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Der industrielle Raspberry Pi: Ein kurzer Rückblick und die nahe Zukunft

Von ·Kategorien: Industrielles IoT·Published On: März 31st, 2021·4.8 min read·

Die Geschichte des Raspberry Pi begann weit entfernt von Wirtschaft und Industrie. So wurde der erste in Serie produzierte Raspberry Pi 2012 für 30 Dollar verkauft. Dadurch sollten Programmierer:innen im Hobbybereich aller Altersgruppen eine kostengünstige Plattform erhalten. So konnten sie die Grundlagen des Codierens erlernen. Dabei war die ursprüngliche Absicht nicht, Geld zu verdienen oder den Marktanteil zu erhöhen. Hingegen sollte der Zugang zu Hardware und Programmierkenntnissen erweitert werden. Bis dahin war der industrielle Raspberry Pi bei niemandem auf dem Radar.

Die Wurzeln liegen bei den Macher:innen

Niedrige Kosten, ein kleines Format und die Flexibilität dieses Systems auf einem Chip. So ermöglichte der Raspberry Pi nicht nur den Zugang zur Technologie für Bevölkerungsgruppen, die sich keinen kompletten Desktop-PC leisten konnten. Daneben inspirierte er nämlich auch viele Bastler und Tüftlerinnen in Garagen, Kellern und Wohnzimmern auf der ganzen Welt.

Die Raspberry Pi-Community bot eine Ressource, um Ideen zu teilen. Außerdem konnte man so auch anderen bei der Entwicklung ihrer Projekte helfen. Ein Beispiel ist RetroPie. Hierbei handelt es sich um eine Emulationssoftware zur Wiedergabe von Retro-Videospielen auf einem Raspberry Pi.  Ein weiteres interessantes Beispiel ist Projekt „Magic Mirror“. Dabei wurde ein Raspberry Pi in einen Spiegel eingebettet. Somit kann er wertvolle Inhalte über den bevorstehenden Tag anzeigen, wie etwa die Wettervorhersage und E-Mails.

Raspberry Pi Model B

Raspberry Pi Model B – die erste Generation des Systems auf einem Chip

Diese Heimprojekte schlugen in den sozialen Medien hohe Wellen. Dennoch blieb der Eindruck bestehen, dass der Raspberry Pi eher ein Freizeitcomputer ist als ein Werkzeug für industrielle Anwendungen. So hält sich diese Wahrnehmung weiterhin bei vielen, obwohl industrielle Raspberry Pi-Anwendungen immer mehr an Bedeutung und Popularität gewinnen.

Rapid Prototyping auf dem Pi

Das frühe Konzept eines industriellen Raspberry Pi entwickelte sich bei denen, die das System auf einem Chip für Hobbyprojekte einsetzten. Sie erlebten, wie leicht und schnell sie Prototypen von Systemsteuerungs- und IoT-Projekten bauen konnten. Daher war es nur sinnvoll, die Anwendungsfälle für die Plattform zu erweitern.

Dabei waren die Entwickler:innen selbst die ersten, die den Nutzen des Raspberry Pi für  industrielle Anwendungen erkannten. Endanwendungen auf einem kostengünstigen Board zu erproben, senkte die Einstiegskosten für das Systemdesign. Im Vergleich dazu sind sie beim Prototyping auf Desktop-Computern oder industriellen Systemen höher. Somit wandelten sich Smart-Home-Anwendungen zu Smart-Building-Anwendungen. IoT-Sensoren für zu Hause entwickelten sich zu IoT-Sensoren für die industrielle Datenerfassung.

Heute wird der Raspberry Pi von ca. 50 Prozent der Endkund:innen für kommerzielle und industrielle Anwendungen eingesetzt.

Das Raspberry Pi Compute Module

“Wir sind bereit, etwas Besonderes zu enthüllen, das sich dieses Mal an Geschäfts- und Industriekund:innen richtet.”

So kündigte James Adams, COO & Hardware Lead von Pi Trading, im April 2014 über deren Blog das erste Raspberry Pi Compute Module (CM) an. Es enthielt die „Innereien“ des Raspberry Pi, die auf einem kleinen Board integriert waren. Dabei war es so konzipiert, dass es in einen Standard-DDR2-SODIMM-Anschluss passte. Zudem hatte das Compute Module eine auffallende Ähnlichkeit mit einem RAM-Stick. Es sollte in PCBs (Printed Circuit Boards) integriert werden. Allgemein werden diese auch als Carrier-Boards oder Trägerplatinen bezeichnet.

Das Raspberry Pi Compute Modules war zweifellos der Durchbruch für industrielle Geräte mit Raspberry Pi. Die Integration eines Raspberry Pi in anwendungsspezifische Carrier-Boards machte vieles möglich. So konnten Hardware-Designer die Optionen für Formate erweitern und zusätzliche I/O-Verbindungsoptionen schaffen. Damit konnten sie nun ihre spezifischen industriellen- oder Geschäftsanforderungen erfüllen.

CM1 vs. CM2

Computermodul der ersten Generation (links) vs. Computermodul der vierten Generation (rechts)

Nun springen wir ins Jahr 2020: Raspberry Pi veröffentlicht die vierte Generation seines Compute Modules. Das CM4 bietet die beeindruckenden Leistungssteigerungen des Raspberry Pi 4. Hinzu kommen ein Broadcom BCM2711 Quad-Core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC Prozessor mit 1,5GHz. Des Weiteren besitzt das CM4 eine OpenGL ES 3.0 Grafik und erweiterte Speicheroptionen. Dabei ist das Format nach wie vor für Embedded-Anwendungen ausgelegt. Jedoch wurde der ursprüngliche DDR2-SODIMM-Anschluss ersetzt. Stattdessen gibt es nun einen zweifachen 100-poligen elektrischen High-Density-Schnittstellenanschluss.

Der industrielle Raspberry Pi ist da

Ursprünglich wurde es einige Monate nach der Veröffentlichung der vierten Generation des Compute Modules von OnLogic angekündigt. Am Pi-Tag, dem 14.03.2021, enthüllte OnLogic die ersten Details unseres Industrie-Computers auf Basis des Raspberry Pi. Diese Informationen gab es für alle, die sich dazu angemeldet hatten. Das System mit dem Spitznamen „ein starker Pi“ wurde komplett im eigenen Haus entwickelt. So konnte das CM4 direkt für Industrie- und IoT-Anwendungen eingesetzt werden.

Unter Verwendung fortschrittlicher thermischer Simulationen hat das OnLogic-Team ein Gehäuse und eine thermische Lösung entwickelt. Dadurch wird der der Raspberry Pi für nahezu jede Umgebung optimiert. Als neueste Entwicklung unserer lüfterlosen Hardshell-Technologie bieten die Aluminium-Seitenteile eine strukturelle Festigkeit. Gleichzeitig leiten sie die Wärme der internen Komponenten ab.

Im Inneren des DIN-fähigen Gehäuses stellt ein kundenspezifisch entwickeltes Carrier-Board industrietaugliche I/O bereit. Dazu gehören zwei GbE-LAN-Ports und ein RS-232/422/485 Terminal Block. Ein zuverlässiger industrieller Wide-Temp-SSD-Speicher ersetzt den eMMC-Speicher. Letzterer ist in vielen Lösungen auf Verbraucherniveau zu finden. Hingegen bietet ein Wide-Temp-SSD-Speicher eine höhere Kapazität. Zudem sorgt er für eine schnellere Datenübertragung in industriellen Anwendungen.

Jedoch haben wir noch so viel mehr, das wir gerne mit Ihnen teilen möchten. Dies ist nur eine der Entwicklungen auf CM4-Basis, an denen wir arbeiten. Gehören Sie zu den Ersten, die erfahren, was als Nächstes für den „starken Pi“ ansteht – und vieles mehr. Besuchen Sie OnLogic.com/industrial-raspberry-pi und melden Sie sich an für weitere Informationen.

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About the Author: Patrick Metzger

Patrick is the Partnership Marketer at OnLogic. His love for technology started with building computers from components with is father as a child and continues to this day. With a professional background in IT, Marketing, Media Production and SaaS, communication is the passion that brings it all together. Patrick currently lives in Richmond, VT, taking advantage of all the outdoor adventures Vermont has to offer.
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