Raspberry Pi – industrietauglich gestaltet
Teil 2: Conmeleon und Rail-Pi
Der Raspberry Pi wurde mit der Absicht geschaffen, Schülern und Studenten die Möglichkeit zu bieten, erste eigene praktische Erfahrungen im Umgang mit Hard- und Software zu sammeln. Darüber hinaus hat dieser Minirechner im Bereich der Erzeugnisentwicklung breite Anwendung gefunden, das Prototyping erleichtert und die Entwicklung neuer innovativer Angebote gefördert.
Rail-Pi
Das von der Hagedorn Software Engineering GmbH [4] entwickelte Steuerungsgerät Rail-Pi [5] verwendet – wie bereits die zuvor besprochene Lösung – einen Raspberry Pi 3. Neben dem industriellen Einsatz ist diese Steuerung vor allem zur mobilen Verwendung in der Landwirtschaft konzipiert.
Hardware
Der Rail-Pi verfügt als Reiheneinbaugerät über ein stabiles Gehäuse und wird grundsätzlich auf einer Hutschiene montiert (Bild 2). Im Gehäuse sind der Raspberry Pi und die Rail-Pi-Platine über einen 40-poligen Steckverbinder miteinander verbunden. Die Rail-Pi-Platine verfügt über ein integriertes Netzteil, welches auch die Versorgung des Raspberry Pi übernimmt. Das Netzteil ist für die – typischerweise in Fahrzeugen und Schaltschränken verfügbaren – Gleichspannungen von 9 V bis 36 V geeignet. Eine konstruktiv interessante Lösung wurde im Hinblick auf der Zugänglichkeit zur SD-Karte gefunden (ohne das Gehäuse zu öffnen). Die Rail-Pi-Platine stellt folgenden Ein-/Ausgänge zur Verfügung:
- 2 digitale Eingänge, optisch entkoppelt, S0-Standard und
- 4 Digitalausgänge, kurzschlussfest und PWM-geeignet.
Der Anschluss erfolgt über Durchsteckverbinder, die mit einer PC-104-Federleiste verbunden werden. An der Vorderseite sind zudem die vom Rasperry Pi bereitgestellten USB-Anschlüsse und der Ethernetanschluss herausgeführt. Ebenfalls frontseitig wird über die Rail-Pi-Platine eine 1-Wire-Schnittstelle herausgeführt. Eine serielle RS-485-Schnittstelle ist seitlich über Schraubverbindungen zugänglich. Die serielle Schnittstelle eröffnet vielfältige Möglichkeiten zur Einbindung in industrielle Steuerungen und über 1-Wire kann ein breites Sortiment an Sensorik (Temperatur, Feuchte, Helligkeit, usw.) und gegebenenfalls auch Aktorik angeschlossen werden. Rückseitig ist der I2C-Bus herausgeführt. Über diesen Weg lassen sich ebenfalls Erweiterungen anschließen.
Software
Die Steuerung kann mit allen für den Raspberry Pi frei verfügbaren Werkzeugen (wie etwa Python oder C++) programmiert werden. Seitens des Herstellers wird zudem auf die Verwendung des ebenfalls frei verfügbaren grafischen Programmiertools Node-Red verwiesen. Für eine Programmierung nach IEC 61131-3 kann das kostenpflichtige und weit verbreitete Programmiersystem Codesys mit dem zugehörigen Laufzeitsystem genutzt werden.
Fazit
Die zwei vorgestellten Geräte zeigen beispielhaft die vielfältigen Möglichkeiten, die der Raspberry Pi bei der Entwicklung von Steuerungslösungen bietet. Conmeleon und Rail-Pi sind Projekte, die sich – nach wie vor – in der Entwicklung befinden. Sie fordern den Anwender geradewegs zu eigenen Aktivitäten auf. Es sind aber zugleich Offerten, die dem Anwender viele Chancen zur Umsetzung eigener, kreativer Ideen bieten.
