt werden muss. Gerade in solchen Bereichen bewirken SBCs eine echte Veränderung des Design-Prozesses.

Das Tempo hochhalten

Die Entwicklung der Komponenten, die zur Realisierung dieser Designs be­nötigt werden, waren einst teuer und zeitaufwendig, aber dank der Ver­fügbarkeit kostengünstiger SBCs ist auch die Nachfrage nach zusätzlicher Software und Design-Services seitens der Ingenieure gestiegen. Diese Nachfrage zu befriedigen, ist die Aufgabe von Distributoren und anderen Parteien, die am Produktionszyklus ­beteiligt sind.

Es wird interessant werden zu sehen, wie Ingenieure und OEMs die Vorteile dieser neuen Trends und Services nutzen werden. Wenn wir durch den Rasp­berry Pi in den letzten Jahren eines ­gelernt haben, dann das: Ingenieure und Bastler werden uns immer wieder mit dem überraschen, was sie können und mit dem, was sie entwickeln.

Autor:
Richard Curtin ist Senior Director of Strategic Supplier Development bei Farnell element14.