Tech

Klein maar fijn: hoe de minicomputer het bedrijfsleven verovert

Malini Witlox • 17 juli 2019 16:26 @maliniwitlox

De Arduino is piepklein en goedkoop, maar kan hetzelfde als een normale pc. Beeld © Getty Images.

Een nieuw product ontwikkelen is vaak peperduur. Van de oven tot een wekker: overal zit een printplaat op maat in, die aanstuurt wat er moet gebeuren als iemand op een knop drukt. Maar zo'n printplaat is duur, dus kiezen bedrijven vaker voor minicomputers. Die werden oorspronkelijk ontwikkeld om kinderen te enthousiasmeren voor techniek, maar nu ingezet door grote bedrijven als Sony en NXP.

Veel mensen realiseren het niet, maar in tal van apparaten die we in huis hebben zitten printplaten die bepaalde taken uitvoeren. Van digitale weegschaal tot wasmachine; alles is via printplaten en software ingeregeld.

De printplaat is het technisch hart van een apparaat. De componenten op de plaat - zoals de weerstand en de transformator - zorgen ervoor dat het apparaat doet waar het voor bedoeld is, bijvoorbeeld wassen op veertig graden. 

Minicomputer in opmars

Een printplaat wordt op maat gemaakt voor een specifiek doel, waardoor er vaak een stevig prijskaartje aan zit. Een goedkoper alternatief is de minicomputer, zoals de Raspberry Pi (zie kader). De eerste versie daarvan kwam in februari 2012 op de markt. De minicomputer was door de Universiteit van Cambridge ontwikkeld voor educatieve doeleinden en om kinderen te enthousiasmeren voor techniek. 

Inmiddels zijn we zeven jaar en meerdere versies van de minicomputer verder en langzaam verovert de Raspberry Pi de zakelijke wereld. Hij wordt onder meer gebruikt door Sony en NXP.

Waterstoftankstations

Heb je een auto die op waterstof rijdt? De kans bestaat dan dat je tankstation is uitgerust met de Revolution Pi. Dat is een variant van de gewone Raspberry, waarvan de printplaat met 24 volt-aansluiting speciaal is uitgerust met voor de industrie geschikte interfaces en aansluitingen.

Deze printplaat, die in een speciale behuizing zit, functioneert bij temperaturen van -40 tot 55 graden. Met opensourcesoftware kan de Revolution PI machines en installaties besturen en procesgegevens direct naar de cloud verzenden.

Het Europese databedrijf Enda, dat milieugerelateerde data verzamelt, heeft verschillende waterstoftankstations uitgerust met de minicomputer. Is er onderhoud nodig of is de brandstof bijna op? Dan stuurt de computer een waarschuwing aan de monteurs.

De Japanese engineer Shota Ishiwatari toont het robotje 'Rapiro', dat wordt aangedreven door een Raspberry Pi. Beeld © ANP Foto

'Standaard voor nieuwe generatie'

Wetenschapper Rolf Hut van de TU Delft werkt regelmatig met de minicomputers. De ingenieur zoekt bewust naar goedkope en slimme oplossingen voor maatschappelijke problemen. 

Hij geeft aan eerstejaars natuurkundestudenten het vak Design Engineering. "Bedrijven zullen in de toekomst vaker naar microcontrollers grijpen om een probleem op te lossen. Er komt nu een hele generatie ingenieurs op de markt die dit standaard vinden. Zo zat er in de slaaprobot van Somnox in de ontwerpfase een Arduino."

De minicomputers worden door bedrijven vaak gebruikt voor presentatiedoeleinden. Een snackbar kan bijvoorbeeld de reclame-acties op een beeldscherm tonen, dat wordt aangestuurd door een Raspberry. "Dat is veel goedkoper dan aansluiten op een conventionele pc", vertelt Hut.

Regenmeters

Hut was mede-oprichter van Disdro, een bedrijf dat regenmeters op de markt brengt. In hun eerste prototypes gebruikten zij daarvoor een Arduino. "Dat is een simpel te programmeren minicomputer die makkelijk met sensoren communiceert. Zeker als je maar een paar metingen moet doen, zou ik voor een Arduino kiezen tijdens de ontwikkeling."

Hij beschrijft hoe dat werkt: "Bij de regensensor gaven we simpele opdrachten zoals: 'Meet hoe groot een regendruppel is en sla die waarde op.' Het is onzin om tijdens ontwikkeling voor zo'n opdracht al een eigen printplaat voor duizenden euro's te ontwikkelen."

Rolf Hut. Beeld © RTLZ/Toekomstmakers

NXP

Ook bij de Nederlandse chipfabrikant NXP gebruiken ze de minicomputers. "Op de R&D-afdeling worden ze gebruikt in eenvoudige testopstellingen", vertelt een woordvoerder. "Het grote voordeel is dat ze goedkoop zijn en op Linux draaien. Maar sinds kort is vooral onze Coral Dev Board populair."

NXP produceert deze nieuwe computer, die sinds het voorjaar van 2019 op de markt is. Hij lijkt op een Raspberry, maar is met 150 dollar veel duurder. Volgens initiatiefnemer Google is de minicomputer onder meer geschikt voor het aansturen van artificiële intelligentie.

Zelfs Sony overstag

De minicomputer mag dan geliefd zijn bij startups, ook grote gerenommeerde bedrijven gaan overstag. 'Practice what you preach', moeten ze bij Sony hebben gedacht. Het bedrijf dat voor The Raspberry Pi Foundation minicomputers produceert, gebruikt deze zelf ook in haar fabriek in Wales. Volgens magazine Forbes zijn er maar liefst 60 Raspberry's op verschillende plekken in de fabriek gemonteerd.

Ze houden het productieproces in de gaten. Zo worden met sensoren de temperatuur, trillingen en het energieverbruik van de machines gemeten. Sommige Pi's zijn uitgerust met camera's die onregelmatigheden opsporen. Sony rolt het gebruik van de minicomputers nu uit naar twee fabrieken in Japan en een fabriek in Azië.

Elektronica in je huiskamer

Jack van Nuenen, die werkt als embedded systems designer bij softwarebedrijf VNS, ziet ook dat minicomputers in opkomst zijn. 

"Vorig jaar werd ik benaderd door een bedrijf dat een product wilde maken om medisch gereedschap te reinigen door het met UV-c licht te bestralen. De kleppen van de kast waar het gereedschap in lag, moesten open gaan. Het licht moest aangaan, het licht moest een bepaalde tijd actief zijn. In het verleden zou je dan met een programmable logic controller (PLC) werken. Dat is een apparaat met een microprocessor dat een vaste voorgeprogrammeerde cyclus uitvoert. Nu kan een Raspberry die taak doen."

'Niet idiot-proof' 

Van Nuenen plaatst wel een kanttekening bij de minicomputers. "Bij een dedicated embedded system (printplaat) is alles op maat. Het is daarmee idiot-proof. Een minicomputer kun je voor verschillende toepassingen gebruiken. Ik vraag me af of het altijd door de certificering komt."

De techneut ziet meer in proof of concept-toepassingen. "Als een product commercieel op de markt komt, ben ik voor het gebruik van printplaten. Je moet voorkomen dat onnozele mensen gaan prutsen. Maar voor de ontwerpfase zijn minicomputers ideaal."

Minicomputers

Minicomputers heten niet voor niets zo. Ze zijn piepklein. Zo is de Raspberry Pi 4 die in juni 2019 werd gelanceerd slechts 8 centimeter lang en 5 centimeter breed. De minicomputer heeft geen behuizing, zoals je gewend bent van bijvoorbeeld een laptop of desktop. Het gaat eigenlijk om een printplaat met daarop verschillende aansluitingen, onder meer voor USB. De Raspberry kan overweg met verschillende besturingssystemen, waaronder Linux.

Het verschil met een printplaat op maat is, dat die op maat gemaakte printplaat specifiek voor een bepaalde toepassing gemaakt is, bijvoorbeeld het kiezen van het juiste ovenprogramma. Een minicomputer kan meer en wordt niet specifiek voor bijvoorbeeld een oven of wasmachine ontwikkeld. Het is daarom goedkoper om in de ontwikkelfase van een product een minicomputer te gebruiken.

Een concurrent van de Raspberry is de Arduino, die draait op een eigen besturingssysteem. Er zijn ook andere minder bekende minicomputers in omloop, onder meer van Chinese makelij. Het gaat vaak om een afgeleide van de Arduino.

Verder wordt veel verwacht van de Google Coral Dev Board Coral, de nieuwe minicomputer van Google, die in het voorjaar van 2019 op de markt is gekomen.

Bron • RTLZ