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Revolution Pi Compact: Eine Kompaktsteuerung auf Basis des Raspberry Pi

Revolutionärer Klang auf dem Pi


Das Kunbus Revolution Pi Compact ist eine auf dem Raspberry Pi basierende Kleinsteuerung, mit der man Automatisierungsprojekte leicht umsetzen kann. Die Hardware des Revolution Pi ist zu 100 Prozent für den Einsatz in der Industrie zugelassen. Aber auch dem ambitionierte Bastler bieten sich viele Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise indem man das Gerät Musik machen lässt.

Im Inneren des Kunbus Revolution Pi Compact arbeitet ein Raspberry Pi Compute-Modul 3+ mit einem 1,2-GHz-Quadcore-Prozessor und einem Gigabyte RAM. Der im Gerät verbaute eMCC-Speicher hat eine Größe von acht Gigabyte. Es sind zwei Ethernet-Schnittstellen vorhanden, wodurch man das Revolution Pi Compact hervorragend als Gateway zwischen einer Industrieanlage und der IoT-Welt einsetzen kann. Durch die integrierte RS485-Schnittstelle ist es möglich, sich mit unterschiedlichen Modbus-Geräten zu verbinden. Fast jede Industriesteuerung wie auch viele professionelle Sensoren unterstützen dieses Protokoll. Die Betriebsspannung beträgt 24 V (10,8 … 28,8 V DC). Die digitalen Ein- und Ausgänge sind auch für diese Spannung geeignet. Zusätzlich zu den digitalen sind auch analoge Anschlüsse vorhanden. Die Umgebungstemperatur kann zwischen -20°C bis +55°C liegen. Das Gehäuse des Revolution Pi ist für die Montage auf einer Hutschiene konzipiert, es steht also einem Einsatz im Schaltschrank nichts im Weg. Eine detaillierte Übersicht aller technischen Details des Revolution Pi finden Sie in Tabelle 1.

Durch das Compute-Modul im Inneren des Gerätes können Sie jedes Betriebssystem für den Raspberry verwenden. Es empfiehlt sich aber die Version des Herstellers einzusetzen, weil diese zusätzliche gerätespezifische Software enthält und im Kernel bereits der Realtime-Patch vorhanden ist. Für den industriellen Einsatz ist die Realtime-Fähigkeit sehr wichtig. Zu den vorinstallierten Programmen gehören unter anderem Python, C und Node-RED.

Kunbus setzt beim Revolution Pi komplett auf Open Source. Das bedeutet, dass Software und Hardware quelloffen sind. Die komplette Dokumentation findet sich auf der Homepage des Herstellers [1]. Dort sind auch Videos, Tutorials und Schaltpläne vorhanden. Fall Sie eine bestimme Frage nicht mit Hilfe der Dokumentation klären können, haben Sie die Möglichkeit einen Eintrag im moderierten Forum zu erstellen [2]. Dort erhalten Sie schnell Support.

Das Revolution Pi besitzt viele für die Industrie wichtige Eigenschaften. Das bedeutet im Umkehrschluss nicht, dass es für den privaten Anwender ungeeignet ist. Ganz im Gegenteil, der ambitionierte Smarthomefan bekommt hier eine robuste Basis für Tools wie IO-Broker oder FHEM. Und man kann zusätzlich auch alles machen, was mit dem Raspberry möglich ist.

Prozessor

Broadcom BCM2837B0 mit 4-Kern-Prozessor ARM Cortex-A53

Taktfrequenz

1,2 GHz

RAM

1 GB

Speicher

8 GB eMMC

EERAM-persistenter Speicher

2 kB

Spannungsversorgung

typ. 24 V DC (10,8 … 28,8 V DC)

Max. Leistungsaufnahme

20 W (inkl. max. 10 W USB)

Gehäusevariante

Hutschienengehäuse (für Hutschienenvariante EN 50022)

Gehäusematerial

Polycarbonat

Abmessungen (H x B x T)

90 x 160,6 x 58 mm

Gewicht

ca. 290 g

Schutzart

IP20

Betriebstemperatur

-20°C … +55°C

Lagertemperatur

-40°C … +85°C

Luftfeuchtigkeit

93 % (nicht kondensierend)

EMV-Störaussendung

gemäß EN 61000-6-4

EMV-Störfestigkeit

gemäß EN 61000-6-2

CE und RoHS

Ja

Ethernet

2 x 10/100 MBit/s

USB A

4

HDMI

1

Micro-USB

1 (exklusiv für Image-Transfer auf eMMC)

RS485

1 max. 500 KBit/s

digitale Eingänge

8 (24 V DC kompatibel gemäß EN 61131-2)

digitale Ausgänge

8 (High-side, kurzschlussfest, 500 mA @ 24 V DC (ohmsche Last!).

analoge Eingänge

8 0-10 V, 16 Bit mit piControl, 21 Bit als Rohwert

analoge Ausgänge

2 0-10 V, 8-bit Auflösung, 1 % Genauigkeit

Tabelle 1: Technische Daten des Revolution Pi Compact

Auf dem internen eMMC-Speicher ist bereits ein Betriebssystem vorinstalliert, sodass man direkt mit der Entwicklung starten kann. Da das Revolution Pi Compact auf dem Raspberry Pi Compute-Modul basiert, kann man das OS nicht einfach auf einer SD-Karte verändern. Daher muss man in diesem Fall den internen eMMC-Speicher neu beschreiben. Das Beschreiben dieses Speichers erfordert eine besondere Vorgehensweise, die wir nun betrachten werden. Wenn Sie direkt mit dem vorinstallierten Betriebssystem starten wollen, können Sie den folgenden Abschnitt überspringen.

Installation des Betriebssystems

Für den Fall, dass Sie auf dem Revolution Pi Compact das Betriebssystem neu aufspielen müssen, sind hier die dazu nötigen Schritte erklärt. Im Gehäuse des Revolution Pi befindet sich unten links ein Micro-USB-Anschluss, über den Sie die interne eMMC flashen können. Sobald an diesem Anschluss ein Rechner verbunden ist und die Spannungsversorgung für das Revolution Pi Compact angeschaltet wird, befindet sich das Gerät im Installationsmodus. Das bedeutet, dass wir ein neues Betriebssystem-Image aufspielen können. Bitte versetzen Sie das Revolution Pi Compact immer in diesen Modus, bevor Sie mit der Installation beginnen.

Wir beschreiben hier die Installation des Revolution Pi Compact von einem Ubuntu-Desktop aus. Sollten Sie ein anderes Betriebssystem verwenden, schauen Sie bitte in die englischsprachige Originalanleitung zum Flashen des Compute-Moduls. Die Anleitung finden Sie unter [3]. Dort werden viele zusätzliche Informationen gegeben und auch beschrieben, was genau zu tun ist, wenn der Prozess nicht auf Anhieb klappt.

Als Erstes laden wir uns das Betriebssystem-Image aus dem Kunbus-Onlineshop [4] herunter und speichern es auf unserem Rechner. Um auf den eMMC-Speicher des Compute-Moduls zugreifen zu können, ist es nötig, ein zusätzliches Tool auf Ihrem Rechner zu installieren. Die einzelnen Schritte dazu sind in Listing 1 zu sehen.

Listing 1: Installationsschritte eMMC

sudo api install git libusb-1.0-0-dev git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/usbboot cd usbboot make sudo ./rpiboot

Nachdem Sie das letzte Kommando aus Listing 1 ausgeführt haben, erscheint in Ihrem System ein zusätzliches SD-Laufwerk. Das Laufwerk können Sie nun wie gewohnt mit dem RPI-Imager beschreiben. Der RPI-Imager ist ein Tool zum Schreiben von SD-Karten. Es kann frei von der Raspberry-Pi-Projekthomepage heruntergeladen werden [5]. Bitte wählen Sie als Quelle das Image aus, das wir gerade...

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