Raspberry Pi

Sven Pannewitz,

Vom Basteltisch in den Schaltschrank

Mit über 17 Millionen verkauften Geräten weltweit kann man beim Raspberry Pi vom beliebtesten Einplatinencomputer aller Zeiten sprechen.

Weiterentwicklung des Raspberry Pi: Der PiXtend als professionelle Erweiterungsplatine. © Qube Solutions

Nicht nur leidenschaftliche Bastler vertrauen auf den vielseitigen Computer im Kleinformat – er hat auch längst Einzug in die Industrie gehalten. Ursprünglich für den Hobby- und Bildungsbereich konzipiert, entfaltet der Raspberry Pi nach der Beseitigung einiger Stolpersteine auch in der industriellen Computertechnik sein Potenzial.

Sven Pannewitz, Produktmanager Aktive/Passive Komponenten (Programmieren/Developer) bei Reichelt Elektronik. © Reichelt Elektronik

Für welche industriellen Anwendungen eignet sich der Mini-Rechner und wie sieht seine Zukunft aus? Sven Pannewitz, Produktmanager Aktive/Passive Komponenten (Programmieren/Developer) bei Reichelt Elektronik, gibt Einblicke in die Möglichkeiten des professionellen Einsatzes des Raspberry Pi.

Innovation statt Tradition 

Besonders in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) sprengt der Mini-Computer veraltete Strukturen und schafft Raum für Innovation. Dank Open-Source-Prinzip und einer Vielzahl an frei verfügbaren Softwarebibliotheken, Programmiersprachen und Anleitungen bietet der Raspberry Pi Flexibilität wie kaum ein anderes System.

Auch seine Hardware lässt sich durch aufsteckbare Zusatzmodule wie die PI Hats beliebig anpassen und erweitern, um beispielsweise zusätzliche Schnittstellen zu schaffen. So lassen sich eine Vielzahl neuer Ideen und Prototypen direkt in der Produktionsumgebung umsetzen, ohne dabei lange Entwicklungszyklen in Kauf nehmen zu müssen. Für eine solche maßgeschneiderte Lösung auf Raspberry-Pi-Basis fallen zudem, im Vergleich zu traditionellen Industrieprodukten, relativ geringe Kosten an. 

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Die Grenzen des Raspberry Pi

Beim Einsatz in rauen Industrieumgebungen stößt der Original Raspberry Pi zunächst an seine Grenzen. Bereits leicht erhöhte Umgebungstemperaturen lassen, bedingt durch die kompakte Größe des Rechners, die Kerntemperatur stark ansteigen – die kompensierende CPU-Drosselung führt zu massiven Leistungseinbußen.

Die als Festspeicher eingesetzten microSD-Karten ermöglichen nur eine sehr begrenzte Anzahl an Schreibzyklen und eignen sich nicht als remanente Speicher, weshalb sie den industriellen Anforderungen nicht gerecht werden können.

Als neuestes Modell der Produktfamilie ist der Raspberry Pi 3B+ zwar bereits Gbit-Ethernet- sowie WLAN-fähig und erfüllt somit eine essentielle Voraussetzung für Industrie-4.0-Anwendungen. Dennoch fehlen hier industrielle Schnittstellen wie RS485 oder CAN.

Beispielhafte Industrielösungen

Einige Weiterentwicklungen des Raspberry Pi können aber diese Hürden beseitigen. Der PiXtend als professionelle Erweiterungsplatine für den Raspberry Pi lässt sich beispielsweise sowohl für Steuer- und Regelungsaufgaben als auch als Lernumgebung für Steuerungs-, Schaltungs- und Softwaretechnik verwenden. An industrietauglichen Features bringt er serielle Schnittstellen (RS232, RS485 und CAN Bus), einen Remanenz-Speicher und die Möglichkeit zur Echtzeitüberwachung mit. Zudem widersteht er Umgebungstemperaturen von bis zu 50 °C und lässt sich dank Hutschienengehäuse direkt in einen Schaltschrank verbauen. 

Das Andino X1 Kit vereint den Raspberry Pi und Arduino und schafft so eine Industrielösung made in Germany. Dank eigenem Mikrocontroller ist eine präzise Signalvorverarbeitung und Adaptierung von Signalgebern und Aktoren möglich. Zusätzlich schützt der Andino X1 alle essentiellen Schnittstellen des Raspberry Pi gemäß der geltenden Industrie-Normen. Die unterstützten digitalen Ein- und Ausgänge sind galvanisch getrennt und verhindern eine Überspannung des Pi.

Die Zukunft des Raspberry Pi

Da die Automatisierungsbranche nach immer kompakteren, effektiveren und kostengünstigeren Lösungen verlangt, ist der Raspberry Pi aus der Industrie kaum mehr wegzudenken. Entwickler können massiv vom bereits vorhandenen Wissen der Raspberry Pi Community profitieren.

Als verantwortliches Gremium für den beliebten Einplatinencomputer widmet sich die Raspberry Pi Foundation zunehmend dem Software-Bereich, um zukünftig beispielsweise 3D-Software, den Einsatz von KI und IoT-Anwendungen unterstützen zu können. Aber auch was die Hardware betrifft, befindet der Markt sich im stetigen Wandel. Trotz Extrembedingungen soll die Performance der Rechner kontinuierlich maximiert werden, während die Außenmaße ein immer kompakteres Format annehmen.

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