I/O-Erweiterungsmodul für Hutschienen-PC mit Raspberry Pi

INDUSTRIECOMPUTER RasPi

Für den Raspberry Pi 3 B+ basierten Hutschienen-PC von STV Electronic gibt es ein digitales I/O-Erweiterungsmodul, das über RS485 auch abgesetzt vom System betrieben werden kann. Das I/O Module 16 hat 4 digitale Eingänge, 4 digitale Ausgänge und 8 flexibel auslegbare Schnittstellen, die entweder als digitaler Eingang oder digitaler Ausgang konfiguriert werden können.



Bis zu 8 dieser Erweiterungsmodule kann der Smart Manager 4.0 über RS485 steuern, sodass insgesamt 16 bis 128 konfigurierbare digitale I/Os zur Verfügung gestellt werden können. Die I/Os sind IEC 61131-2 konform galvanisch getrennt und nach DIN VDEV 0884-11:2017-01 bis maximal 2.500 Vrms isoliert. Anwendungsbereiche des über kostenlose CoDeSys-Bibliotheken IEC 61131-3 konform steuerbaren digitalen I/Os finden sich in zahlreichen Digitalisierungs- und Edge-Computing-Applikationen des Maschinen- und Anlagenbaus bis hin zu Industrie- und Gebäudeautomatisierungslösungen in Unterputz-Kleinverteilerkästen, die nach DIN 43880 maximale Einbautiefen von bis zu 70mm zulassen.

 

Die Konfiguration und Auswertung der I/0-Module ...

erfolgt über das API (Application Programming Interface) des Raspberry Pi 3 basierten Smart Managers. Zudem verfügt der Smart Manager 4.0 über ein Webinterface, auf dem die Konfiguration der Module auch remote vorgenommen werden und der Status eingesehen werden kann. Werden nur die Eingänge des I/O-Moduls verwendet, ist keine separate 24VDC-Spannungsversorgung erforderlich. In diesem Falle erfolgt die Spannungsversorgung des Moduls direkt über die Schnittstelle zum Raspberry Pi Hutschienen-PC. Werden mehrere I/O Module über RS‑485 angebunden, erhält jedes Modul seine eigene Adresse über den frontseitigen Codierschalter. So lässt sich das System auf bis zu 8 I/O-Module mit bis 128 flexibel konfigurierbaren digitalen I/Os erweitern. Wird nur ein Modul zur Erweiterung benötigt, kann das I/O Module 16 kabellos mit dem Smart Manager 4.0 verbunden werden. Weitere Module werden über RS-485 Daisy-Chaining verbunden.


Ausstattung

In der aktuell verfügbaren, Multithreading-fähigen Quadcore-Auslegung ist der Raspberry Pi basierte Hutschienen-PC Smart Manager 4.0 mit einem 1,2 GHz Broadcom BCM2837B0 Prozessor bestückt. Er bietet neben der I/O-Erweiterungsoption standardmäßig auch bis zu 2x Ethernet, 6x USB 2.0 und 2 galvanisch getrennte, terminierbare serielle RS485-Schnittstellen. Zum Anschluss des I/O Module 16 genügt eine der beiden Schnittstellen, während die andere auch als RS232 auslegbar ist. Darüber hinaus bietet der Hutschienen-PC einen Erweiterungsbus, über den anwendungsspezifische Erweiterungen wie WLAN, Feldbusse wie M-Bus, Modbus oder LonWorks sowie weitere externe I/Os angebunden werden können. Für Visualisierungsfunktionen vor Ort wird auch 1x HDMI unterstützt. Der Spannungseingang umfasst 12V bis 30V für einen Temperaturbereich von -40 °C bis +55°C. Der Embedded Linux basierte Hutschienen-PC verfügt über eine für mindestens 24 Stunden batteriegepufferte Echtzeituhr.


Es sind anwendungsspezifisch beschriftete Gehäuse, Embedded-Varianten sowie individuelle I/O-Ausstattung auf Anfrage verfügbar. Der Anbieter unterstützt auch die Auslegung der Steuerungslogik. Hierbei haben Anwender die Wahl zwischen Echtzeit-Programmierumgebungen wie CoDeSys, IoT-Entwicklungswerkzeugen wie NodeRed, Webservertechnologien wie Node.js, C und C++ Code sowie weiteren Lösungen der Raspberry Pi Community. Auch Lösungen für die Gebäude- und Home-Automation wie FHEM oder openHAB sowie auch Mosquitto für die MQTT basierte Echtzeit-Kommunikation werden unterstützt.

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