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Tinkerforge: Mächtiger Elektronik-Baukasten für Raspberry-Pi-Fans

Raspberry-Pi-Fans aufgepasst: Mit Tinkerforge verleiht ihr Elektronik-Projekten Leben

Ein Elektronik-Baukasten mit rund 70 Modulen: Tinkerforge lässt und alt aussehen. Wir haben uns das System, das unter anderem für oder Heimautomation genutzt werden kann, auf der 2016 für euch angesehen.

Raspberry-Pi-Fans aufgepasst: Mit Tinkerforge verleiht ihr Elektronik-Projekten Leben

(Foto: Tinkerforge)

Tinkerforge-Wetterstation. (Foto: Tinkerforge)
Tinkerforge-Wetterstation. (Foto: Tinkerforge)

Mit dem quelloffenen Mikroprozessor Arduino und dem Einplatinenrechner Raspberry Pi stehen der Maker-Szene gleich zwei große Systeme zur Verfügung, auf die nicht nur Tüftler, sondern längst auch industrielle Anwender für eigene Projekte zurückgreifen. Bislang noch weniger bekannt ist dagegen der Elektronik-Baukasten Tinkerforge, der schon genauso lange wie der Raspberry Pi auf dem Markt ist – und der genau genommen auch keine Konkurrenz zu den beiden bekannten Systemen, sondern vielmehr eine Ergänzung mit eigener Schwerpunktsetzung ist.

Vom Uni-Projekt zum eigenen Startup

Hinter Tinkerforge stecken die beiden Gründer Olaf Lüke und Bastian Nordmeyer sowie der Mitarbeiter der ersten Stunde, Matthias Bolte. Die Idee zu ihrem System kam ihnen noch zu Studienzeiten an der Universität Paderborn: Ihre Zielsetzung, im Rahmen eines Uni-Projekts „teamfähige“ Fußball-Roboter zu entwickeln, scheiterte immer wieder daran, dass zunächst knifflige Elektronik-Probleme zu lösen waren. Warum also nicht ein System entwickeln, dachten Lüke und Nordmeyer, das die Elektronik von Haus aus mitliefert? So könnten sich Programmierer wieder auf die für sie eigentlich spannenden, Software-seitigen Fragen konzentrieren.

Gesagt, getan: Die Idee zu Tinkerforge war geboren, ein EXIST-Gründerstipendium und die Unterstützung durch das Entrepreneurship-Programm der Uni Paderborn taten ihr Übriges. Heute umfasst das Baukasten-System der Ostwestfalen rund 70 Module, die Anwendern das Tor zu individuellen Prototypen, ins Internet of Things und zu eigenen DIY-Projekten öffnen. Von den Verkaufserlösen kann sich das fünfköpfige Kernteam inzwischen ohne externes Kapital finanzieren.

So funktioniert das Tinkerforge-Baukastensystem

Der Baukasten im Überblick. (Foto: Tinkerforge)
Der Baukasten im Überblick. (Foto: Tinkerforge)

Die Tinkerforge-Module sind alle aufeinander abgestimmt. Insgesamt wartet das Baukasten-System mit drei verschiedenen Modul-Typen auf:

  1. Die Bricks, die allesamt 40x40mm messen, sind die Basis-Bausteine des Systems. Sie lassen sich per USB steuern und zu Stapeln zusammenstecken. In diesem Fall lässt sich ein ganzer Stapel über den USB-Port des untersten Bricks – der jetzt als Master-Brick fungiert – ansteuern. Im Unterschied zu Arduino oder Raspberry Pi hat jeder Brick eine feste Funktion, kommt also mit einer vorprogrammierten Software, die sich um die elektronischen Details kümmert. „Um Fragen wie ‚Wie muss ich einen Schrittmotor ansteuern, damit er eine schöne Beschleunigungskurve erzielt?‘ kümmert sich der Brick selbst“, erklärt Matthias Bolte. „Der User muss nur noch seine Parameter eingeben und los geht’s.“ Ein besonderer Brick ist der RED Brick, ein 4x4-Quadratzentimeter-großer Linux-PC, der es ermöglicht, das System auch ohne Anbindung an einen Desktop-PC zu betreiben (den RED Brick von Tinkerforge stellen wir euch hier ausführlich vor).
  2. Bricklets sind die Erweiterungsmodule und werden über Bricklet-Ports mit den Bricks verbunden. Während die Auswahl an Bricks überschaubar ist, sind der Fantasie bei den Bricklets keine Grenzen gesetzt: Von unterschiedlichen Ein- und Ausgabemöglichkeiten wie Knöpfen, Joysticks oder verschiedensten Displays über Motoren bis hin zu Sensoren für Spannung, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck oder Helligkeit – die rund 60 Bricklets decken fast jedes denkbare Anwendungsszenario ab. Und falls doch mal eine Funktion fehlt: Das System wird von Tinkerforge stetig erweitert.
  3. Die Master Extensions ermöglichen zu guter Letzt weitere Möglichkeiten neben USB, mit dem Master-Brick – also dem untersten Brick eines Stapels – zu kommunizieren. Beispiele für Master Extensions sind etwa die Ethernet-Extension oder die Wifi-Extension, die auch als Access-Point genutzt werden kann.

Der Baukasten bietet Komfort – hat aber seinen Preis

Preistechnisch kann Tinkerforge nicht mit dem kostengünstigen Raspberry Pi mithalten. Für einen einzelnen Brick müssen Käufer rund 50 Euro hinblättern, pro Bricklet kommen noch einmal fünf bis zehn, in Ausnahmefällen bis zu 30 Euro hinzu. Das Startup leidet zuweilen darunter, dass der Raspberry Pi so unverschämt günstig ist, erzählt Matthias: „Viele Leute haben keine Vorstellung mehr davon, was Hardware kostet.“ Dabei lasse sich der Raspberry Pi schon vom Ansatz her nicht mit Tinkerforge vergleichen, er sei immerhin ein speziell zu Lernzwecken entwickelter Basis-Computer, die dahinter stehende Raspberry Pi Foundation arbeite nicht gewinnorientiert.

„Ingenieure wissen die Zeitersparnis, die unser System ihnen bringt, sehr zu schätzen.“

Das ist bei Tinkerforge natürlich anders. In den letzten Jahren hat die Zahl der professionellen Anwender, die den Baukasten etwa fürs Prototyping einsetzen, stark zugenommen: „Die Ingenieure wissen die Zeitersparnis, die unser System ihnen bringt, in der Regel sehr zu schätzen“, erklärt Matthias. Tinkerforge bleibt nicht zuletzt wendig, weil es nach wie vor in Deutschland produzieren lässt: „Wir können bei unserem Bestücker zur Not auch mal eben vorbeifahren, wenn es ein Problem gibt.“ Auch das zeichnet das Startup in den Augen seiner Kunden aus, schlägt sich aber letztlich im Preis des Produkts nieder.

Heute, schätzt Matthias, widmet das Team 40-50 Prozent seiner Zeit der Arbeit für Firmenkunden, neben vielen Ingenieurbüros sind das zum Beispiel auch Forschungseinrichtungen wie Max-Planck- oder Fraunhofer-Institute. Verläuft das industrielle Prototyping so erfolgreich, dass ein Produkt in Serie gehen soll, steht Tinkerforge auch hier als Dienstleister zur Seite.

Ideen und Wünsche aus der Community

Die ursprüngliche Zielgruppe der Bastler und Tüftler soll deswegen allerdings nicht vernachlässigt werden. Unter tinkerunity.org findet sich ein Forum, in dem Nutzer Ideen austauschen, sich gegenseitig helfen und ihre Projekte vorstellen können. Von der durch einen Infrarot-Sensor getriggerten Benachrichtigungsfunktion, dass der Rasen mal wieder gemäht werden muss, über Wasserstandsmeldesysteme für Kellerräume bis hin zu automatisierten Cocktailmixern ist hier alles dabei.

Das Team hat die Erfahrung gemacht, dass Nutzer sich erst mit dem System vertraut machen müssen, um wirklich eigene Ideen generieren und umsetzen zu können. Daher bietet das Startup auch thematische Starter-Kits wie etwa ein Wetterstations-Set oder das Blinkenlights-Set mit seinem großen, frei programmierbaren Display an. Ein festes Curriculum etwa für Schulklassen wolle man aber nicht entwickeln, sagt Matthias: „Das System soll möglichst frei und kreativ zum Einsatz kommen.“

Olaf Lüke und Matthias Bolte auf der CeBIT 2016 –in einem der wenigen Momente der Ruhe am Tinkerforge-Stand. (Foto: t3n)
Olaf Lüke und Matthias Bolte auf der CeBIT 2016 – in einem der wenigen ruhigen Momente am Tinkerforge-Stand in der SCALE11. (Foto: t3n)

Tinkerforge ist nichts für blutige Anfänger

„Unser System kann man einem Sechsjährigen nicht unbedingt an die Hand geben.“

An dieser Stelle dürfte spätestens klar sein, dass Tinkerforge sich nicht an den unbedarften Erstnutzer richtet, anders als beispielsweise LittleBits, das viel verspielter aufgestellt ist und sich mit einem deutlich reduzierten Modulumfang auch an Kinder und Einsteiger richtet. „Unser System kann man einem Sechsjährigen nicht unbedingt an die Hand geben“, sagt Matthias.

Tinkerforge unterstützt die Programmiersprachen C/C++, C#, Delphi/Lazarus, Java, JavaScript, LabVIEW, Mathematica, MATLAB/Octave, Perl, PHP, Python, Ruby, Shell und Visual Basic .NET. Außerdem können die Module auch direkt per TCP/IP gesteuert werden. Das Software-Development-Kit für die einzelnen Module wird mitgeliefert.

Mindestens eine dieser Programmiersprachen sollten User gut verstanden haben, um wirklich mit dem System arbeiten zu können, empfiehlt Matthias – ganz ähnlich wie beim Raspberry Pi. Und tatsächlich harmonieren die beiden Systeme, die auf den ersten Blick wie Konkurrenten erscheinen mögen, ziemlich gut miteinander: Viele Nutzer, die sich aus einem Impuls heraus einen Raspberry Pi gekauft haben, landen auf der Suche nach konkreten Anwendungsszenarien früher oder später beim System von Tinkerforge. „In diesem Sinne hat Raspberry Pi den Markt enorm vergrößert“, sagt Matthias, „auch für uns.“

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Eine Antwort
  1. von Normalverdiener am 16.03.2016 (12:59 Uhr)

    "Von den Verkaufserlösen kann sich das fünfköpfige Kernteam inzwischen ohne externes Kapital finanzieren.".
    Da sieht man mal den Unterschied zur Startup-Industrie und sollte sich mal denken wo die vielen Startup-Milliarden bleiben...

    "Viele Leute haben keine Vorstellung mehr davon, was Hardware kostet". Die Presse könnte ja schreiben das ein RasPi ein dickes Netzteil und drumherum (Gehäuse, Kühlkörper) braucht statt immer nur den Preis des nackten Moduls zu benennen. Für 50 Euro gibts Tabletts bei den Großmärkten.
    M$ verdient das Geld schon Seit Ewigkeiten mit den Firmenkunden. Die können ein Surface oder BigPad oder Iphone für 3000...1500 Euro kaufen und steuerlich absetzen und die Vorsteuer zurück bekommen.
    Der kleine Bürger hat von derselben Geldmenge von z.b. 1000 Euro vielleicht noch 600 Euro übrig und kann sich grade mal das kleinste iPhone kaufen während die Firma die 1000 Euro + 190 Euro Vorsteuer/Umsatz-Steuer ins größte Iphone investieren kann.
    Ich würde also schauen das man bei Ebay billige China-Adapter/Sensoren/Aktoren findet (3 Wochen Wartezeit und evtl Zollbesuch) und mich auf Firmenkunden ausrichten.
    Apple bedient auch eher das obere Segment und lebt sehr gut damit.
    Das Vorbild sollten immer die Chinesen und Produkte beim Discounter. Aldi und Lidl erobern UK und inzwischen auch USA. Japan hat extreme Präzision bei Produktion und ist bei 6sigma immer Standardbeispiel während die Spaltmaße von USA-Autos bei TV-Sendungen immer belächelt werden. Deutschland hingegen sollte sich Preis-Sensitiv und stabil orientieren und nicht an Hochpreis-Kickstarter-Teilen für 200 Euro die eher für gutverdienende Single-Männer sind.

    Weil Router bis heute fast nie Bluetooth haben, würde ich
    http://t3n.de/news/arduino-7-einfache-esp8266-projekte-681034/
    supporten und z.b. mit Medion als Produzent und Discountern das Volk mit günstigen Master-Systemen und Sensoren und Aktoren (z.B. eine Klingel die im Garten klingelt wenn die Enkel mal wieder per Skype anrufen oder der Lieferdienst an der Tür klingelt) versorgen und Protokolle/APIs/... festlegen und den Firmen ähnliche Sensoren für Firmeneinsatz Made-In-Germany verkaufen weil die Hälfte der Mitarbeiter damit ihr Haus kontrolliert oder im Gewächshaus oder Schrebergarten informiert wird wenn der Boden austrocknet oder die Temperatur zu hoch ist.

    Wireless sehe ich hier nicht so sehr obwohl die Beispiele im Artikel es ja auch nennen und WiFi dank des verlinkten Controllers inzwischen sogar anscheinend gut bezahlbar ist..

    In diesem Kontext wird zwar immer das vernetzte Haus promoted, aber keiner ausser mir will das mal Hersteller usw. Ersatzteile für alles anbieten müssen und in diesem Zusammenhang z.b. billigere Motoren/Pumpen usw. (Staats-Subventionen für energiesparendere Heizungs-Wasser-Pumpen vor wenigen Jahren) und natürlich !wifi!-Steuergeräte oder Indikatoren den Stand der Spül/Waschmaschine melden und für 20 Euro Arbeitskosten nachgerüstet werden. Waschmaschinen und Spülmaschinen können doch gar nicht kaputt gehen so lange sie nicht vom LKW auf den Steinboden falln. Also sollte wie bei Autos und Fahrrädern billige Ersatzteile normal sein und das beinhaltet z.b. 12Volt für Selbstversorgung per Solar und Tesla Powerpack oder Camping-Wagen oder LKW oder halt natürlich auch WiFi/Bluetooth-Fähige Steuer-Geräte als Nachrüst-Teile. Wenn man die Spül/Waschmaschine an Warm-Wasser anschliesst kann man die Elektro-Heizspule oft auch abklemmen. oder man schliesst den Kühlschrank an draussen an und lässt ihn im Winter von draussen kühlen statt durch Strom. Auch sowas muss gesteuert werden.
    Und das (Hersteller, unabhängige Ersatzteil-Lieferanten in Ländern mit Fair-Use) wäre eine teilweise profitable Zielgruppe mit einem Massenmarkt als Multiplikator für das KnowHow.

    Plug-Systeme werden auf Dauer integriert auch um Kosten zu sparen und die berühmte Exponentielle Fehlerzunahme (2 Teile und die Verbindung haben statistisch viel mehr Fehler als wenn alles nur noch 1 Teil ist) zu vermindern. Die Northbridge oder Southbridge war jahrzehntelang auch ein Chip auf dem Mainboard und ist jetzt wohl mit in der CPU mit drin. Oder die ARM-SOCs wo man alles mögliche mit auf den Chip drauf macht. Dasselbe gilt also auch für hier. Bitcoin ging von CPU auf FPGA und dann auf ASICs welche alle 6-9 Monate in den Rechenzentren ausgetauscht werden. D.h. man steckt etwas zusammen und die beliebtesten Kombinationen kann man dann viel billiger in China als kleines Teil produzieren lassen.

    Und wegen Wireless/Bluetooth/WiFi stellt sich eh die Frage was wirklich nativ dazugehört und was nur per proprietärem Protokoll nicht einzeln kaufbar und mit allen anderen Geräten vernetzbar ist wie es für Kunden besser wäre. Man könnte eine geliebte Fernbedienung per IR-USB-Adapter an FireTVBox anschliessen und Opa würde weiter seine Fernbedienung nutzen können. Nicht jeder kann im Alter klar und deutlich sprechen oder hat die Ultimative Feinmotorik für kleine Fernbedienungen für kleine Hände. Logopäden sind hauptsächlich wohl für Schlaganfall-Opfer und vielleicht nicht so sehr gegen Sprach-Entwicklungs-Störungen in der Grundschule aktiv.
    Rentner haben Geld und Pensionen. Kleine Normalverdiener nicht unbedingt.
    Home-Control setzt sich bis heute nicht durch weil alle Geräte unterschiedliche proprietäre APIs sprechen und vorhandene krass teure Infrastrukturen (speziell in Büro-Immobilien) nicht nach- oder aufrüstbar sind. Verbessernder Teilaustausch ist (wie bei Heizungen und Waschmaschinen und natürlich Autos) natürlich viel besser als alles rausreissen, monatelang nicht arbeiten können und superteuer irgendwas neues kaufen womit man dann auch nicht zufrieden ist.

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