NucleoOS
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Installieren

Ein Mikrocontroller, der sich für eine Workstation hält.

NucleoOS ist ein Betriebssystem für den M5Stack Cardputer. Ein einziger ESP32-S3 mit 512 KB RAM und ohne PSRAM führt echte Apps auf seinem 240 × 135-Display aus — und liefert jedem Browser in deinem WLAN einen vollständigen Desktop.

Im Browser installieren Quellcode auf GitHub

Aktuelle Version v0.7.3Cardputer und Cardputer ADV · eine universelle Firmware · kostenlos für nicht-kommerzielle Nutzung

Ein M5Stack Cardputer mit NucleoOS Ein M5Stack Cardputer mit NucleoOS
Start — ANIMA steht immer vornSpiele — 17 native TitelBüro — Uhr, Dateien, NotizenSystemwerkzeugeSuche beim TippenKontrollzentrumEinstellungenTon und Offline-Stimme
Start — ANIMA steht immer vornEchte Renderings der nativen Oberfläche. Blättern mit ← → — oder mit , und / wie am Gerät.Gerätefoto © M5Stack; der Bildschirm ist ein echtes NucleoOS-Rendering.

240 × 135 in der Hand. Ein ganzer Desktop im Browser.

Auf dem Cardputer

Die native Oberfläche ist immer da, ganz ohne Handy oder PC: ein Launcher im Smartwatch-Stil, große Schrift, Suche beim Tippen, Zeilensprung mit 1–9 in Listen, Spiele, Medien, Sensoren und das Security-Labor.

In jedem Browser in deinem WLAN

Öffne die Adresse, die der Cardputer anzeigt, und du bekommst NucleoOS Web: echte Fenster, ein Startmenü, Andock-Layouts, Alt-Tab, Drag-and-drop, Sperrbildschirm und globale Suche.

Der native Launcher auf dem 240 × 135-Display des Cardputer

Das Gerät liefert die Dateien. Die schwere Arbeit macht dein Browser — nie der 18-KB-Heap des Cardputer.

ANIMA antwortet offline. Wenn es etwas nicht weiß, sagt es das.

ANIMA ist der in NucleoOS eingebaute Assistent. Er öffnet Apps, rechnet und rechnet um, setzt Erinnerungen und antwortet aus seinem eigenen Wissenspaket — ohne Cloud und ohne Sprachmodell. Er ist darauf ausgelegt, nur mit dem zu antworten, was er weiß, und es zu sagen, wenn er etwas nicht weiß.

  1. Duwhat is 12% of 80

    ANIMA12% of 80 = 9.6.

    L0 · percent · 95%

  2. Duconvert 10 km to miles

    ANIMA10 km = 6.21371 miles.

    L0 · convert · 96%

  3. Duopen the calculator

    ANIMAOpening calculator.

    L0 · open app · 75%

  4. Duremind me to call john tomorrow at 9

    ANIMAReminder “call john” tomorrow at 09:00.

    L0 · add event · 86%

  5. Duwhat is the capital of mars

    ANIMAI don’t know.

    no match · abstains

Echte Antworten des ANIMA-Host-Builds (v0.4.0), mit der Stufe und der Konfidenz, die er meldet. Die Offline-Engine von ANIMA versteht Italienisch und Englisch, daher ist dieses Gespräch auf Englisch.

Erst das Günstigste, immer ehrlich

  1. L0

    Intents und FAQ

    Unter 1 ms, kein SD-Zugriff, kein Modell. Deckt 70–90 % der alltäglichen Anfragen ab.

  2. L1

    Binäre Suche

    64-Byte-Embeddings per Popcount verglichen, dann ein int8-Rerank — antwortet nur oberhalb einer Konfidenzschwelle.

  3. L2

    Zusammengesetzt, nie erfunden

    Passagen wörtlich aus dem Wissenspaket, mit ihrer Quelle.

  4. L3

    Cloud, nur wenn du es erlaubst

    Ein optionales Online-Modell. Sonst sagt ANIMA „Ich weiß es nicht.“

Ein Gehirn, drei Laufzeiten, dieselbe Antwort

Die Engine von ANIMA ist einmal in C geschrieben. Ein Paritätstest schickt jede Anfrage durch jeden Build und verlangt byte-identische Antworten.

  • ESP32-S3Auf dem Cardputer, komplett offline
  • Dein BrowserDasselbe C, nach WebAssembly kompiliert
  • PCDer Host-Build, auf dem die Tests laufen

Nimm das beste Gehirn, das du hast

Im Web-Desktop steigt ANIMA eine Leiter von Engines hinauf und zeigt dir, welche geantwortet hat. Fakten und Befehle — Uhrzeit, Akku, Dateien, Einheiten, Rechnen — werden immer exakt beantwortet, nie von einem Modell.

  1. Cardputer

    Immer da

    Die Offline-Engine in C: Suche, ein Wissensgraph, Mathematik und Einheiten. Sie erfindet nie einen Fakt, den sie nicht hat.

  2. Browser

    Offline, privat

    Das C des Cardputer, nach WebAssembly kompiliert — oder ein vollständiges Sprachmodell auf WebGPU (Qwen3-1.7B).

  3. Dein PC

    Kostenlos, ohne Schlüssel

    Ollama, LM Studio, llama.cpp oder Jan auf dem Rechner, mit dem du surfst. Die Einstellungen zeigen, was läuft, und legen pro Aufgabe ein Modell fest.

  4. Cloud

    Wenn du einen Schlüssel hinzufügst

    Claude, Groq, Grok oder Gemini, direkt aus deinem Browser aufgerufen. Deine Schlüssel bleiben auf der SD-Karte des Cardputer.

Einmal einrichten. Der Agent, die Spiele, Paint, der Rekorder und das Diktat folgen derselben Wahl — und der Privatmodus entfernt bei allen jeden Schritt ins Internet, sodass nichts deinen Rechner verlässt.

512 KB. Kein PSRAM. Jedes Byte verplant.

Der ESP32-S3 im Cardputer hat 512 KB SRAM und keinen externen RAM. NucleoOS hält einen festen Kern und gibt den Rest jeweils einem Transportprofil, sodass nur das Funkmodul Speicher belegt, das du gerade nutzt.

  • 80 KBBoot-ROM und Systemdaten
  • 40 KBFreeRTOS und Dienst-Stacks
  • 16 KBEvent-Bus
  • 16 KBSD-Kartenpuffer
  • 14 KBDisplay (Teil-Framebuffer)
  • 20 KBApp-Laufzeit und Automations-VM

Apps belegen Speicher beim Öffnen und geben ihn beim Schließen frei. Spiele starten mit frischem Heap neu. Der Web-Desktop kostet das Gerät fast nichts.

Planungsbudget aus docs/memory-budget.md. Werte sind Näherungen.

Cover von 512 KILOBYTE — Storia e regole di un sistema operativo impossibile, von Nicola Sabaini

Das Buch: 512 Kilobyte

von Nicola Sabaini

Zwei Monate, erzählt vom einzigen Zeugen, der alles gesehen hat: der Maschine, die den Code geschrieben hat. Nächte, Sackgassen, Geräte, die im Doppelpack starben, Siege um drei Kilobyte, gefeiert wie Meisterschaften — und die schönen Ideen, die jemand im richtigen Moment töten musste.

Darunter läuft eine zweite Geschichte: was passiert, wenn man Lösungen nicht mehr kaufen kann und sie nur noch denken muss. Siebzehn Regeln, ein Friedhof toter Ideen und ein kleines Handbuch darüber, wie man eine Maschine um Hilfe bei etwas bittet, das zu groß für einen ist.

Innovation heißt nicht hinzufügen. Sondern entscheiden.

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Taschenbuch und Kindle · auf Italienisch · ISBN 979-8171345747

Was drauf ist

46 Web-Apps von der SD-Karte und ein nativer Katalog, der direkt auf dem Gerät läuft. Jede App gibt an, welche Berechtigungen sie braucht.

  • Startmenü und Suche
    Startmenü und Suche
  • ANIMA antwortet offline im Browser
    ANIMA antwortet offline im Browser
  • Paint mit lokaler Bildgenerierung (WebGPU)
    Paint mit lokaler Bildgenerierung (WebGPU)
  • File Commander für die SD-Karte
    File Commander für die SD-Karte
  • Kontrollzentrum mit Live-Gerätepuls
    Kontrollzentrum mit Live-Gerätepuls
  • Wetter, von deinem Browser geladen — nie vom Cardputer
    Wetter, von deinem Browser geladen — nie vom Cardputer
  • Internetradio, mit nativer Zwillings-App
    Internetradio, mit nativer Zwillings-App
  • Kalender
    Kalender
  • Code Runner mit einer os.*-Skript-API
    Code Runner mit einer os.*-Skript-API
  • Geräte-Terminal mit Tab-Vervollständigung und Verlaufssuche
    Geräte-Terminal mit Tab-Vervollständigung und Verlaufssuche
  • Offline-Transkription vom Mikrofon des Cardputer
    Offline-Transkription vom Mikrofon des Cardputer
  • SSH über eine selbst gehostete Bridge
    SSH über eine selbst gehostete Bridge
  • Video Studio wandelt Filme für das Gerät um
    Video Studio wandelt Filme für das Gerät um
  • Arcade — 14 Retro-Systeme, deine eigenen ROMs
    Arcade — 14 Retro-Systeme, deine eigenen ROMs

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Auf dem Cardputer

Assistent und Stimme
ANIMA-Chat · Offline-Stimme auf Italienisch und Englisch · Rekorder mit Live-Transkription · Mikrofon-Spektrum · Push-to-talk-Schlüsselwörter
Spiele
Pong · Snake Duel · Tank Duel · Tanks · Scorribanda · Cardler · Hordes · Pinball · Poker · Slots · Würfel · Yahtzee · Sternbilder · Reactor · Sand Garden — Mehrspieler über ESP-NOW, ohne Router
Emulation
Game Boy auf eigenem Kern; Game Gear mit selbst geschriebener Grafik, Ton und Cartridge-Hardware rund um einen bewährten Z80-Kern. Batteriegepufferte Spielstände, aus deinen eigenen ROMs auf der SD-Karte
Medien
Filmplayer · MP3-Player · Internetradio · Fotos
Taschen-Instrumente
Taschenlampe · Wasserwaage · Winkelmesser · Alarm · Schrittzähler · Wetter · IR-Fernbedienung · QR · PixelFix
System
WLAN · Einstellungen und Themes · Uhr · Kalender · Notizen · Rechner · Systemmonitor · Mail · SSH-Terminal
Security-Labor
Werkzeuge für WLAN, Bluetooth LE, kabelgebundenes Ethernet (W5500), IR und USB-HID — nur für autorisierte Tests

In deinem Browser

KI
ANIMA (offline, WebAssembly) · AI Chat · ANIMA Code · Agenten · systemweiter Copilot
Gestalten
Paint + Atelier · Video Studio · Video- und Medienplayer · Radio · QR
Arbeiten
File Commander · Tabellenkalkulation · Notizblock · Rechner · Kalender · Aufgaben · Archivmanager · Mail · Kontakte
Entwickeln
Code Runner · Terminal · SSH · Systemmonitor · Log-Viewer · Updates
Werkzeuge
Wetter · Authenticator (TOTP/HOTP) · Einheitenumrechner · Passkeys · IR-Fernbedienung
Stimme
Transkription · Rekorder · Sprachverwaltung · Diktat
Spielen
Game Center (WebRTC) · Arcade (NES, SNES, Game Boy, GBA, Mega Drive, PC Engine) · DOSBox · In der Nähe

Eine ganze Galaxie, von einer microSD-Karte

Costellazioni ist das Vorzeigespiel: 6DOF-Kämpfe in prozeduralen Sternsystemen, eine Galaxie zum Durchqueren — Karte, Sprünge, Andocken, Leuchtfeuer zum Wiederentzünden — und Welten zum Landen, mit nahtlosem Abstieg aus dem Orbit, acht Biomen und Entdeckungen.

66 Gemälde und ein eigener Soundtrack mit vier Stücken. Gespielt wird im Browser, ausgeliefert vom Cardputer; eine native Version läuft auf dem Cardputer selbst.

Kampf in einem prozeduralen Sternsystem
Kampf in einem prozeduralen Sternsystem
Gelandet neben einer Entdeckung auf einer Wüstenwelt
Gelandet neben einer Entdeckung auf einer Wüstenwelt
Die Galaxiekarte, ein Sprung wird geplant
Die Galaxiekarte, ein Sprung wird geplant

Eine Firmware, beide Boards

Ein einziges universelles Binary erkennt beim Start den originalen Cardputer oder den Cardputer ADV und lädt die passenden Tastatur- und Audiotreiber. Einmal bauen, beide flashen.

Cardputer
Cardputer ADV
Beide Boards laufen mit demselben NucleoOS-Image. Produktfotos © M5Stack; die Bildschirme sind echte NucleoOS-Renderings.
ChipESP32-S3FN8, Dual-Core Xtensa LX7 mit 240 MHz
Speicher512 KB SRAM, kein PSRAM · 8 MB Flash mit zwei OTA-Slots
Display240 × 135 TFT (ST7789V2)
Tastatur56 Tasten
FunkWLAN 2,4 GHz · Bluetooth LE 5 · ESP-NOW
E/AMikrofon · Lautsprecher · IR-Sender · Grove-Port · microSD
Akku120 + 1400 mAh (Original) · 1750 mAh (ADV)
Der ADV ergänztIMU (BMI270) · 3,5-mm-Audioausgang · Audio-Codec ES8311

Du hast ein ESP32-P4-Board mit 7″-Touchscreen? Dafür gibt es NucleoOS-P4, eine Schwester-Edition mit eigenem Repository.

Installiert sich selbst. Aktualisiert sich selbst. Rollt sich selbst zurück.

Der mühsame Teil einer eigenen Firmware ist alles nach dem Flashen. NucleoOS erledigt das für dich — und prüft die eigene Arbeit.

Neue Versionen werden im Web-Desktop und auf dem Cardputer angekündigt. Das Gerät kontaktiert nur die offizielle Release-Seite — um Versionen zu prüfen und die Updates herunterzuladen, die du startest.

Versionshinweise →

  • Die SD-Karte füllt sich selbst

    Auf einer leeren oder veralteten Karte lädt der Ersteinrichtungs-Assistent den Web-Desktop und ANIMAs Dateien für deine Firmware herunter — einen Kern von ~50 MB — und prüft jede Datei per SHA-256. Er setzt nach Unterbrechungen fort, lässt sich überspringen und rührt deine Daten nie an.

  • Firmware-Updates mit Rückweg

    Eine neue Firmware landet im zweiten Slot und gilt erst als installiert, wenn sie ihre ersten Sekunden fehlerfrei gelaufen ist. Stürzt sie vorher ab, kehrt der Cardputer von selbst zur vorherigen Version zurück.

  • Die Karte holt im Browser auf

    Einstellungen ▸ Updates zeigt, ob Web-OS, Apps und ANIMAs Wissen auf der Karte zur Firmware passen, und bringt sie in einem Schritt auf Stand: nur die geänderten Dateien, jede geprüft. Deine Daten, Schlüssel und Einstellungen bleiben unberührt.

  • Lebt neben deinen anderen Firmwares

    Du nutzt schon M5Launcher? NucleoOS installiert sich als Gast: Updates kommen über den Launcher, keine andere installierte App kann überschrieben werden, und Einstellungen ▸ Gerät bringt dich zurück zum Launcher.

  • Ein Desktop, der schnell öffnet

    Seit 0.7.1 lädt der Web-Desktop etwa sechsmal schneller. Gemessen am originalen Cardputer über schwaches WLAN: rund 5 Sekunden in einem frischen Browser, statt früher über 30.

In drei Schritten installiert

Du brauchst ein USB-C-Kabel, eine microSD-Karte und Chrome oder Edge auf einem Desktop-Rechner.

  • USB-C-Kabel
  • microSD-Karte, FAT32
  • Chrome oder Edge, Desktop

  1. Firmware flashen

    Öffne den Web-Installer, schließ den Cardputer an und wähle seinen seriellen Port. Wenn er fertig ist, drück Reset. Geht etwas schief, kannst du in der Regel einfach neu flashen. Die Installation einer eigenen Firmware erfolgt auf eigenes Risiko.

    Web-Installer öffnen

  2. SD-Inhalt hinzufügen

    Setze vor dem Einschalten eine FAT32-microSD ein. Sobald der Cardputer in deinem WLAN ist, lädt der Ersteinrichtungs-Assistent den Inhalt selbst herunter — geprüft, fortsetzbar, überspringbar. Lieber vom Rechner kopieren? Entpacke das SD-Paket ins Stammverzeichnis der Karte, sodass du /apps, /www, /system und /data siehst. Das Paket ist Karteninhalt, nie eine Firmware.

    SD-Paket herunterladen (.zip)

  3. Starten und verbinden

    Wähle eine Sprache, verbinde dich mit deinem WLAN und gib dem Gerät einen Namen. Der Bildschirm zeigt dann eine Adresse: Öffne sie in einem Browser im selben Netz und kopple ihn mit der 6-stelligen PIN, die der Cardputer anzeigt. Kein WLAN? Der Cardputer startet sein eigenes Netz, NucleoOS-xxxx, mit dem Passwort auf dem Bildschirm.

    Benutzerhandbuch lesen

Andere Wege zum Flashen: mit M5Launcher, der deine anderen Firmwares behält — kopiere nucleoos-latest.bin auf die SD-Karte und wähle sie im SD-Installer des Launchers — oder per Kommandozeile mit esptool.

Handbuch und Dokumentation

Das Handbuch liegt auf GitHub direkt neben dem Code und passt so immer zu der Version, die du nutzt. Es ist auf Englisch.

Häufige Fragen

Läuft NucleoOS auf dem Cardputer ADV?

Ja. Eine einzige universelle Firmware läuft auf dem originalen M5Stack Cardputer und auf dem Cardputer ADV: Sie erkennt das Board beim Start und lädt die passenden Tastatur- und Audiotreiber.

Ist NucleoOS kostenlos?

Für private Nutzung, Studium, Forschung, Hobbyprojekte, Bildung und gemeinnützige Organisationen ja, unter der PolyForm Noncommercial License 1.0.0. Kommerzielle Nutzung braucht die Erlaubnis des Autors.

Wie installiere ich NucleoOS auf einem Cardputer?

Mit dem Web-Installer in Chrome oder Edge auf einem Desktop-Rechner und einem USB-C-Kabel — oder mit M5Launcher oder esptool. Beim ersten Start lädt der Cardputer seinen SD-Inhalt selbst herunter; du kannst das SD-Paket auch selbst auf eine FAT32-formatierte microSD-Karte kopieren. Auf dem PC musst du nichts installieren.

Kann ich meine anderen Firmwares behalten?

Ja, mit M5Launcher. Kopiere nucleoos-latest.bin auf die SD-Karte und wähle sie im SD-Installer des Launchers: NucleoOS läuft als Gast neben deinen anderen Firmwares, Updates kommen über den Launcher, und Einstellungen ▸ Gerät bietet „Zurück zu M5Launcher“.

Brauche ich ein Handy, einen PC oder Internet?

Nein. Die native Oberfläche läuft allein auf dem Cardputer, und ANIMA antwortet offline. Ein Browser im selben WLAN ergänzt den vollständigen Desktop; Internet braucht es nur für Online-Funktionen, die du selbst wählst.

Welche Sprachen unterstützt NucleoOS?

Die Oberfläche gibt es auf Englisch, Italienisch, Deutsch, Spanisch und Französisch, jederzeit umschaltbar. Der Offline-Assistent ANIMA und seine Stimme verstehen Italienisch und Englisch.

Wo ist das Handbuch?

Hier auf der Website: Das Benutzerhandbuch wird bei jeder Aktualisierung der Website aus dem NucleoOS-Repository neu erzeugt und passt so zur aktuellen Version. Es ist auf Englisch.

Kostenlos für nicht-kommerzielle Nutzung

NucleoOS ist source-available unter der PolyForm Noncommercial License 1.0.0: kostenlos für private Nutzung, Studium, Forschung, Hobbyprojekte, Bildung und gemeinnützige Organisationen.

Kommerzielle Nutzung — in einem Produkt, einem kostenpflichtigen Dienst oder einer gewinnorientierten Organisation — ist von der kostenlosen Lizenz nicht gedeckt. Wenn du das vorhast, schreib vorher an niki070585@gmail.com.

Lizenz lesen → Rechtliche Hinweise →

Verantwortungsvolle Nutzung

Das Security-Labor ist nur für autorisierte Tests, Forschung und Lehre gedacht — in Netzen und an Geräten, die dir gehören oder für die du eine schriftliche Testerlaubnis hast. Aktive Werkzeuge fragen vor dem Start nach deiner Zustimmung, und du bist dafür verantwortlich, das Gesetz einzuhalten.

Regeln lesen →