Minikomputer Raspberry Pi dla techniki pomiarowej i sterowniczej

Dzięki ponad 17 milionom urządzeń sprzedawanych na całym świecie, Raspberry Pi jest najpopularniejszym komputerem jednopłytowym wszech czasów. Ale nie tylko pasjonaci hobbyści uwielbiają ten wszechstronny mikroformatowy komputerek – od dawna trafił on także do przemysłu. Pierwotnie zaprojektowany dla hobby i edukacji, Raspberry Pi ujawnia swój pełny potencjał w przemysłowej technologii komputerowej.

Do jakich zastosowań przemysłowych nadaje się minikomputer i jak będzie wyglądać jego przyszłość? Sven Pannewitz, menedżer produktu działu komponenty aktywne/pasywne (programowanie/rozwój) w reichelt elektronik, odsłania możliwości profesjonalnych zastosowań Raspberry Pi.

Innowacje zamiast tradycji
Szczególnie w technice pomiarowej i sterowniczej minikomputer wyłamuje się z przestarzałych ram tworząc przestrzeń dla innowacji.
Dzięki zasadzie open source oraz wielu bibliotekom oprogramowania, językom programowania i instrukcjom, Raspberry Pi oferuje elastyczność, jakiej nie daje żaden inny system. W razie potrzeby można go również dowolnie dostosować i rozbudować za pomocą wtykowych modułów, takich jak na przykład PI HATS, na przykład w celu uzyskania dodatkowych interfejsów. Oznacza to możliwość wdrażania wielu nowych pomysłów i prototypów bezpośrednio w środowisku produkcyjnym bez konieczności długiego cyklu rozwoju.

Również koszty zindywidualizowanego rozwiązania opartego na Raspberry-Pi są stosunkowo niskie w porównaniu z tradycyjnymi produktami przemysłowymi.

Ograniczenia Raspberry Pi
W trudnych warunkach przemysłowych, oryginalny Raspberry Pi początkowo napotyka na ograniczenia. Nawet nieznacznie podwyższona temperatura otoczenia powoduje gwałtowny wzrost temperatury rdzenia ze względu na kompaktowe rozmiary komputera, zaś kompensacja w postaci dławienia procesora prowadzi do ogromnych strat mocy obliczeniowej.

Karty microSD używane jako pamięć stała mają bardzo ograniczoną liczbę cykli zapisu i nie są odpowiednie jako pamięć podręczna, dlatego nie mogą spełniać wymagań przemysłowych.

Wprawdzie Raspberry Pi 3B+, najnowszy model w rodzinie produktów, obsługuje już gigabitową sieć Ethernet i WLAN, spełniając w ten sposób podstawowe wymagania stawiane zastosowaniom przemysłowym 4.0, brak mu jednak interfejsów przemysłowych, takich jak RS485 lub CAN.

Przykładowe rozwiązania przemysłowe
Jednakże, dalsze postępy rozwoju Raspberry Pi mogą usunąć i te przeszkody. PiXtend, profesjonalna karta rozszerzeń dla Raspberry Pi, może być używana do sterowania i regulacji oraz jako środowisko dydaktyczne technologii sterowania, elektroniki i oprogramowania. Szeregowe interfejsy (RS232, RS485 i magistrala CAN), stała pamięć i możliwość monitorowania w czasie rzeczywistym to cechy, które czynią go odpowiednim do zastosowań przemysłowych. Ponadto komputer jest odporny na temperatury otoczenia do 50 stopni i może być instalowany bezpośrednio w szafie sterowniczej dzięki szynie DIN.

Zestaw Andino X1 łączy Raspberry Pi i Arduino i tworzy rozwiązanie przemysłowe made in Germany. Dzięki własnemu mikrokontrolerowi możliwa jest precyzyjna obróbka wstępna sygnałów oraz adaptacja czujników i aktuatorów. Ponadto Andino X1 chroni wszystkie istotne interfejsy Raspberry Pi zgodnie z obowiązującymi normami branżowymi. Obsługiwane wejścia i wyjścia cyfrowe są izolowane galwanicznie i zapobiegają przepięciom.

Przyszłość Raspberry Pi
Ponieważ branża automatyki wymaga coraz bardziej kompaktowych, efektywnych i opłacalnych rozwiązań, Raspberry Pi stał się niezastąpionym komponentem przemysłowym. Deweloperzy mogą czerpać ogromne korzyści z istniejącej wiedzy społeczności Raspberry Pi.

Gremium odpowiadającym za ulubiony jednopłytowy komputer jest Fundacja Raspberry Pi, która w coraz większym stopniu poświęca uwagę obszarowi oprogramowania umożliwiającego w przyszłości wspieranie na przykład oprogramowania 3D, sztucznej inteligencji i Internetu Rzeczy. Ale rynek stale się zmienia, także jeśli chodzi o sprzęt. Pomimo ekstremalnych warunków pracy, wydajność komputerów powinna stale rosnąć przy ciągle malejących gabarytach.