Der Schaltschrank ist schon seit längerem nicht mehr nur ein zentrales „Umspannwerk“ für die verschiedensten Strom- und Signalleitungen. Durch die zunehmende Digitalisierung und das IIoT ist das sogenannte Edge-Computing, also eine lokale Intelligenz am Rande des Internets hin zum Feld der neue Megatrend. OEMs und Systemintegratoren suchen daher nach Lösungen, eine solche Edge-Intelligenz direkt in den Schaltschrank zu integrieren. Sie wollen IP-Technologie mit zentralen Dashboards sowie Management- und Maintenance-Clouds nahtlos anbinden. Auch die Integration passender Edge-Logik vor Ort wird dadurch möglich. Diese muss frei programmierbar sein, um dem wachsenden Bedarf nach Smartphone-basiertem Zugriff auf Daten, Systemzustände und die Steuerung der angeschlossenen Devices gerecht werden zu können oder auch Inferenzlogik auszuführen, die für Predictive Maintenance Zwecke erforderlich ist, da man nicht jeden Messwert in die Cloud schieben will oder auch kann.
Mehr Freiheit in der Gebäudeautomation
Wichtig ist für OEMs und Systemintegratoren eine Lösung zu erhalten, die flexibel und kostenoptimiert in den Schaltschrank integriert werden kann. Eine ideale Lösung können Plattformen auf Basis des neuen, leistungsoptimierten Raspberry Pi 3 B+ sein. Sie sind mit einer quelloffenen Linux-Distribution ausgestattet und können an spezielle Bedürfnisse angepasst werden. Somit hat man auch bei der Installation weiterer Software wie Entwicklungsumgebungen oder Automatisierungsanwendungen, die auf solchen Edge-Zentralen für beispielsweise die Gebäudeautomation und Steuertechnik zum Einsatz kommen sollen, nahezu keine Einschränkungen. Worin liegen aber die spezifischen Vorteile eines Ansatzes mit Raspberry Pi?
Vom gemeinnützigen Lehrobjekt zur Industrieplattform
Im Jahre 2012 wurde der Raspberry Pi in seiner ursprünglichen, ersten Version für Lehrzwecke als besonders kostengünstige und dennoch vollständige OpenSource-Entwicklungsplattform in den Markt eingeführt. Jeder, der sich für IT-Hardware, im Besonderen aber für Hardware-Programmierung und -Entwicklung interessierte, konnte mit dem kostengünstigen Einplatinencomputer praktisch sofort loslegen. Und so dauerte es auch nicht lange, bis die Geräte zunehmend als praktikable Entwicklungsplattform in der Embedded-Industrie eingesetzt wurden, da der Raspberry als vollwertiger Linux-Mini-Rechner gleichzeitig als Entwicklungs- und Testplattform genutzt werden konnte. Bis heute wurden insgesamt rund 30 Millionen Raspberry-Pi-Geräte verkaufti, was sich zudem in einer beeindruckend großen Online Support Community widerspiegelt. Inzwischen ist der Raspberry PI auf dem besten Weg, selbst zu einer neuen Standard-Industrie-Plattform zu werden. So nutzt beispielsweise Oracle einen Cluster von 1060 Raspberry Pis für den weltweit größten Pi-Supercomputer. Und das Jet Propulsion Laboratory der NASA hat einen Bauplan veröffentlicht, der eine Raspberry PI als Basis für den Nachbau des Mars-Rovers nutzt. Nun macht sich der Minicomputer auf, auch industrielle Einsatzbereiche zu erobern. STV Electronic ist dabei einer der ersten Hersteller, der mit dem Smart Manager 4.0 eine industrietaugliche Version des Mini-Computers im Portfolio hat.
Industrietauglicher Raspberry
Die Version 3 des Raspberry Pi kommt mit einem BCM2837-SoC von Broadcom, der sich aus einem 1,2-GHz-Quadcore-ARM-Prozessor samt großzügig ausgelegter Visual Processing Unit (400 MHz) zusammensetzt. Die vier Arm Cortex-A53 Cores sind dabei für die hohe Rechenleistung verantwortlich, damit die Plattform selbst sehr komplexe Aufgaben im IoT-/Edge-Bereich in verschiedensten vertikalen Märkten übernehmen kann. Die Armv8-A -Architektur beeindruckt dabei durch bis zu 60% mehr Leistung als ihr Cortex-A7 Vorgänger. Zudem bietet sie auch ein verbessertes Power-Management für eine minimale Wärmeentwicklung, sodass der Smart Manager 4.0 selbst bei extremen Temperaturen von -40 °C bis +55 °C im Schaltschrank innen wie außen ohne aktive Lüftung oder gar Schaltschrankklimatisierung auskommt, was hilft signifikant Betriebskosten zu sparen. Zum Arbeitsspeicher von 1 GB LPDDR2 SDRAM kann der STV Smart Manager 4.0 wahlweise mit 8, 16 oder 32 GB On-Board-eMMC-Flash geordert werden und bietet so für jede Anwendung ausreichend Speicherplatz. Alternativ steht der Smart Manager 4.0 auch als Variante mit SD-Slot zur Verfügung. Dabei stellt STV unter Beweis, dass sein Open-Source-basierter Raspberry-PC voll industrietauglich ist. Denn im Smart Manager 4.0 kommen speziell für den Einsatz im industriellen Sektor entworfene SODIMM Prozessor-Module zum Einsatz, für die alleine schon über die Raspberry Foundation eine Langzeitverfügbarkeit bis mindestens 2026 garantiert ist. Der modulare Aufbau bietet neben der entsprechenden Planungssicherheit zusätzliche Flexibilität und Skalierbarkeit, da der Industrie-PC damit auch hardwareseitig durch performantere CPU-Module erweitert werden kann. Deshalb setzt STV die Langzeitverfügbarkeit für seinen Industrie-PC auch auf 10 Jahre an, was eine weitere wichtige Voraussetzung für elektronische Komponenten im industriellen Einsatz ist.