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Was kann der Raspi?

Auf Erfolgskurs

Dies ist eine Entwicklung der englischen ‚Raspberry Pi Foundation‘: Es handelt sich um ein scheckkartengroßes Computerboard, auf dem das Betriebssystem Raspbian / Linux läuft. Diese Software ist ein offenes System, das kostenlos angeboten wird. Ziel des Raspi ist es, Schülern, Studenten und Bastlern ein preisgünstiges Arbeitsmittel zur Verfügung zu stellen, um sie zur Entwicklung von Computersoftware zu motivieren. 

 (Bild: Mass GmbH)

(Bild: Mass GmbH)

Der ARM-Prozessor Cortex A53 arbeitet mit vier Cores bei 1,2GHz Taktfrequenz und ist mit 1GB RAM und einer steckbaren Mikro-SD-Karte (min. 8GB) für Betriebssystem und Anwendersoftware ausgestattet. Es sind viele Schnittstellen onboard. Standardmäßig stehen 4xUSB2.0 und 1xEthernet zur Verfügung; dazu sind Anschlüsse für HDMI-Monitor, CSI-Kamera, Video/Audio, WIFI, Bluetooth und digitale sowie analoge I/O-Pins vorhanden. Alle Signale sind auf Steckverbinder herausgeführt, so dass auf den ‚Raspi‘ kabellos eine Erweiterungsplatine gesteckt werden kann. Solche Zusatzkarten werden für die jeweils gewünschten Funktionen ausgelegt und können z.B. mit Echtzeituhr/Batterie, RS232/RS485, optoentkoppelten DIO oder Steckplatz für CAN- oder andere Module bestückt werden.

Die Raspberry-Pi Version 3B ist inzwischen so leistungsfähig, dass sie für viele industrielle Anwendungen infrage kommt; zumal das Preisniveau am unteren Ende der Computerboards liegt. Das hat inzwischen einige IPC-Hersteller bewogen, die Boards aus der ‚Bastelecke‘ zu holen und mit professionellen Komponenten auszustatten, um sie für Industrieeinsätze zu ‚härten‘. Hierfür werden z.B. störungssichere robuste Metallgehäuse mit standardisierten Steckverbindern, stabilen Industrienetzteilen, optoentkoppelten I/Os und modernen Touchscreen Displays mit 7- oder 10″ Diagonale eingesetzt. Die Erweiterungsboards enthalten keine kostenträchtigen Komponenten, die nicht wirklich benötigt werden. Insgesamt müssen die Lösungen aber CE-konform sein und je nach Aufgabe den geforderten Zertifizierungen entsprechen. Da auf der ‚Raspi‘-Plattform inzwischen viele Betriebssysteme laufen und Unmengen von Tools, Programmiersprachen und Anwenderprogramme mit sogar Echtzeiteigenschaften verfügbar sind, wird aus der ‚Maker-Scene‘ eine professionelle Programmierergemeinschaft. Die Digitalisierung greift auf alle Bereiche unseres Lebens über und die Computerisierung hat höchste Wachstumsraten. Nur einige Trends zum Einsatz des ‚Raspi‘ seien hier genannt:

• Das IoT (Internet of things) oder die Entwicklung hin zur Industrie 4.0. Dahinter verbirgt sich die Notwendigkeit, in Produktionsbetrieben alle Maschinen miteinander zu vernetzen, um eine optimale und fehlerfreie Fertigung zu ermöglichen und eine vollständige Automatisierung zu erzielen. Hier werden zahllose Sensoren zur Erfassung aller Zustände der Produktionsanlagen eingesetzt. Deren Messwerte werden von Kleincomputern wie dem ‚Raspi‘ erfasst, ausgewertet, gespeichert, angezeigt und über Netzwerke an die Business Backend-Systeme wie SAP oder andere übertragen, die auch in der Cloud laufen können.

• Die Gebäudetechnik hat ebenso zahlreiche Anwendungsgebiete: Temperaturmessung und Regelung für Heizung, Lüftung und Klima, die Beleuchtungstechnik, Steuerung des Wasser- und Energieverbrauches, Sonnenschutz aller Fenster, Zugangskontrolle, Anwesenheits- und Sicherheitstechnik, z.B. im Bereich des Facility-Managements, sofern diese eingesetzt wird zur vorbeugenden Störungsbearbeitung oder anderen Aufgaben. Dazu kommen die vielen künftigen Aufgaben des ‚Smart Home‘: Der Empfang von externen Befehlsgebern (z.B. Handies) und die damit zu steuernde Hausinstallation.

• ‚Smart Grids‘ in vielen Bereichen des Lebens: Überwachung der Inhalte von Verkaufsautomaten aller Art mitsamt automatischer Nachbestellung; die Transaktionen der Ticketing-Systeme organisieren, die Anbindung der Nutzfahrzeuge an das Internet zwecks Optimierung von Fahrtrouten und der Be-/Entladungsreihenfolge und Menge. Das Auslesen von Barcode- und RFID-Systemen sowie Bearbeitung vieler stationärer und mobiler Automationsaufgaben.

• Firmen-EDV, z.B SAP: Hierfür haben Insider den Wert der Raspi-Systeme als Gateway zur Middleware erkannt und bieten einfache und standardisierte Integrationspfade zur Einbindung in die Unternehmenssoftware an. Auch immer breitere Gebiete wie künstliche Intelligenz oder Embedded Vision (PC-gestützte Bildverarbeitung) greifen auf den ‚Raspi‘ zu.

Neben vollständigen PC-Funktionen sind häufig auch Box-PCs ohne Bedien- und Anzeige-Ebene gefragt, die dann besonders klein und preisgünstig sind. Eine notwendige Aufgabe für Neu-Einsteiger in die Digitalisierung ist, aus der Vielfalt vorhandener Tools, Programmiersprachen und Anwenderprogramme die geeigneten Komponenten für das eigene Vorhaben auszuwählen. Hierbei sind erfahrene Systemintegratoren hilfreich. Man bevorzugt offene Systeme, um die Kosten einer vollständigen Neuprogrammierung zu sparen. Daher ist eine ausführliche Recherche im Internet zu empfehlen, die häufig zu einer Beschleunigung und Kostenreduzierung der Entwicklungsphase führt.

Die Raspberry Pi Organisation entwickelt dieses Produkt ständig weiter und stellt den künftigen Software-Ingenieuren viel Unterstützung, Hilfe, Schulungsmaßnahmen und eine große Community Gleichgesinnter zum gegenseitigen Erfahrungs-Austausch über das Internet bereit. Bis heute sind über 14 Millionen Boards verkauft und zahlreiche Programme suchen nach praktischem Einsatz. (Bild: Mass GmbH)

Autor: Jens Dabberdt,
Geschäftsführer,
Mass GmbH
www.mass.de

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