Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Einsatz von PC oder µC als Steuergerät


von Dubois J. (dubois)


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Guten Abend,

woran liegen eigentlich die Unterschiede, statt eines PCs einen 
Mikrocontroller als Steuergerät zu verwenden, um beispielweise ein 
Schrittmotortreiber anzusprechen oder zu steuern. Welche Vor-und 
Nachteile hat der Mikrocontroller im Vergleich zu dem PC, wenn ein von 
den beiden verwendet werden muss, um ein Schrittmotortreiber zu steuern.

Danke im Voraus.

mfg

von Matthias K. (rino1)


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Wenn man es ganz grob betrachtet, ohne es weiter zu definieren.

Ist der erste Punkt die Zeit

Der zweite Punkt ist der Stromverbrauch.

Der Dritte Punkt: warum Kanonen auf Spatzen schießen
 Das sogenannte Kosten Nutzen Prinzip (weniger ist mehr.)

Gruß,

Matthias K.

von Bernd (Gast)


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Hausaufgaben sind selbstständig zu erledigen.

von Sudo (Gast)


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>Hausaufgaben sind selbstständig zu erledigen.
Jup, und Crosspostings sind auch verpönt(RN).

von Matthias K. (rino1)


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Was hat das jetzt mit Hausaufgaben zu tun, versteh ich nicht.
Oder redet ihr von Hausarbeit?????

Gruß,
Matthias K.

von Dubois J. (dubois)


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Hi,

meine Fragestellung ist keine Hausaufgabe oder Hausarbeit. Ich bin 
Einsteiger in dem Bereich Motorsteuerung und ich wollte die Unterschiede 
zwischen dem  PC und  µC als Steuergerät  wißen.

> Matthias, danke schön für dein Feedback.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Als "PC" könnte man ja auch schon fast einen Raspberry Pi bezeichnen.

Sudo schrieb:
> Crosspostings sind auch verpönt(RN).

Wo wurde das denn noch gepostet?

Zitat aus Wikipedia:
> Im Usenet ist dies durch das Setzen eines sogenannten
> Followup-To:-Headers möglich. In diesem schlägt der
> Autor eine dafür geeignete Newsgroup vor.

Gibt es sowas hier bei mikrocontroller.net auch, also einen dafür 
geeigneten Thread vorschlagen?

Zurück zum Thema. Wenn man etwas nur einmal braucht und ein eh 
vorhandener PC nicht weit weg ist, sieht das ganz anders aus, als wenn 
ein System Hunderte Male preisgünstig verkauft werden soll.

1. Zeit (wurde genannt): Die SW-Enwicklung ist schneller erledigt. Die 
HW-Enwicklung erübrigt sich oft, da es für PCs oft geeignete Kaufteile 
gibt. Damit wären wir bei …

2. Kosten: Kaufteile sind teuer (USB-Adapter für Sensoren und GPIOs). 
Ein PC muss ständig an sein (Stromverbrauch, wurde genannt) und ein PC 
ist teurer in der Anschaffung. Die Entwicklungskosten sind geringer 
(siehe Punkt 1). Also bei geringer Stückzahl (1 .. 3): Vorteil für den 
PC.

3. Gewicht + Größe: Ohne Worte, ich denke da nur an den Modellbau.

4. Geschwindigkeit / Reaktionszeiten: Einige Dinge müssen sehr schnell 
passieren. PCs sind meistens nicht Echtzeit-fähig.

Wenn Deine Frage keine Hausarbeit oder Hausaufgabe ist: Warum Fragst Du 
eigentlich?

von Matthias K. (rino1)


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Ich habe Hausarbeit Wort wörtlich gemeint.

Hast du eine konkrete Vorstellung,
wie du so was umsetzen würdest.

Weil im Prinzip ist es auch mit einem Schalter möglich  so was 
anzusteuern (theoretisch)

man muss erst mal definieren was ist für dich ein Pc (Schnittstellen)
oder Ausstattung

Aber wenn es um ansteuren geht, ist zum schluss eigentlich immer ein 
Käfer.

Aber der käfer kann natürlich mit dem Pc zusammen arbeiten.


Vieleicht könntest du dir mal ein theoretisches Beispiel überlegen wie 
du so was umsetzen würdest. oder nur einen Ansatz, damit man weiß in 
welche Richtung es gehen soll.

Ist leider noch zu Allgemein, um weiter zu helfen.

Gruß,
Matthias K.

von Dubois J. (dubois)


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Ich habe noch keine konkrete Idee. Ich überlege noch darüber. Aber danke 
für deine Hilfe.

von Sudo (Gast)


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von Thomas E. (thomase)


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Sudo schrieb:
>>Wo wurde das denn noch gepostet?
> http://www.roboternetz.de/community/threads/62069-...
Und?

Das einzig peinliche an der Sache ist doch, daß du dich jetzt als 
Roboternetzleser geoutet hast.

dubois jioda schrieb:
> Welche Vor-und
> Nachteile hat der Mikrocontroller im Vergleich zu dem PC, wenn ein von
> den beiden verwendet werden muss, um ein Schrittmotortreiber zu steuern.
Ein µC hat genau die Anschlüsse(Ports), die man braucht. Der ist für 
solche Aufgaben gemacht.
Ein PC hat evtl. noch einen Parallelport(Lpt), den man für sowas nutzen 
könnte. Aber das ist auch irgendwie Wurstgebastel. Hat er den Lpt nicht, 
helfen nur teure Zusatzbaugruppen. Hat man dafür keinen PCI-Slot frei, 
hat man ohnehin die A...-Karte. Beim Notebook allemal.

mfg.

von Jens M. (Gast)


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Torsten C. schrieb:
> 1. Zeit (wurde genannt): Die SW-Enwicklung ist schneller erledigt. Die
> HW-Enwicklung erübrigt sich oft, da es für PCs oft geeignete Kaufteile
> gibt. Damit wären wir bei …

Gibt es auch bei Mikrocontrollern und (wenn's denn richtig professionell 
sein darf) im weiten Feld der Automatisierungstechnik. Dort sind die 
Schrittmotorsteuerungen dann parametrisierbar und es muss nichts aus 
Komponenten gebastelt werden. Der PC füttert Sie dann mit 
Produktionsdaten.

>
> 2. Kosten: Kaufteile sind teuer (USB-Adapter für Sensoren und GPIOs).
> Ein PC muss ständig an sein (Stromverbrauch, wurde genannt) und ein PC
> ist teurer in der Anschaffung. Die Entwicklungskosten sind geringer
> (siehe Punkt 1). Also bei geringer Stückzahl (1 .. 3): Vorteil für den
> PC.

Der Teufel steckt beim PC nicht im Detail sondern wohnt in den 
Fundamenten. USB ist z.B. kein zuverlässiges Protokoll und kann sich 
schnell mal aufhängen (ebenso dein Programm oder der PC).

Die Eigensicherheit der Anlage wird so aufwändig das du besser gleich 
bei Siemens Beckhoff Wago Rockwell etc. anfragst oder ein fertiges uC 
Board nimmst.

> 4. Geschwindigkeit / Reaktionszeiten: Einige Dinge müssen sehr schnell
> passieren. PCs sind meistens nicht Echtzeit-fähig.

und Festplatten und deren Zugriffe erst recht nicht.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Der Unterschied ist offensichtlich wenn man die Teile vor sich hat.

PC bedeutet mehr Ressourcen einsetzen.

Material, Strom, Geld, Platz, thermisches Budget...

Die Hardware ist komplexer und es wird nur ein Bruchteil benötigt. 
Entweder man muß dann dafür die Software von Grund auf an schreiben oder 
man hat noch ein Betriebssystem dazwischen. Bei µController machen die 
Timer einen Großteil der Arbeit in Echtzeit. Beim PC benötigt man dafür 
spezielle Betriebssysteme, weil er eigentlich nicht für 
Echtzeitanwendungen konzipiert wurde, da dies in mehr als 99% aller 
Fälle nicht benötigt wird. Ein Ruckler weil der PC gerade was anderes 
macht, wäre bei vielen Steuerungsaufgaben fatal.

Beim PC ist die Hardware nicht optimal oder gar nicht vorhanden und muß 
nachgerüstet werden. So muß die PWM-Steuerung vom Motor entweder über 
Software laufen oder per Hardwareerweiterung, was dann wieder ein 
µController auf einer Erweiterungskarte (intern/extern)ist. Ein 
Komparator müßte auch extern angeschlossen werden. Wir drehen uns im 
Kreis.

µController kann man in vielen Variationen passend kaufen. Das 
ermöglicht auch eine größere räumliche Nähe der Teile, was sich positiv 
auf die Signallaufzeiten, Reaktionszeiten und Signalqualität auswirkt.

und und und...

Ein PC wurde dafür einfach nicht entwickelt. In aller Regel werden, wenn 
man PCs für Steuerungsaufgaben einsetzt, µController in Erweiterungen 
als Vermittler eingesetzt. Dies macht man vor allem dann wenn besondere 
Anforderungen kommen, z.B. man hohe Rechenleistung braucht oder der 
Mensch eine PC-ähnliche Schnittstelle für sich wünscht, etc.

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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dubois jioda schrieb:
> woran liegen eigentlich die Unterschiede, statt eines PCs einen
> Mikrocontroller als Steuergerät zu verwenden, um beispielweise ein
> Schrittmotortreiber anzusprechen oder zu steuern.

Es gibt keinen Unterschied. Beide steuern den Schrittmotor.

dubois jioda schrieb:
> Welche Vor-und
> Nachteile hat der Mikrocontroller im Vergleich zu dem PC, wenn ein von
> den beiden verwendet werden muss, um ein Schrittmotortreiber zu steuern.

Wenn ein Mikrokontroller verwendet werden muss, so muss man erst einen 
aus vielen Typfamilien aussuchen (Nachteil). Wenn ein PC verwendet 
werden muss, so geht man in den Laden und kauft einen. (Vorteil)

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Torsten C. schrieb:
> Wenn Deine Frage keine Hausarbeit oder Hausaufgabe ist: Warum Fragst Du
> eigentlich?

Keine Antwort? Ich habe den Haken bei "E-Mail-Benachrichtigung 
einschalten" entfernt.

@dubois jioda (dubois): Wenn's was wichtiges gibt: 
http://www.mikrocontroller.net/user/show/torsten_c

von Elias F. (strangelet)


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oder man nimmt ne Mischung aus beidem,
aka:
Raspberry Pi,
Beagle Bone,
usw...

von oldmax (Gast)


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Hi
So ganz verstehe ich diese Diskussion nicht. in der Regel ist es so, das 
Steuerungen in der Ausführungsebene oft mit µC umgesetzt werden. Es 
schaltet sich eben nicht so einfach mit USB eine Reihe von Relais und 
auch Motorsteuergeräte sind nicht direkt am Port. Der PC ist halt ein 
PC, aber durchaus in der Lage, mit entsprechenden Schnittstellen 
ausgerüstet, eine Steuerung umzusetzen. Wir haben hier lange Zeit einen 
Atari in einer amerikanischen Maschine gehabt. Oder war es ein Amiga ? 
Auf jeden Fall eigentlich noch ein HC. (Homecomputer....)
So, aber die eigentliche Antwort auf die Frage ist ja schon mehrfach 
abgegeben. Nur im industriellen Bereich laufen so viele PC's an den 
MAschinen, da spielt der höhere Stromverbrauch nicht so die Rolle. Auch 
die Schnelligkeit ist kein Thema. Dafür sind die Programme ausgelegt.
So laufen viele Messdatenerfassungssysteme auf PC Ebene, da die 
Steuerungen prinzipiell andere Aufgaben haben.
 Gruß oldmax

von c-hater (Gast)


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oldmax schrieb:

> Nur im industriellen Bereich laufen so viele PC's an den
> MAschinen, da spielt der höhere Stromverbrauch nicht so die Rolle.

Aber auch hier steuern sie meist nicht selber, sondern dienen nur als 
Leitrechner und Benutzerschnittstelle für die eigentliche Steuerung. 
Oder auch als Rechenknecht für Aufgaben, die die Leistungsfähigkeit von 
Steuerungen überschreiten, speziell für die Bildverarbeitung.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Naja, eine Beckhoff CX (SPS) ist letztlich auch nur ein x86 oder 
ARM-CPU, auf der ein Windows CE oder ein XP embedded läuft. Und auch die 
Bedienpanels in der Sinumerik CNC sind x86 mit Windows. Selbst der NC 
Kern läuft bei der Sinumerik auf x86 Hardware, allerdings nutzt Siemens 
da ein proprietäres Betriebssystem.

Ein Feld-, Wald- und Wiesen-PC mit einem normalen Windows ist aber nicht 
echtzeitfähig und deswegen für zeitkritische Aufgaben nicht geeignet. 
Wer schonmal versucht hat per Bitbang-I/O einen Schrittmotor am 
Parallelport zu betreiben, der weis, dass man da keine Wunder erwarten 
darf. Nicht umsonst nutzen Programme wie Mach3 oder WinPCNC spezielle 
Echtzeittreiber oder wenn es noch schneller werden soll, externe 
Controller (ncUSB, Smooth Stepper, Grbl).

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