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TOOLS & TECHNOLOGIEN 6 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de Raspberry Pi Schalten und walten Die italienische Hardware-Schmiede Sfera Labs hat den Raspberry Pi in eine Steuerung implantiert Die zahlreichen Einund Ausgänge machen das System sehr flexibel und sorgen dafür dass man nicht mit Shields hantieren und mühsam ein passendes Gehäuse entwickeln muss Besonders als Gateway und Steuerungscomputer wird der Raspberry Pi gerne in semiindustriellen Umgebungen eingesetzt Sfera Labs www sferalabs cc hat sich auf den Bereich der Steuerungsanwendungen spezialisiert und hier in den letzten Jahren bereits zwei Produktfamilien mit CPUund I OGeräten auf den Markt gebracht Bild 1 Die Produkte der Familie »Strato« bilden das CPU-Segment und zielen auf rechenintensive Edge-Anwendungen Innen steckt ein Raspberry-Pi-Board wie es auch im Consumer-Segment zum Einsatz kommt oder ein Compute Module Die »Iono«-Familie bildet die I O-Module die wahlweise mit Arduino-Boards oder dem Raspberry Pi im Kreditkartenformat bestückt sind Alle diese Geräte befinden sich in einem Hutschienengehäuse Neu ist jetzt der Iono Pi Max Bild der beides vereint einen Raspberry-Pi-ComputeModule und eine große Zahl von I Os Damit wachsen bisher auf mehrere Geräte verteilte Funktionen in einem Gerät zusammen Die Strategie von Sfera Labs ist keine proprietären Teile zu verwenden deshalb kommen nur StandardBoards beziehungsweise -Module von Arduino oder Raspberry Pi zum Einsatz Am Gehäuse des Iono Pi Max befinden sich der Ethernetund die USBAnschlüsse des Raspberry-Pi-ComputeModules ein RJ12-Sockel der das I2 C-Interface führt sowie Schraubklemmen mit industriellen I Os Auf diesen Ein-Ausgängen liegen Relais digitale I Os bidirektionale TTL-I Os digitale Eingänge und Open-Collector-Ausgänge CAN-RS-232-und RS-485-Schnittstellen dedizierte Eingänge für Temperatursensoren und ein Wiegand-Interface Letzteres ist als Anschluss für Kartenleser an Türzutrittsystemen weit verbreitet ■ Zahlreiche Extras Darüber hinaus weist der Iono Pi Max eine ganze Reihe von Besonderheiten auf mit denen er an viele Einsatzgebiete angepasst werden kann Dazu gehört ein Microchip-Atmel-Mikrocontroller SAME54P20 der die Ein-Ausgänge und einiges mehr steuert Der mit einem Cortex-M4-Kern arbeitende Mikrocontroller konfiguriert die I Os und bestimmt ob die seriellen Schnittstellen im RS-232-oder RS-485-Modus arbeiten ob einfaches CAN oder CAN-FD gefahren wird Eine weitere Besonderheit sind zwei Micro-SD-Steckplätze Das Raspberry Pi Compute Module kann zwar zwei SDKarten verwalten aber nur von einer der beiden booten Der M4-Mikrocontroller sorgt mit einer Schaltmatrix dafür dass die Kartensteckplätze getauscht werden können sodass das Booten von beiden SD-Karten möglich ist Dies ermöglicht gefahrlose Firmware-Updates im Feld Geht etwas schief beim Start mit der neuen Firmware kann durch Umschalten und Reboot einfach wieder auf die alte Version zurückgeschaltet werden Noch ein Extra Mit einer externen Batterie lässt sich eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für das Gerät realisieren Bisher ist das nur mit 12-oder 24-Volt-Blei-Säure-Akkus möglich Sfera Labs stellt aber in Aussicht dass bei zukünftigen Firmware-Updates auch andere Batterietypen möglich sein werden Die interne Ladeschaltung speist den Akku mit 600 mA Für wenig stromhungrige Anwendungen empfiehlt Sfera Labs einen 1 2-Ah-Akku der reicht um das Gerät für ein geordnetes Herunterfahren für einige Minuten weiter zu betreiben Bei leistungshungrigen Applikationen wird ein 7-Ah-Akku empfohlen Ebenfalls an Bord Ein SecureElement von Microchip ATECC608A das über den I2 C-Bus an das ComputeModule angeschlossen ist Dieses Element sichert den Bootvorgang ab und speichert bis zu 16 Schlüssel oder Zertifikate Vertrieben werden die SferaLabs-Produkte direkt über die eigene Website sferalabs cc oder über Mouser jk Sfera Labs entwickelt Hutschienen-Geräte für die Automatisierung auf Basis von Arduino und Raspberry Pi Neu ist ein universelles I O-Gerät mit Raspberry Pi Compute Module Bild Sfera Labs