Jak Raspberry Pi zmienia przemysł elektroniczny?

Wprowadzenie

Pojawienie się Raspberry Pi stanowiło istotny punkt zwrotny w branży elektronicznej. Wprowadzony na rynek jako niewielki, ale wydajny i niedrogi komputer jednopłytkowy (SBC), zrewolucjonizował rynek SBC, dając możliwości wcześniej niedostępne dla wielu entuzjastów, początkujących twórców i profesjonalistów. Raspberry Pi pierwszej generacji został wprowadzony na rynek w 2012 r. jako platforma edukacyjna dla młodzieży zainteresowanej tematyką STEM (nauki ścisłe, technologia, inżynieria i matematyka). Następnie stał się sukcesem komercyjnym. Sprzedał się w ponad 40 milionach egzemplarzy i stworzył rynek o wartości 1 miliarda dolarów. Uczyniło go to jedną z najpopularniejszych płytek rozwojowych na rynku. Model Raspberry Pi 5, który jest obecnie flagową płytką Raspberry Pi Foundation, został wyposażony w szybszy procesor Broadcom BCM2712 ARM Cortex-A76 2,4 GHz oraz procesor graficzny VideoCore VII obsługujący OpenGL ES 3.1 i Vulkan 1.2, a także lepsze odprowadzanie ciepła.

Co więcej, Raspberry Pi Foundation opracowała wszechstronny i solidny moduł Computer Module 4 SoM (System-on-Module), przeznaczony specjalnie do zastosowań głęboko osadzonych w projektach produktów komercyjnych i przemysłowych. Oferuje on kompaktowe, ekonomiczne rozwiązanie do osadzania możliwości Raspberry Pi w różnych aplikacjach przemysłowych, komercyjnych i konsumenckich.

Jedną z atrakcyjnych cech Raspberry Pi jest jego wszechstronność jako platformy do różnych zastosowań, która charakteryzuje się niskim poborem mocy, wysoką wydajnością i niewielkimi rozmiarami. To urządzenie stworzyło zupełnie nową klasę urządzeń komputerowych i stało się standardową częścią inteligentnych interfejsów. Ze względu na przystępną cenę, niezawodność i skalowalność, doskonale nadaje się do szerokiej gamy zastosowań komercyjnych i przemysłowych — takich jak: monitorowanie Internetu rzeczy (IoT), systemy sterowania i tania modernizacja sprzętu fabrycznego. To rozwiązanie kanalizujące kreatywność niezależnie od wykształcenia lub wiedzy specjalistycznej.

Zastosowania Raspberry Pi

Raspberry Pi służy szerokiemu gronu użytkowników, w tym entuzjastom–hobbystom, przedsiębiorcom i inżynierom projektantom. Każdy znajdzie Raspberry Pi dla siebie!

A. Edukacja

Raspberry Pi stał się niezbędny w środowiskach edukacyjnych. Oferuje rozsądne, ale wydajne narzędzie do nauczania programowania, elektroniki i technologii informatycznych. Przyjazny dla użytkownika interfejs i silne wsparcie społeczności sprawiają, że urządzenie jest doskonałą platformą dla młodych ludzi do nauki kodowania i majsterkowania przy sprzęcie.

Komputery Raspberry Pi są głównie wykorzystywane w szkołach do realizacji fizycznych projektów komputerowych, takich jak wyszukiwanie informacji w Internecie i tworzenie dokumentów, a nie wyłącznie do działań na ekranie. Typowe konfiguracje szkolne obejmują podłączenie Raspberry Pi do monitora, klawiatury i myszy i tworzenie zamienników komputerów stacjonarnych lub stałych instalacji. Podczas gdy niektóre szkoły wyrażają obawy przed integracją takich otwartych urządzeń w swoich sieciach ze względu na potencjalne nadużycia, nowsze modele Pi z łącznością bezprzewodową ułatwiają dostęp nauczycielom. Nauczyciele na ogół czują się komfortowo z wykonywanymi zadaniami, pomimo dodatkowej odpowiedzialności związanej z zarządzaniem komputerami Raspberry Pi. Ada Computer Science oferuje kursy szkoleniowe CPD i zasoby wspierające nauczycieli w efektywnym wykorzystaniu Raspberry Pi w środowisku edukacyjnym, w tym inicjatywy takie jak Experience AI, opracowane we współpracy z Google DeepMind, które mają na celu zaangażowania uczniów w tematykę sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Nauczyciele i edukatorzy mogą zwiększyć swoje wsparcie dla komputerów fizycznych w klasie poprzez integrację Raspberry Pi. Korzystając z tych zasobów mogą wyposażyć młodych ludzi w umiejętności potrzebne do kształtowania współczesnego świata.

B. Twórcy–hobbyści

LRaspberry Pi pozwala twórcom i hobbystom rozwijać nieskończone możliwości kreatywnych projektów. Jego elastyczność pozwoli entuzjastom szybko urzeczywistnić pomysły, niezależnie od tego, czy są to konsole do gier retro, czy systemy automatyki domowej. Projekty takie jak Magic Mirror, który wykorzystuje Raspberry Pi do tworzenia inteligentnych luster, pokazują jego innowacyjne zastosowania w społeczności hobbystów.

Raspberry Pi jest platformą dla kreacji niestandardowych rozwiązań, takich jak:

• Centrum medialne
• Systemy automatyki budynków
• Cyfrowa ramka na zdjęcia
• System bezpieczeństwa
• Inteligentne lustra
• Stacje pogodowe
• Inteligentny system nawadniania
• Automatyczny podajnik dla zwierząt

Raspberry Pi ułatwia integrację IoT (Internet rzeczy, ang. Internet of Things) i umożliwia zdalne monitorowanie i sterowanie urządzeniami, wymianę danych i automatyzację. Platforma obsługuje rozbudowę poprzez włączenie różnych czujników i modułów, zwiększając ich funkcjonalność. Początkujący mogą rozpocząć swoją przygodę z Raspberry Pi z urządzeniem i niezawodnym zasilaczem, z zaleceniami dostosowanymi do generacji modelu. Zestawy startowe oferują opłacalną opcję nabycia niezbędnych komponentów. Społeczność Farnell element14 Community jest centrum ekosystemu Raspberry Pi, wspierającym naukę, udzielającym wsparcia oraz zachęcającym do zaangażowania społeczności. Entuzjaści mogą korzystać z projektów i zasobów, wymieniać się pomysłami, szukać porad i doskonalić swoje umiejętności. Miłośnicy Raspberry Pi mogą wykorzystać taki etos współpracy do ciągłego odkrywania nowych granic i przyczyniać się do rozwoju tętniącego życiem ekosystemu innowacji i dzielenia się wiedzą.

C. Projekt produktu

Raspberry Pi działa jako katalizator innowacji wśród przedsiębiorców i twórców projektów. Jego przystępna cena i solidne możliwości pozwalają na szybkie prototypowanie i rozwój produktu. Inżynierowie projektanci mogą wykorzystywać Raspberry Pi do tworzenia prototypów urządzeń IoT i elektroniki użytkowej, przyspieszając rozwój produktów i skracając czas ich wprowadzania na rynek.

• Zadania AIoT (sztuczna inteligencja rzeczy, ang. Artificial Intelligence of Things): Wydajny procesor i pamięć sprawiają, że Raspberry Pi nadaje się do szybkiego prototypowania urządzeń opartych na AI. Można go zintegrować z algorytmami AI/ML w celu wykonywania inteligentnych zadań, takich jak rozpoznawanie obrazu i mowy oraz przetwarzanie języka naturalnego. Urządzenia te mogą zbierać dane środowiskowe, analizować je lokalnie z wykorzystaniem modeli AI i podejmować odpowiednie działania w oparciu o analizę.
• Bramki IoT: Raspberry Pi jest używany jako aplikacja bramki IoT do łączenia czujników i elementów wykonawczych do publikowania i odbierania danych z chmury. Ułatwia łączność wieloprotokołową, przetwarza informacje jako bramka brzegowa w celu zmniejszenia zapotrzebowania na przepustowość sieci. Zapewnia dodatkową warstwę bezpieczeństwa, w której integralność danych jest kluczowa i nie może zostać naruszona.
• Monitorowanie: Kompaktowe rozmiary, niski koszt oraz kompatybilność z czujnikami i siłownikami sprawiają, że Raspberry Pi idealnie nadaje się do monitorowania w procesie automatyzacji. Następnie może przekazać wyniki użytkownikowi za pośrednictwem podłączonego wyświetlacza lub powiadomień mobilnych. Rozwiązania takie jak Kunbus Revolution Pi są już dostępne.
• Oznakowanie cyfrowe: Niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z oznakowaniem reklamowym, panelem dotykowym kiosku, czy tablicą realizacji celów wiszącą na hali produkcyjnej, Raspberry Pi zdobywa udział w rynku oznakowania cyfrowego z trzech prostych powodów: kompaktowe wymiary, przystępna cena i niezawodność.

Raspberry Pi jest również wykorzystywany w codziennych zastosowaniach, takich jak kamery bezpieczeństwa, monitory jakości powietrza i zastosowania przemysłowe, takie jak Strato-Pi. Wielu inżynierów używa Raspberry Pi do szybkiego prototypowania i tworzenia rozwiązań typu proof-of-concept, które zapewniają niedrogie środki do weryfikacji koncepcji. Sprowadza się to przede wszystkim do inicjatyw takich jak IoT i konserwacja predykcyjna oparta na chmurze, gdzie koszty początkowe rozwiązań komercyjnych mogą być zaporowe. Wszechstronność Raspberry Pi jako urządzenia IoT i jego charakter open-source sprawiają, że jest to doskonały wybór do prowadzenia testów pilotażowych i realizacji projektów eksploracyjnych, które umożliwiają organizacjom badanie gruntu przed podjęciem bardziej znaczących inwestycji.

D. Automatyka przemysłowa

Możliwość adaptacji w zakresie integracji Raspberry Pi zapewnia niedrogie ramy dla inteligentnych systemów, monitorowania procesów i niestandardowych rozwiązań automatyzacji. Różne branże wykorzystują Raspberry Pi do różnorodnych zadań:

• Wizja komputerowa/wizja maszynowa: Użytkownicy Raspberry Pi mogą analizować filmy i obrazy za pomocą TensorFlow i Edge Impulse. TensorFlow Lite trenuje i wdraża komputerowe modele wizyjne (np. identyfikacja obiektów i twarzy) na potrzeby urządzeń wbudowanych, takich jak Raspberry Pi. Edge Impulse umożliwia tworzenie projektów wizji komputerowej bez rozległej wiedzy na temat kodowania poprzez opracowywanie i wdrażanie modeli uczenia maszynowego na urządzeniach brzegowych.
• Automatyzacja i kontrola: Płytka Raspberry Pi z kilkoma interfejsami GPIO, UART, I2C i SPI zapewnia bezproblemową łączność z czujnikami, przełącznikami, przekaźnikami i kolumną sygnalizacyjną oraz umożliwia programowanie systemu automatyki. Port CSI można także wykorzystać, aby podłączyć kamerę do kontroli wizualnej.
• Interfejs HMI/komputer panelowy: Raspberry Pi to poręczna platforma do zastosowań przemysłowych, w tym interfejsu człowiek–maszyna (HMI), kontroli nadzorczej i akwizycji danych (SCADA) oraz oprogramowania programowalnego sterownika logicznego (PLC). Wielordzeniowa konstrukcja oparta na rdzeniach mikroprocesorowych Arm Cortex-A pozwala na szybkie przetwarzanie niezbędne do zadań sterowania i monitorowania w czasie rzeczywistym. Kompatybilność z systemami operacyjnymi, takimi jak Linux, pozwala również na płynną integrację ze stosami oprogramowania przemysłowego i protokołami. Porty I /O i sieć umożliwiają Raspberry Pi komunikację z czujnikami, siłownikami i innymi urządzeniami przemysłowymi w celu wdrożenia automatyzacji i sterowania.
• Rejestrowanie danych: Raspberry Pi może instalować standardowe programy lub aplikacje i wykonywać zadania typowe dla komputerów osobistych. Wśród kilku jego funkcji znajduje się rejestrowanie danych, które umożliwia zapisywanie warunków środowiskowych, parametrów pracy maszyny i zużycia energii w plikach CSV lub arkuszach kalkulacyjnych.

Platforma Raspberry Pi to coś więcej niż przystępne cenowo rozwiązanie do szybkiego przetwarzania danych. Jego kompatybilność z technologiami chmurowymi i potencjał do stworzenia fundamentu przemysłowego centrum danych umacnia jego pozycję w unifikacji IT i OT w ramach Przemysłu 4.0.

Podsumowanie

Komputer Raspberry Pi dogłębnie zmienił branżę elektroniczną poprzez zwiększenie mocy obliczeniowej i stworzenie zachęt do wprowadzania innowacji w różnych sektorach. Niezależnie od tego, czy jesteś studentem, hobbystą, przedsiębiorcą czy profesjonalistą z branży, Raspberry Pi to platforma, która pomoże Ci uwolnić kreatywność i wprowadzać znaczące zmiany w branży elektronicznej. Jest to idealna platforma obliczeniowa do przyspieszenia wynalazków, a jej potencjał rośnie wraz z każdym nowym zastosowaniem i przypadkiem użycia.

W Farnell cieszymy się, że mogliśmy odegrać kluczową rolę w ogromnym rozwoju i globalnym wpływie Raspberry Pi. W ten sposób pomagamy w edukacji młodszych pokoleń i napędzamy rozwój innowacyjnych aplikacji SBC. Szybka popularyzacja Raspberry Pi sprawiła, że urządzenie osiągnęło w Wielkiej Brytanii pozycję najlepiej sprzedającego się komputera osobistego wszech czasów. Raspberry Pi jest obecnie trzecią najpopularniejszą na świecie uniwersalną platformą komputerową, zaraz po komputerach PC i Mac. Jest używany na całym świecie przez miliony młodych ludzi, naukowców, hobbystów i organizacje przemysłowe. Niezależnie od tego, czy jesteś początkującym, czy doświadczonym użytkownikiem, nasza szeroka gama produktów i akcesoriów Raspberry Pi zaspokaja różnorodne potrzeby projektowe. Dzięki temu rozpoczęcie podróży z Raspberry Pi jest łatwiejsze niż kiedykolwiek wcześniej. Dowiedz się więcej