Raspberry Pi Compute Module

Das Herz der Revolution

Ausgestattet ist der Revolution Pi Core mit dem Rasperry Pi Compute Modul. Das Compute Module enthält den Prozessor BCM2835 mit 700 MHz und 500 MByte RAM von Broadcom sowie einen 4 Gbyte eMMC Flash Speicher. Über den Sockel wird das Modul mit 5 V, 3,3 V und 1,8 V Spannung versorgt. Außerdem laufen alle IO-Anschlusssignale über den Sockel.

Als Betriebssystem erhält der RevPi Core standardmäßig Raspbian (eine Debian-Variante) in der Version Wheezy mit RT-Patch des Kernels 4.1.13.

Revolution Pi Netzteil

Unter Strom

Ein sehr wichtiges Element unseres RevPi Core ist sein Netzteil. Um minimale Wärmeverluste zu bekommen, haben wir modernste und hocheffiziente DC-DC-Wandler eingesetzt (Gesamteffizienz > 80%), die aus den, in industriellen Schaltschränken üblichen, 24 V, die benötigten Betriebsspannungen erzeugen.

Aber der PiCore läuft nicht nur im genormten Spannungsbereich von 20,4 V bis 28,8 V, sondern auch noch bei nur 10,7 V Versorgungsspannung*. Also können auch Autobatterien oder Solaranlagen als Spannungsquelle verwendet werden. Bei 24 V Versorgung übersteht der PiCore einen Spannungseinbruch von 10 ms ohne Störungen (mit voller Belastung der USB Buchsen) und sogar 25 ms ohne Last an den USB Buchsen. Die Versorgungsspannung und eine Funktionserdung werden über einen sehr robusten Steckverbinder von unten angeschlossen.

Eine aufwendige Schutzbeschaltung garantiert die unbeeinträchtigte Funktion selbst bei massiven Störungen auf der Stromversorgungsleitung, sofern die Funktionserdung angeschlossen ist. Blitzeinschläge oder benachbarte Schweißanlagen wurden in einem zertifizierten Prüflabor simuliert und konnten den RevPi Core nicht beeindrucken.

* 2 x 500 mA USB Ausgangsstrom stehen nur bei Eingangsspannungen >11 V zur Verfügung. Die von der En 61131-2 geforderte Überbrückungszeit von Spannungseinbrüchen von mind. 10 ms ist nur bei Versorgung mit 20,4 bis 28,8 V gewährleistet. Bei 12 V Versorgung verkürzt sich diese Zeit deutlich, insbesondere bei Abruf von Leistung aus den USB-Buchsen.

Schnittstellen

Wie der normale Raspberry Pi besitzt auch unser RevPi Core über alle gängigen Anschlussmöglichkeiten.

Ethernet Buchse

 

Eine RJ45-Ethernet-Buchse zum Anschluss des RevPi Core an ein Netzwerk.

2-fach USB Buchse

 

Zwei USB-A 2.0 Buchsen. Beide USB Buchsen stellen an den 5 V Anschlüssen die vollen 500 mA Strom bereit und können somit problemlos auch USB Festplatten oder Surfsticks ohne externen aktiven Hub mit genügend Strom versorgen.

Micro USB Buchse

 

Eine Micro-USB Buchse zum Anschluss eines USB Host-Systems. Schaltet den RevPi Core in den passiven Speicherkarten-Modus. So kann ein PC auf den eigebauten eMMC-Flash-Speicher zugreifen und dort z.B. Software ablegen.

Micro HDMI Buchse

 

Ein Micro-HDMI Stecker, z.B. zum Anschluss eines Monitor.

Revolution Pi PiBridge

Mächtig flexibel

Die PiBridge ist der Datenhighway, der die einzelnen Module von Revolution Pi miteinander verbindet. Damit kann der RevPi Core IPC je nach Anforderung mit passenden I/O Modulen oder Gateways erweitert werden. Über einen Systemsteckverbinder werden jeweils zwei benachbarte Module auf der Oberseite des Gehäuses miteinander verbunden. 3 Signaltypen werden über diesen Stecker zwischen den Modulen ausgetauscht:

4 Pins der PiBridge ermöglichen beim Startvorgang eine automatische Modulerkennung. So weiß der RevPi Core nach dem Startvorgang exakt, welches Modul auf welcher Position in dem Modulverbund eingebaut wurde.

4 Pins der PiBridge dienen der schnellen Kommunikation kleinerer Datenpakete über eine serielle RS485-Schnittstelle. Über diesen Datenkanal werden alle Module beim Start des Systems konfiguriert und danach werden darüber zyklisch Prozessdaten zwischen dem RevPi Core und den IO-Modulen ausgetauscht.

8 Pins der PiBridge ermöglichen den schnellen zyklischen Datenaustausch großer Datenmengen über Ethernetsignale. Diesen Kommunikationskanal nutzen aktuell nur die modularen Gateway Module von KUNBUS, die bis zu 512 Byte von den wichtigsten Feldbussen einsammeln können.

Revolution Pi Heavy Duty Collage

Hart im Nehmen

Eines unserer Hauptziele war es dem Raspberry Pi echte Industrietauglichkeit zu verpassen, um aus ihm einen echten IPC zu machen. Daher wurde in das Hutschienengehäuse des RevPi Core robuste 24 V Industrie-Hardware verbaut, die die Norm EN61131-2 erfüllt. Im Zusammenspiel mit den I/O-Erweiterungsmodulen, lässt der RevPi Core zu einer vollwertigen, industrietauglichen Kleinsteuerung ausbauen.

  • Stromversorgung: min. 10,7 V, max. 28,8 V, maximal 10 Watt
  • Zulässige Umgebungstemperatur: -40 bis +55 °C*
  • ESD Schutz: 4 kV / 8 kV gemäß EN61131-2 und IEC 61000-6-2
  • Surge / Burst Prüfungen: gemäß EN61131-2 und IEC 61000-6-2 eingekoppelt auf Versorgungsspannung, Ethernet und IO-Leitungen
  • EMI Prüfungen: gemäß EN61131-2 und IEC 61000-6-2

* Bis zu 65° C Umgebungstemperatur waren bei Tests bei 24 V Versorgungsspannung, geringer USB Last und unbehinderter Wärmeabstrahlung vom Gehäuse problemlos erreichbar. Ein Kaltstart des abgekühlten Systems ist nur bis -30° C Umgebungstemperatur und 24V Versorgungsspannung sichergestellt.