Wie der Raspberry Pi die Elektronikindustrie verändert

Einleitung

Der Aufstieg des Raspberry Pi hat einen bedeutenden Wendepunkt in der Elektronikindustrie markiert. Mit seiner Markteinführung als winziger, aber leistungsfähiger und erschwinglicher Einplatinencomputer (SBC) hat er den SBC-Markt revolutioniert und Funktionen geboten, auf die zuvor viele Enthusiasten, Anfänger und Profis keinen Zugang hatten. Der Raspberry Pi der ersten Generation wurde im Jahr 2012 als Bildungsplattform für MINT-Interessierte (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) ins Leben gerufen. Er hat sich mit mehr als 40 Millionen verkauften Produkten zu einem kommerziellen Erfolg entwickelt und einen Markt im Wert von 1 Milliarde US-Dollar geschaffen, was ihn zu einem der beliebtesten Entwicklungsboards auf dem Markt macht. Der Raspberry Pi 5 Model, der derzeit das Flaggschiff der Raspberry Pi Foundation ist, verfügt über eine schnellere Broadcom BCM2712, ARM Cortex-A76-CPU (2,4 GHz) und VideoCore VII-GPU, die OpenGL ES 3.1 und Vulkan 1.2 unterstützt, sowie eine bessere Wärmeableitung.

Darüber hinaus hat die Raspberry Pi Foundation ein vielseitiges und robustes Compute Module 4-SoM speziell für tief eingebettete Anwendungen in kommerziellen und industriellen Produktdesigns entwickelt. Dies ist eine kompakte, kostengünstige Lösung für die Einbettung von Raspberry Pi-Funktionen in verschiedene Industrie-, Gewerbe- und Verbraucheranwendungen.

Eine der attraktiven Eigenschaften des Raspberry Pi ist seine Vielseitigkeit als Plattform mit geringem Stromverbrauch, hoher Leistung und kleinem Formfaktor für verschiedene Anwendungen. Er hat eine ganz neue Klasse von Computergeräten etabliert und sich zu einer Standardkomponente der intelligenten Schnittstelle entwickelt. Aufgrund seiner Erschwinglichkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit eignet er sich perfekt für eine Vielzahl von kommerziellen und industriellen Anwendungen, wie z. B. die Überwachung des Internets der Dinge (IoT), Steuerungssysteme und die Nachrüstung mit Fertigungsausrüstung, ohne dabei ein Loch in den Geldbeutel zu reißen. Er bietet einen Rahmen für Kreativität und das unabhängig von Hintergrund oder Fachwissen.

Anwendungen des Raspberry Pi

Der Raspberry Pi bedient ein breites Spektrum von Nutzern, darunter Bastler, Unternehmer und Elektronikentwickler – Es gibt einen Raspberry Pi für jeden Bedarf!

A. Bildung

Der Raspberry Pi ist in Bildungseinrichtungen unverzichtbar geworden und bietet ein vernünftiges und gleichzeitig leistungsfähiges Werkzeug für den Programmier-, Elektronik- und IT-Unterricht. Die benutzerfreundliche Oberfläche und der starke Community-Support machen das Gerät zu einer hervorragenden Plattform für Jugendliche, die ihre ersten Schritte im Bereich des Programmierens und beim Hardware-Basteln tun.

Raspberry Pi-Computer werden primär in Schulen für Physical Computing-Projekte wie Internetrecherche und Dokumentenerstellung verwendet und nicht nur für Bildschirmaktivitäten. Typische Schuleinrichtungen beinhalten das Verbinden des Raspberry Pi mit einem Monitor, einer Tastatur und einer Maus als Ersatz für Desktop-PCs oder als permanente Installationen. Während einige Schulen aufgrund von möglichen Missbräuchen Bedenken in Bezug auf die Integration solcher offenen Geräte in ihre Netzwerke äußern, erleichtern neuere Pi-Modelle mit drahtloser Konnektivität den Zugang für Lehrer. Das Lehrpersonal fühlt sich trotz der zusätzlichen Verantwortung für die Verwaltung von Raspberry Pis im Allgemeinen mit den damit verbundenen Aufgaben wohl. Ada Computer Science bietet CPD-Schulungen und -Ressourcen zur Unterstützung der Lehrer bei der effektiven Nutzung des Raspberry Pi in Bildungseinrichtungen, einschließlich Initiativen wie Experience AI, das in Zusammenarbeit mit Google DeepMind entwickelt wurde und die Begeisterung von Schülern bzw. Studierenden für KI und maschinelles Lernen steigern soll. Lehrer und Pädagogen können ihre Unterstützung für Physical Computing im Unterricht durch die Integration des Raspberry Pi verstärken. Durch die Nutzung dieser Ressourcen können sie junge Menschen mit den Fähigkeiten ausstatten, die sie zur Gestaltung dieser Welt benötigen.

B. Bastler

Der Raspberry Pi bietet Makern und Bastlern endlose Möglichkeiten zur Entwicklung kreativer Projekte. Seine Flexibilität ermöglicht es Elektronikbegeisterten, ihre Ideen schnell in die Realität umzusetzen – von Retro-Gaming-Konsolen bis hin zu Heimautomatisierungssystemen. Projekte wie Magic Mirror, der mit dem Raspberry Pi intelligente Spiegel erstellt, präsentieren seine innovativen Anwendungen in der DIY-Community.

Der Raspberry Pi dient insbesondere als Eckpfeiler für benutzerdefinierte Kreationen wie:

• Pressezentrum
• Heimautomatisierung
• Digitale Fotorahmen
• Sicherheitssysteme
• Intelligente Spiegel
• Wetterstationen
• Intelligentes Bewässerungssystem
• Automatisierte Tierfütterung

Der Raspberry Pi erleichtert die IoT-Integration und ermöglicht die Fernüberwachung und -steuerung von Geräten, den Datenaustausch und die Automatisierung. Die Plattform unterstützt die Erweiterung durch den Einbau verschiedener Sensoren und Module, wodurch ihre Funktionalität verbessert wird. Einsteiger können ihre Raspberry Pi-Reise mit dem Gerät und einer zuverlässigen Stromversorgung beginnen, mit Empfehlungen, die auf die Modellgeneration zugeschnitten sind. Starter-Kits bieten eine kostengünstige Möglichkeit zur Beschaffung erforderlicher Bauelemente. Die Farnell element14 Community ist ein Hub für das Raspberry Pi-Ökosystem, die Lernprozesse und die Unterstützung fördert und das Engagement der Community anregt. Elektronikbegeisterte können von Projekten und Ressourcen profitieren und Ideen austauschen, Empfehlungen einholen und ihre Fähigkeiten verbessern. Raspberry Pi-Liebhaber können ein solches kollaboratives Ethos dazu nutzen, ständig neue Grenzen zu erkunden und zu einem dynamischen Ökosystem für Innovationen und den Wissensaustausch beizutragen.

C. Produktdesign

Der Raspberry Pi dient als Katalysator für Innovationen bei Unternehmern und Elektronikentwicklern. Seine Erschwinglichkeit und robusten Funktionen ermöglichen eine zügige Erstellung von Prototypen und eine schnelle Produktentwicklung. Elektronikentwickler können mit dem Raspberry Pi Prototypen für IoT-Geräte und Unterhaltungselektronik erstellen. Dadurch wird die Produktentwicklung beschleunigt und die Markteinführungszeit verkürzt.

• KIoT-Aufgaben: Dank seines leistungsstarken Prozessors und Speichers eignet sich der Raspberry Pi für die schnelle Erstellung von Prototypen von KI-gestützten Geräten. Die Lösung kann in KI/ML-Algorithmen dazu integriert werden, intelligente Aufgaben wie Bild- und Spracherkennung und Verarbeitung natürlicher Sprache auszuführen. Diese Geräte können Umgebungsdaten sammeln, diese mit KI-Modellen lokal analysieren und auf der Grundlage der Analyse geeignete Maßnahmen ergreifen.
• IoT-Gateways: Der Raspberry Pi wird als IoT-Gateway-Anwendung mit dem Ziel verwendet, Sensoren und Aktoren dazu zu verbinden, Daten aus der Cloud zu veröffentlichen und zu empfangen. Er unterstützt eine einfache Multiprotokoll-Konnektivität zur Verarbeitung von Informationen als Edge-Gateway, sodass der Netzwerkbandbreitenbedarf reduziert wird. Außerdem bietet die Lösung eine zusätzliche Sicherheitsebene, bei der die Datenintegrität wichtig ist und nicht beeinträchtigt werden darf. .
• Überwachung: Die kompakte Größe, die geringen Kosten und die Kompatibilität mit Sensoren und Aktoren machen den Raspberry Pi ideal geeignet für die Überwachung im Automatisierungsprozess. Er kann dann die Ergebnisse über ein verbundenes Display oder mobile Benachrichtigungen an den Benutzer weiterleiten. Lösungen wie Kunbus Revolution Pi sind bereits verfügbar.
• Digitale Beschilderung: Unabhängig davon, ob es sich um Werbeschilder, das an einem Kiosk montierte Touchscreen-Panel oder die in der Produktion hängende Target Board handelt, der Raspberry Pi gewinnt aus drei einfachen Gründen Marktanteile im Bereich der digitalen Beschilderung: kompakte Größe, Erschwinglichkeit und Zuverlässigkeit.

Der Raspberry Pi wird auch in täglichen Anwendungen wie Überwachungskameras, Luftqualitätsmonitoren und industriellen Anwendungen wie Strato Pi verwendet. Viele Entwickler verwenden den Raspberry Pi für die schnelle Erstellung von Prototypen und Proof-of-Concept-Lösungen, die ein leistbares Mittel zur Überprüfung von Ideen bieten, insbesondere bei Initiativen wie IoT und Cloud-basierter vorausschauender Wartung, bei denen die Vorlaufkosten für kommerzielle Lösungen unerschwinglich sein können. Die Vielseitigkeit des Raspberry Pi als IoT-Gerät und seine Open-Source-Eigenschaft machen ihn zu einer ausgezeichneten Wahl für Pilotversuche und Explorationsprojekte, in deren Rahmen Unternehmen das Terrain testen können, bevor sie sich zu größeren Investitionen verpflichten.

D. Industrielle Automatisierung

Die Anpassungsfähigkeit der Raspberry Pi-Integration bietet einen erschwinglichen Rahmen für intelligente Systeme, Prozessüberwachung und kundenspezifische Automatisierungslösungen. Branchen nutzen den Raspberry Pi für Aufgaben wie:

• Computer Vision/Machine Vision: Benutzer des Raspberry Pi können Videos und Bilder mit TensorFlow und Edge Impulse analysieren. TensorFlow Lite trainiert und implementiert Computer Vision-Modelle wie Objekt- und Gesichtsidentifikation für Embedded-Geräte wie den Raspberry Pi. Edge Impulse ermöglicht den Aufbau von Computer Vision-Projekten ohne umfassende Programmierkenntnisse durch die Entwicklung und Bereitstellung von maschinellen Lernmodellen auf Edge-Geräten.
• Automatisierung und Steuerung: Das Raspberry Pi-Board mit mehreren GPIOs, UART-, I2C- und SPI-Schnittstellen bietet nahtlose Konnektivität zu Sensoren, Schaltern, Relais und Signalsäulen und schaltet die Programmierung des Automatisierungssystems frei. Sie können auch den CSI-Anschluss dazu nutzen, eine Kamera für die visuelle Inspektion anzuschließen.
• IIoT-Gateways: Der Raspberry Pi kann Sensordaten einholen und zur Analyse über Dualband-Wi-Fi (2,4 GHz und 5 GHz), Bluetooth 5.0 und Bluetooth BLE an die Cloud senden. Er ermöglicht auch die Fernsteuerung des Geräts.
• MMS/Panel-PC: Der Raspberry Pi ist eine praktische Plattform für industrielle Anwendungen, einschließlich Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS), überwachende Steuerungs- und Datenerfassung (SCADA) und speicherprogrammierbare Steuerungssoftware (SPS). Auf der Grundlage der Cortex-A-Mikroprozessorkerne von Arm unterstützt das Multicore-Design eine High-Speed-Verarbeitung, die für Steuerungs- und Überwachungsaufgaben in Echtzeit erforderlich ist. Die Unterstützung von Betriebssystemen wie Linux ermöglicht zudem eine nahtlose Integration mit industriellen Software-Stacks und Protokollen. Die I/O-Ports von Raspberry Pi und die Vernetzung ermöglichen die Kommunikation mit Sensoren, Aktoren und anderen industriellen Geräten zur Automatisierung und Steuerung.
• Datenlogging: Der Raspberry Pi kann Standardprogramme oder -anwendungen installieren und Aufgaben ausführen, die in der Regel mit einem Personal Computer in Verbindung stehen. Zu den verschiedenen Funktionen gehört das Datenlogging, mit dem Umgebungsbedingungen, Maschinenbetriebsparameter und Energieverbrauch in CSV- oder Tabellenkalkulationsdateien aufgezeichnet werden können.

Die Raspberry Pi-Plattform ist mehr als eine erschwingliche High-Speed-Verarbeitungslösung. Die Kompatibilität mit Cloud-Technologien und das Potenzial, den Grundstock für ein industrielles Rechenzentrum zu bilden, festigen die Position der Lösung bei der Zusammenführung von IT und BT im Rahmen von Industrie 4.0.

Fazit

Der Raspberry Pi hat die Elektronikindustrie tiefgreifend verändert, indem er die Rechenleistung erweitert und Innovationen in verschiedenen Sektoren gefördert hat. Ob Schüler/Studierender, Bastler, Unternehmer oder Branchenprofi, der Raspberry Pi bietet die perfekte Plattform dazu, Ihrer Kreativität freien Lauf zu lassen und für einen wesentlichen Wandel in der Elektronikindustrie zu sorgen. Er ist eine ideale Computerplattform, mit der Sie Ihre Erfindungen beschleunigen können, und sein Potenzial wächst mit jeder neuen Anwendung und jedem neuen Anwendungsfall.

Entwicklung innovativer SBC-Anwendungen vorangetrieben haben. Der Raspberry Pi hat sich dank des rasch steigenden Einsatzes im Vereinigten Königreich zum meistverkauften PC aller Zeiten entwickelt. Der Raspberry Pi ist heute nach dem PC und Mac die weltweit drittbeliebteste universell einsetzbare Computerplattform und wird international von Millionen junger Menschen, von Akademikern, Bastlern und Industrieunternehmen genutzt. Unabhängig davon, ob Sie Ihre ersten Schritte tun oder ein erfahrener Nutzer sind, unser umfangreiches Sortiment an Produkten und Zubehör von Raspberry Pi erfüllt die unterschiedlichsten Projektanforderungen und macht es Ihnen einfacher denn je, Ihre Raspberry Pi-Reise zu starten. Mehr erfahren