Mikrocontroller
Mikrocontroller sind kleine Computer auf einem einzelnen Chip. Sie lesen Sensoren aus, verarbeiten Daten und steuern Aktoren -- das Herzstück jedes Elektronik- und Robotikprojekts.
Vergleich gängiger Boards
AVR / Arduino-Klassiker
| Board | Chip | Architektur | Takt | RAM | Flash | Funk | ca. Preis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arduino Nano | ATmega328P | 8-bit AVR | 16 MHz | 2 KB | 32 KB | -- | 5 € |
| Arduino Uno R3 | ATmega328P | 8-bit AVR | 16 MHz | 2 KB | 32 KB | -- | 8 € |
| Arduino Uno R4 Minima | Renesas RA4M1 | ARM Cortex-M4 | 48 MHz | 32 KB | 256 KB | -- | 18 € |
ESP32 (Espressif)
| Board | Chip | Architektur | Takt | RAM | Flash | Funk | ca. Preis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ESP32 DevKit | ESP32 | Xtensa LX6, Dual-Core | 240 MHz | 520 KB | 4 MB | WLAN + BT | 6 € |
| Arduino Nano ESP32 | ESP32-S3 | Xtensa LX7, Dual-Core | 240 MHz | 512 KB | 8 MB | WLAN + BLE | 20 € |
Raspberry Pi (RP2040 / RP2350)
| Board | Chip | Architektur | Takt | RAM | Flash | Funk | ca. Preis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pico | RP2040 | ARM Cortex-M0+, Dual-Core | 133 MHz | 264 KB | 2 MB | -- | 4 € |
| Pico W | RP2040 | ARM Cortex-M0+, Dual-Core | 133 MHz | 264 KB | 2 MB | WLAN + BLE | 7 € |
| Pico 2 | RP2350 | ARM Cortex-M33, Dual-Core | 150 MHz | 520 KB | 4 MB | -- | 5 € |
| Pico 2 W | RP2350 | ARM Cortex-M33, Dual-Core | 150 MHz | 520 KB | 4 MB | WLAN + BLE | 8 € |
Nordic Semiconductor
| Board | Chip | Architektur | Takt | RAM | Flash | Funk | ca. Preis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arduino Nano 33 BLE | nRF52840 | ARM Cortex-M4F | 64 MHz | 256 KB | 1 MB | BLE + 802.15.4 | 18 € |
| nRF5340 DK | nRF5340 | ARM Cortex-M33 + M33 (Dual-Core) | 128/64 MHz | 512+64 KB | 1 MB+256 KB | BLE + 802.15.4 | 45 € |
| nRF54L15 DK | nRF54L15 | ARM Cortex-M33 | 128 MHz | 256 KB | 1.5 MB | BLE + 802.15.4 | 40 € |
STM32 (STMicroelectronics)
| Board | Chip | Architektur | Takt | RAM | Flash | Funk | ca. Preis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Blue Pill | STM32F103C8T6 | ARM Cortex-M3 | 72 MHz | 20 KB | 64 KB | -- | 3 € |
| Nucleo-64 (F446RE) | STM32F446RE | ARM Cortex-M4F | 180 MHz | 128 KB | 512 KB | -- | 15 € |
| WeAct STM32H743 | STM32H743VIT6 | ARM Cortex-M7 | 480 MHz | 1 MB | 2 MB | -- | 12 € |
Preise sind Richtwerte inkl. kompatibler Klone (z.B. von AliExpress). Original-Boards kosten teils deutlich mehr.
Achtung: "Arduino Uno" ist ein Board-Formfaktor, kein Chip. Der R3 hat einen ATmega328P (8-bit AVR), der R4 einen Renesas RA4M1 (32-bit ARM) -- völlig andere Architektur, gleiches Pinout.
Wann welchen Controller?
ATmega328P (Uno R3, Nano) -- der Klassiker für Einsteiger. 8-bit, einfach, riesige Community. Perfekt für einfache Sensor-Aktor-Projekte wie den Ausweichroboter. Begrenzt bei RAM und Rechenleistung.
ESP32 -- wenn WLAN gebraucht wird. Dual-Core, deutlich mehr Rechenleistung und Speicher als AVR. Als Klon-DevKit unschlagbar günstig. Niedriger Einstieg dank Arduino-Framework und riesiger Community. Für batteriebetriebene BLE-Anwendungen allerdings weniger effizient als Nordic.
RP2040/RP2350 (Pico, Pico 2) -- gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, programmierbar in MicroPython oder C/C++. PIO-Subsystem für Echtzeit-IO ohne CPU-Last. Der Pico 2 (RP2350) bringt doppelt so viel RAM, Cortex-M33 mit FPU und optionalen RISC-V-Kern.
nRF (Nordic) -- die Referenz für Bluetooth Low Energy. Sehr energieeffizient, unterstützt auch Zigbee und Thread (802.15.4). Der nRF5340 hat zwei Cortex-M33-Kerne (Applikation + Netzwerk getrennt), der neuere nRF54L bringt noch mehr Effizienz. Nordic investiert außerdem in On-Chip-ML: der nRF54LM20 integriert eine kleine NPU für Edge-AI-Anwendungen (Keyword Detection, Anomalieerkennung). Erste Wahl für batteriebetriebene Funkanwendungen und Wearables. Kehrseite: die Toolchain (Zephyr RTOS / nRF Connect SDK) ist deutlich komplexer als Arduino -- eher für Entwickler mit Embedded-Erfahrung.
STM32 -- das breiteste Portfolio: vom kleinen Cortex-M0 bis zum Cortex-M7 mit 480 MHz. Professioneller Standard in der Industrie. Mächtige Peripherie (ADCs, Timer, DMA), dafür steilere Lernkurve. STM32CubeIDE als offizielle Toolchain, oder PlatformIO/Arduino-Framework für den Einstieg.