Revolution Pi 4 in den Startlöchern

»Der Trend geht zu Open Source«

2. Februar 2022, 9:00 Uhr | Tobias Schlichtmeier
Nicolai Buchwitz
Nicolai Buchwitz ist Product Owner für die Revolution-Pi-Produktfamilie bei Kunbus.
© Kunbus

Mehr und mehr kommen Produkte auf Basis des Raspberry Pi in der Industrie zum Einsatz. Ein Unternehmen, das bereits 2016 begann, den beliebten Single-Board-Computer für die Industrie zu nutzen, ist Kunbus. 2022 kommt mit dem Revolution Pi 4 bereits das vierte Serienmodell auf den Markt.

Nicolai Buchwitz wechselte im Oktober letzten Jahres die Seiten und verstärkt seitdem Kunbus als Product Owner für die Revolution-Pi-Produktfamilie. Als langjähriger Anwender ist er bestens mit den umfangreichen Möglichkeiten des RevPi vertraut. In der Vergangenheit realisierte er eine Vielzahl von industriellen Projekten mit dem Revolution Pi, wie etwa das europäische Verfügbarkeitsmonitoring für H2-Tankstellen.

Herr Buchwitz, mit dem »Revolution Pi« haben Sie Module für die Automatisierungstechnik auf Basis des Raspberry Pi geschaffen. Wie entstand die Idee?

Nicolai Buchwitz: Kunbus startete mit dem Entwickeln von Gateways und Feldbus-Geräten für die Automatisierung. Zu der Zeit brachte die Raspberry Pi Foundation ihren ersten Pi-Rechner auf den Markt. Er sprach eine breite Masse an, jedoch war er eher für Hobby und Studium gedacht. Mit Einführung des Compute Modules (CM) im Jahr 2014 änderte sich das – es enthält lediglich die Kernkomponenten des Raspberry Pi wie CPU und Speicher und ist in der Industrie einsetzbar. auf Basis des Moduls und angelehnt an unsere Gateways entwickelten wir den Revolution Pi (RevPi). Angefangen vom CM 1 auf unserem »RevPi Core« über die Compute Modules 3 und 3+ im »RevPi Core 3/3+« mit Quad-Core Prozessor und bis zu 32 GB eMMC-Speicher. 2022 kommt der Revolution Pi 4 auf den Markt, basierend auf dem CM 4 der Raspberry Pi Foundation.

Welche technischen Neuheiten bietet der RevPi 4 – im Vergleich zum RevPi 3?

Wichtigste Neuheit sind die leistungsstärkere CPU und der größere Arbeitsspeicher – das ist gerade für Edge-Computing-Applikationen interessant. Der RevPi 4 wird in verschiedenen Versionen mit bis zu 8 GB RAM-Speicher erhältlich sein. Außerdem bieten wir die Option auf natives WLAN an, zudem eine Gigabit Ethernet (GbE)-Schnittstelle. Unsere »Pi-Bridge«, die Verbindungsschnittstelle zwischen all unseren Modulen, skalieren wir auf die neue Generation 2 hoch. Bisher kommuniziert die Schnittstelle mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 Mbit/s, mit dem RevPi 4 wird Gigabit-Geschwindigkeit möglich sein.

Wann kommt der Revolution Pi 4 auf den Markt?

Wir peilen das zweite oder dritte Quartal 2022 an, jedoch mit Vorbehalt, da wir wie andere Hersteller, von den weltweiten Allokationen betroffen sind. Wir sind zwar gut aufgestellt, jedoch nicht vor kurzfristigen Lieferengpässen gefeit. Betroffen davon sind hauptsächlich die CMs. Wir haben bereits im letzten Jahr begonnen, unsere Lagerbestände aufzustocken, jedoch sind wir immer noch von Zulieferern abhängig – das betrifft ebenfalls andere Bauteile.

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Revolution Pi Family
Bild 1. Die Revolution-Pi-Familie von Kunbus besteht aus den Core- und Connect-Modellen sowie vielen Erweiterungsmodulen.
© Kunbus

Haben Sie eine besondere Strategie entwickelt, mit den Lieferengpässen umzugehen?

Wir sind im Bereich Sourcing sehr breit aufgestellt. Unser Einkauf versucht derzeit jeden Tag, neue Lieferanten zu gewinnen. In den letzten Jahren verfolgten viele den Trend der Just-in-Time-Lieferung, wir haben uns jedoch immer schon auf unsere große Lagerhaltung verlassen. Beispielsweise haben Netzwerkcontroller, die sonst innerhalb weniger Monate geliefert wurden, derzeit engere Lieferzeiten. Hier versuchen wir, uns mit vielen Lieferanten breit aufzustellen und Parallel-Bestellungen zu platzieren.

Der Raspberry Pi wurde ursprünglich für Hobby-Anwender und Universitäten entwickelt. Wie haben Sie es geschafft, die industriellen Standards einzuhalten?

Kunbus hatte bereits sehr viel Erfahrung im Entwickeln industrieller Geräte, somit sind wir mit Industrienormen gut vertraut. Zudem kommt lediglich das CM zum Einsatz und nicht der komplette Pi-Rechner. So verfügen die CMs beispielsweise bereits über einen erweiterten Temperaturbereich. Die restliche Hardware wie die Basisplatine, auf die das Compute Module eingesteckt wird, sowie  alle Erweiterungsmodule, entwickeln, fertigen und zertifizieren wir nach den üblichen Industrienormen, beispielsweise nach EN61131-2.

Welche Vorteile entstehen Anwendern mit dem Revolution Pi?

Zum einen kann der RevPi sehr flexibel in vielen verschiedenen Anwendungsfällen zum Einsatz kommen. Zum anderen liefern wir viele Erweiterungsmodule wie analoge und digitale I/O-Module sowie Feldbus-Gateways. Der Nutzer profitiert außerdem von der Offenheit des Systems, beispielsweise kann er das mitgelieferte Betriebssystem (BS) nutzen, oder sein eigenes System entwickeln und aufspielen – es ist jedes BS installierbar, das auf Arm- oder Pi-Basis läuft. Das mitgelieferte BS basiert auf dem der Raspberry Pi Foundation. Wir unterstützen Kunden außerdem dabei, ihre eigenen Applikationen auf dem RevPi in Betrieb zu nehmen. So können Anwender, die Rapid Prototyping auf einem klassischen Raspberry gemacht haben, ihre Projekte sehr gut auf den RevPi und somit in die Industrie portieren.

Selbst die Schaltpläne unserer Module finden Anwender frei zugänglich auf unserer Homepage. Wir versuchen außerdem, bereits bei Zusammenstellen des Betriebssystems wichtige Patches zu integrieren. Weiterhin gibt es unser Community-Forum, auf dem sowohl unsere Entwickler als auch unser Support mitlesen und den Kunden unterstützen, seine eigene Lösung zu entwickeln. Großen Kunden mit hohen Stückzahlen bieten wir an, ein individuelles Software Image bereits während der Produktion aufzuspielen. Mit Codesys als Software sind unsere RevPi-Modelle sogar als SPS einsetzbar.

Zeitstrahl RevolutionPi 1
Bild 2. Die Entstehungsgeschichte der Revolution-Pi-Familie in der Übersicht.
© Kunbus

Gibt es eine bestimmte Zielgruppe, die Sie mit dem RevPi ansprechen?

Unsere Zielgruppe reicht vom klassischen Unternehmen der Automation, das mit Codesys eine Steuerung implementieren möchte, bis hin zu Applikationsentwicklern, die zum Beispiel einen Wasserstofftank oder Elektroladesäulen aufbauen. Hinzu kommen immer häufiger klassische IT-Unternehmen, die ihre Software mit physikalischen Systemen verbinden müssen.

Welchen Herausforderungen sehen sich Ihre Entwickler derzeit gegenüber?

Im Bereich der Hardware-Entwicklung bereitet uns die Allokation Schwierigkeiten, bei neuen Versuchen und Designs sind wir deshalb immer von aktuellen Lieferzeiten abhängig. Selbst wenn wir uns beim Entwickeln auf einen Chip festlegen, können wir nicht immer garantieren, dass dieser zum Zeitpunkt der Fertigung verfügbar ist.

Hingegen ist die Software-Entwicklung selten durch den Markt beschränkt. Hier macht uns der Personalmarkt zunehmend Probleme. Seit Beginn der Pandemie hat sich der Arbeitsmarkt etwas verschoben, da immer mehr Unternehmen die Möglichkeit des Homeoffice bieten. Das erschwert uns das Wachstum, weil wir im Moment in einem viel größeren Wettbewerb zu großen Unternehmen stehen.

Zeitstrahl RevolutionPi 2
Bild 2. Die Entstehungsgeschichte der Revolution-Pi-Familie in der Übersicht.
© Kunbus

Welchen Trends folgt die Automatisierungsbranche im Jahr 2022?

Unserer Ansicht nach breitet sich der Open-Source-Trend weiter aus. Zum Beispiel suchen klassische Software-Unternehmen nach Plattformen, um ihre Applikationen weg von Cloud-Architekturen hin zum Edge und näher an den Kunden zu bringen. Außerdem breitet sich die Ethernet-basierte Feldbuskommunikation weiter aus, zum Beispiel OPC UA oder Cloud-Konnektivität. Hier arbeiten wir zum Beispiel erfolgreich mit Cloudrail zusammen, die auf Basis unserer Hardware, Cloud-Konnektoren für verschiedene Plattformen wie Google oder AWS bereitstellen.

Stichwort Nachhaltigkeit: Inwieweit achten Sie beim Entwickeln auf nachhaltige Bauteile und Prozesse?

Wir verbauen grundsätzlich RoHS-konforme Bauteile (Restriction of Certain Hazardous Substances), zudem versuchen wir, unsere Produkte möglichst langlebig auszulegen. Das ist sowohl aus ökologischer Sicht sinnvoll als auch wichtig für die Betriebssicherheit in der Industrie. Unsere ersten RevPi-Geräte lassen sich immer noch mit der aktuellen Software ausstatten. Mit unserer Modularität lassen sich zudem einzelne Bauelemente erneuern: Beispielsweise bei unseren Basisgeräten, dem Revolution Pi Core oder dem Connect, die Basisplatinen. Ebenso sind unsere I/Os modular aufgebaut und lassen sich bei Bedarf tauschen, im Einzelfall einzelne Bauteile. Außerdem entwickeln und fertigen wir komplett in Deutschland.

Vielen Dank für das Gespräch Herr Buchwitz.


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