PCB-Mikrocomputer (Industrie-SBCs und Embedded-Boards) sind die heimlichen Arbeitstiere in Kiosken, Fahrzeug-Gateways, Schaltschränken und Onboard-Transportsystemen.

• Plattformen vergleichen: x86/x64 vs. ARM, einschließlich Raspberry Pi und Industrie-ARM-Boards
• OS-Optionen verstehen: Linux vs. Windows vs. Bare-Metal („Basic“)
• Alternativen bewerten: Android MicroPC und Tibbo Device Server
• Nach Anwendungsfall wählen: Fabriken, Fuhrparks, Schiene, Logistik, Smart City und Edge AI
• Total Cost of Ownership (TCO) schätzen: Lebenszyklus, Wartung, Ausfälle, Updates und Compliance

PCB-Mikrocomputer – oft als Industrie-SBCs (Single-Board Computer), Embedded-Controller-Boards oder Mikro-PCs auf einer Leiterplatte bezeichnet – sind das Gehirn moderner Automatisierung, mobiler Telematik, Ticketing-Systeme und vieler 24/7-Geräte. Im Gegensatz zu Büro-PCs sind diese Boards darauf ausgelegt, Vibrationen, Temperaturzyklen, Staub und lange Serviceintervalle zu überstehen, bei denen „einfach neu starten“ kein akzeptabler Wartungsplan ist.

In diesem Leitfaden vergleichen wir x86/x64- und ARM-Plattformen (einschließlich Raspberry Pi), bewerten die Rolle von Android MicroPC-Geräten und erklären, wo ein dedizierter Tibbo Device Server einen vollwertigen SBC schlagen kann. Wir decken auch praktische OS-Strategien (Linux vs. Windows vs. Bare-Metal) ab und zeigen, wie man die Total Cost of Ownership (TCO) schätzt – der Faktor, der bei Industrie- und Transportprojekten meist über die gewinnende Architektur entscheidet.

Was „PCB-Mikrocomputer“ in Industrie- und Transportprojekten bedeutet

Ein PCB-Mikrocomputer ist eine kompakte Rechenplattform, bei der CPU, RAM, Speicherschnittstellen und I/O auf einer Platine vereint sind, die in ein Gehäuse, ein Fahrzeug-Gateway oder einen Schaltschrank integriert werden kann. Er bietet typischerweise:

• Breites I/O-Spektrum: Ethernet, USB, UART, RS-232/RS-485, CAN, GPIO, SPI/I2C, teils PoE
• Industrielle Stromversorgung: 9–36V oder weiter Eingang, Transientenschutz, Zündungserkennung für Fahrzeuge
• Langer Lebenszyklus: stabile Stückliste (BOM) und Verfügbarkeit weit über Consumer-Hardware hinaus
• Robustheit: lüfterloses Design, Optionen für Schutzlackierung (Conformal Coating), vibrationsfeste Anschlüsse
• Flexibilität bei der Integration: Embedded-Montage, Hutschienen-Träger, kundenspezifische Backplanes

Im Transportwesen (Busse, Bahnen, Schiene, Logistikflotten) erscheint das gleiche Konzept als Onboard-Computer für Telemetrie, E-Ticketing, Fahrgastinformationssysteme und Sicherheit/Überwachung. Die Anforderungen sind strenger: Spannungsstörungen, Kaltstarts, ständige Vibrationen und strikte Wartungsfenster.

Plattform-Landschaft: x86/x64 vs. ARM (und warum es nicht nur um Leistung geht)

Die Wahl einer Plattform ist nicht nur eine CPU-Benchmark-Entscheidung. In Industriesystemen definiert die Plattform Ihr Software-Ökosystem, die Zuverlässigkeit der Gerätetreiber, den Sicherheitsupdate-Ansatz, die Peripherie-Kompatibilität und das langfristige Lieferkettenrisiko.

x86 und x64 (Intel/AMD): Das Kompatibilitäts-Kraftpaket

x86/x64 dominiert, wenn Sie maximale Kompatibilität mit industriellen Software-Stacks, Windows-basierten HMI/SCADA, Legacy-Treibern oder spezieller Peripherie benötigen. Typische Stärken sind:

• Software-Verfügbarkeit: breite Unterstützung für Unternehmens- und Industrieanwendungen
• Windows-Ökosystem: einfachster Pfad für Windows IoT und viele Hersteller-Tools
• Virtualisierung: hilfreich für Konsolidierungs-, Isolations- und Migrationsprojekte
• PCIe-Erweiterung: reifere Unterstützung für fortschrittliche NICs, Beschleuniger und Capture-Karten

ARM: Effizient, integriert und oft kostenoptimiert

ARM-basierte SBCs sind attraktiv für niedrigen Stromverbrauch, integrierte I/O und einfachere Edge-Aufgaben. Sie glänzen in Sensor-Gateways, IoT-Bridges, leichtgewichtigem Edge-Computing und energie-sensiblen Einsätzen. Hauptstärken:

• Energieeffizienz: ideal für batteriegepufferte oder dauerhaft aktive Remote-Knoten
• Integrierte Peripherie: SPI/I2C/GPIO/Seriell oft „nativ“ und reichlich vorhanden
• Niedrigere Stückkosten: besonders bei großvolumigen, standardisierten Einsätzen
• Starkes Linux-Ökosystem: gute Eignung für containerisierte Edge-Dienste

Schnellvergleich der Plattformen

Raspberry Pi in Industrie & Transport: Tolles Tool, falsche Annahmen

Raspberry Pi ist oft das erste Board, zu dem Ingenieure greifen, weil es zugänglich, dokumentiert und von einer riesigen Community unterstützt wird. Aber in echten Industrie- und Transportumgebungen erfordert die Entscheidung Klarheit: Raspberry Pi kann exzellent sein – wenn man ein Industriesystem korrekt darum herum aufbaut.

Wo Raspberry Pi Sinn macht

• Prototypen und Pilotprojekte, bei denen die Zeit bis zur ersten Demo zählt
• Edge-Gateways mit geringer Rechenlast und vorhersehbarer Peripherie
• Digital Signage mit kontrollierter Lieferkette und stabilen Images
• Labor-/Bildungseinsätze, die später auf Industrie-SBCs migriert werden

Wo Raspberry Pi in der Produktion oft scheitert

• Speicherrisiko: SD-Karten sind keine Industrie-SSDs; man braucht eine echte Endurance-Strategie
• Verfügbarkeitsschwankungen: Consumer-Lieferengpässe können Projekte stören
• EMV und Gehäuse: Abschirmung, Erdung und Anschlüsse müssen professionell geplant werden
• Wartung: Unverwaltete OS-Images und Updates werden schnell zu einem Flottenproblem

Wenn Raspberry Pi Ihre Wahl ist, behandeln Sie ihn wie ein Industrieprodukt: Nutzen Sie Industriespeicher (oder SSD-Boot), festgeschriebene OS-Images, Watchdogs, thermisches Management und einen kontrollierten Update-Kanal. Andernfalls wird der Raspberry Pi zum „billigen Board“, das teure Ausfallzeiten verursacht.

Android MicroPC: Wenn das „Appliance-UI“ allgemeine Rechenleistung schlägt

Android MicroPC-Geräte sind kompakte Computer auf SoC-Basis, die oft für Medienwiedergabe, Kioske, Infotainment und einfache Edge-Schnittstellen genutzt werden. Im Industrie-/Transportkontext kann Android überraschend effektiv sein, wenn die Last hauptsächlich aus UI, Touch-Interaktion, Medien und Cloud-Integration besteht.

Vorteile von Android MicroPC im Feld

• Schnelle UI-Entwicklung: reife Frameworks und Hardwarebeschleunigung
• Appliance-Verhalten: konsistenter Boot-to-App-Betrieb (Kiosk-Modus)
• Niedriger Stromverbrauch: typische SoC-Effizienz eignet sich für Dauerbetrieb
• Peripherie-Ökosystem: Kameras, LTE-Modems, Bluetooth, GNSS integrieren sich oft reibungslos

Einschränkungen, die man akzeptieren muss

• Industrielle I/O: RS-485/CAN/Modbus erfordern oft Gateways oder herstellerspezifische Treiber
• Lifecycle-Management: Update-Politik hängt vom Hersteller ab; Langzeitsupport kann unsicher sein
• Harte Echtzeit: Android ist kein Echtzeit-Betriebssystem; deterministische Steuerung passt nicht gut

Eine Faustregel: Nutzen Sie Android MicroPCs für Kiosk-ähnliche Rollen (Fahrkartenautomaten, Fahrgastbildschirme, Disponententerminals) und kombinieren Sie sie mit einem dedizierten Industrie-Controller oder Gateway für deterministische I/O-Aufgaben.

Tibbo Device Server: Die Option „Weniger Computer, mehr Zuverlässigkeit“

Wenn Ihre Hauptaufgabe darin besteht, Legacy-Seriell-Geräte (RS-232/RS-485) in Ethernet/IP-Netzwerke einzubinden, kann ein vollwertiger SBC unnötig sein. Tibbo Device Server und ähnliche Embedded-Gateways können besser geeignet sein: weniger bewegliche Teile, weniger Updates, einfachere Fehlermodi und oft höhere Zuverlässigkeit für reine Konnektivität.

Was ein Device Server gut löst

• Seriell-zu-Ethernet-Bridging für Modbus RTU, NMEA, proprietäre Protokolle
• Zuverlässige Port-Virtualisierung und Remote-Management
• Industrielle Feldverkabelung mit minimalem OS-Wartungsaufwand
• Einsätze, bei denen „keine unnötige Software“ eine Sicherheitsanforderung ist

Wann Sie dennoch einen vollwertigen PCB-Mikrocomputer benötigen

• Edge-Analytics, lokale Datenbank oder komplexe Logik
• Multi-Interface-Gateways (LTE, Wi-Fi, GNSS, CAN) mit lokaler Verarbeitung
• Mehrere Anwendungen, Container oder kundenspezifisches UI

Device Server vs. SBC vs. Android MicroPC: Praxistabelle

Betriebssysteme: Linux vs. Windows vs. Bare-Metal („Basic“)

Die Wahl des Betriebssystems beeinflusst alles: Treibersupport, Sicherheitsupdates, Remote-Management, Application-Stack und den täglichen Aufwand, eine Flotte stabil zu halten.

Linux: Flexibel, automatisierbar und ideal für Edge-Gateways

• Stärken: starkes Networking, Container, Automatisierung, Kostenkontrolle, Anpassbarkeit
• Ideal für: Gateways, Edge-Services, Datenerfassung, Protokollübersetzung
• Vorsicht: Erfordert diszipliniertes Image-Management und Update-Policies

Windows (einschließlich IoT / Embedded-Varianten): Der Pfad für App-Kompatibilität

• Stärken: Hersteller-Tools, Windows-HMIs, viele Peripheriegeräte funktionieren „einfach so“
• Ideal für: SCADA/HMI, industrielle UI-Apps, Unternehmensintegration
• Vorsicht: Update-Strategie, Lizenzmodell, langfristiger Wartungsansatz

Bare-Metal / Basic Firmware: Minimale Angriffsfläche, maximale Kontrolle

„Basic“-Systeme – Mikrocontroller-Firmware oder winzige RTOS-Stacks – sind immer noch relevant, wenn man folgendes benötigt: deterministisches Verhalten, minimale Wartung und eine sehr kleine Sicherheits-Angriffsfläche.

• Stärken: Zuverlässigkeit, geringer Overhead, vorhersagbares Verhalten
• Ideal für: einfache Controller, Konnektivitäts-Boxen, dedizierte Appliances
• Vorsicht: Begrenzte Funktionen, höhere Entwicklungskosten für komplexe Logik

OS-Entscheidungsmatrix

Industrie- und Transport-Anwendungsfälle: Wo PCB-Mikrocomputer glänzen

PCB-Mikrocomputer gewinnen meist dann, wenn man eine kompakte, robuste, integrierbare Plattform benötigt, die kontinuierlich in der realen Welt überlebt. Hier sind die häufigsten wertschöpfenden Einsätze.

Industrie (Fabriken, Energie, Versorgungsunternehmen)

• Edge-Gateways: Datenerfassung von SPS und Sensoren (Modbus, OPC UA Gateways)
• Machine-Vision-Edge-Knoten: Vorverarbeitung von Bildern vor der Cloud/zentralen Analyse
• SCADA/HMI-Panels: Embedded PCs hinter Touchscreens und Industriemonitoren
• Predictive Maintenance: Vibrations-/Temperaturüberwachung mit lokaler Analyse

Transport (Flotte, Schiene, Logistik)

• Telematik-Gateways: GNSS + LTE + CAN/OBD Integration mit lokaler Pufferung
• Ticketing & Fahrgastinfo: Onboard-Validierungssysteme, Displays, Routendaten
• Video + Speicher: NVR-Lösungen in Fahrzeugen mit stoßfestem Speicher
• Kaltstart und Power-Events: Ausgelegt für Zündzyklen und Spannungsspitzen

Smart City / Öffentliche Infrastruktur

• Parkscheinautomaten und Straßenschränke mit Industriespeisung und Wetterschutz
• Fernüberwachungsknoten für Beleuchtung, Verkehrssteuerung und Umweltsensorik
• Vernetzte Kioske und Außenterminals (oft kombiniert mit Klimatisierungsgeräten)

Preis vs. Qualität: Wofür Sie wirklich bezahlen

Ingenieure vergleichen oft nur den Stückpreis. Bei Industrie- und Transporteinsätzen sind die wahren Kosten jedoch nicht das Board – es ist der Service-Lebenszyklus. Deshalb werden billige Consumer-Boards manchmal zur teuersten Wahl.

Typische Preisbänder (Grobe Orientierung)

Anstatt sich nur auf den Preis zu konzentrieren, bewerten Sie: erwartete Ausfallkosten, Support-Aufwand, benötigte Ersatzteile und die Kosten für Vor-Ort-Wartungseinsätze. Im Transportwesen kann ein einziger Technikereinsatz den Preisunterschied zwischen Consumer- und Industrie-Hardware übersteigen.

Total Cost of Ownership (TCO): Der Realitätscheck

TCO ist die Summe aller Kosten über die Lebensdauer eines Produkts: Design, Integration, Rollout, Updates, Ausfälle, Ersatz und Migration am Ende der Laufzeit. In Industrie- und Transportsystemen kann die TCO die Hardwarekosten bei weitem übersteigen.

TCO-Komponenten, die Sie einbeziehen sollten

• Engineering-Kosten: Portierung von Treibern, Erstellung von Images, Testautomatisierung, Compliance
• Produktionskosten: Trägerboards, Steckverbinder, Gehäuse, thermische Komponenten
• Flottenmanagement: Fernüberwachung, Update-Pipelines, Incident Response
• Ausfallkosten: Umsatzverluste, SLA-Strafen, betriebliche Störungen
• Ersatzteilstrategie: Lagerhaltung, Kompatibilität über Revisionen hinweg
• End-of-Life: Migrationsaufwand, wenn die Plattform nicht mehr verfügbar ist

Einfache TCO-Vergleichstabelle (Beispiellogik)

Das Fazit: Wenn Ihr Gerät rund um die Uhr, in Fahrzeugen, im Freien oder in Industrieschränken arbeiten muss, gewinnen Sie selten, indem Sie einen kleinen Betrag beim Board sparen und später wiederholt für Wartung und Ausfallzeiten bezahlen.

So wählen Sie den richtigen PCB-Mikrocomputer: Praktische Checkliste

1) Beginnen Sie mit dem Anwendungsfall (nicht mit der CPU)

• Geht es primär um Konnektivität (Seriell-zu-Ethernet)? Device Server in Betracht ziehen.
• Geht es primär um UI und Medien? Android MicroPC oder x86 mit festem Image.
• Geht es um Edge Compute mit Analytics? Industrie x86/x64 oder starker ARM mit Industriespeicher.

2) Definieren Sie die Umgebung

• Temperaturbereich, Kondensationsrisiko, Staubbelastung
• Fahrzeug-Power-Events: Kaltstart, Lastabfälle, Zündzyklen
• Vibrations- und Schockvorgaben (Montage + Steckverbinder zählen)
• EMV/EMI-Anforderungen (Abschirmung, Erdung, Metallgehäuse)

3) Planen Sie den Software-Lebenszyklus vorab

• Wie werden die Geräte aktualisiert? Geplante Fenster? OTA? Nur im Depot?
• Wie wird der Status überwacht (Watchdog, Telemetrie, Logs)?
• Wie sieht die Sicherheitsrichtlinie aus (Patching, Zertifikate, Zugriffskontrolle)?

4) Die Speicherstrategie ist nicht optional

• Industrie-SSD/eMMC für 24/7-Schreiblasten bevorzugen
• Read-only-Root-Partitionen oder Overlay-FS nutzen, wo möglich
• Log-Rotation und Telemetrie-Pufferung sorgfältig implementieren

5) Bewerten Sie Hersteller und Lieferkette

• Erwartete Verfügbarkeit: 3–5 Jahre vs. 7–10 Jahre zählt im Transportwesen
• Qualität der Dokumentation und Treibersupport
• Fähigkeit, konsistente Revisionen und Langzeitsupport zu bieten

Empfohlene Architekturmuster (Industrie & Transport)

Muster A: „Gateway + Cloud“ für Flotten und Remote-Standorte

• Industrie-ARM-SBC mit LTE/GNSS + RS-485/CAN Schnittstellen
• Linux mit Containern für Protokollübersetzung und Pufferung
• Optionaler Device Server für isolierte serielle Netzwerke

Muster B: „Windows HMI + Embedded IO“ für die Automatisierung

• x86/x64 Industrie-Board mit Windows (oder IoT-Varianten)
• Dedizierte I/O-Module (RS-485, GPIO, Feldbus) mit bekannten Treibern
• Strikte Update-Fenster + Kiosk-Modus-Umgebung

Muster C: „Android Terminal + Industrie-Gateway“ für Kioske

• Android MicroPC übernimmt UI und Benutzerinteraktion
• Industrie-Gateway/Device Server übernimmt Modbus/Seriell und sicheres Networking
• Klare Trennung reduziert Angriffsfläche und Wartungsaufwand

Fazit: Das beste Board ist das mit den geringsten „Überraschungskosten“

PCB-Mikrocomputer sind das Fundament moderner Industrie- und Transportsysteme – von Fabrik-Gateways bis hin zu Onboard-Flotten-Controllern. Das gewinnende Design ist selten das billigste Board in einer Tabelle. Es ist die Plattform, die folgendes bietet: stabile Versorgung, vorhersagbarer Software-Lebenszyklus, zuverlässige I/O und einen realistischen Pfad, eine Flotte über Jahre hinweg zu verwalten.

Wenn Sie maximale Kompatibilität und industriellen Softwaresupport benötigen, ist x86/x64 oft die sicherste Wahl. Wenn Sie Effizienz und integrierte I/O für Gateways benötigen, können ARM-Plattformen exzellente Werte liefern. Für reine Konnektivitätsaufgaben können Tibbo Device Server und ähnliche Gateways einen vollwertigen SBC in Sachen Zuverlässigkeit und Wartungskosten übertreffen. Und wenn die Last UI-zentriert ist, kann ein Android MicroPC eine effiziente Appliance sein – besonders in Kombination mit einem Industrie-Gateway.

Letztendlich sollte Ihre Entscheidung von der TCO getrieben sein: Wartungsaufwand, Update-Strategie, Ausfallrisiko und Lieferkettenstabilität. Hier beweisen Industrie-taugliche PCB-Mikrocomputer ihren Wert – nicht nur in der Leistung, sondern in Jahren vorhersagbaren Betriebs.