RevPi Compact

Im Lieferumfang enthalten sind

Der Reset-Taster startet den RevPi neu.

▷ Drücke den Reset-Taster mit einem dünnen Gegenstand, z. B. mit einer Nadel.

❯❯ Der RevPi fährt herunter und startet neu.

Folgende Parameter, Eingänge (INP), Ausgänge (OUT) und Memory-Variablen (MEM), können konfiguriert werden:

Der RevPi verfügt über eine RS485-Schnittstelle, um serielle Geräte wie Sensoren anzuschließen.

Die Datenleitungen der RS485-Buchse sind mit P (positive) und N (negative) bezeichnet. Bei anderen Geräten werden diese Leitungen auch häufig D+ und D- oder A und B bezeichnet.

Für die eigentliche Datenübertragung werden nur die Leitungen N und P benötigt. Wir empfehlen dir, bei größeren Leitungslängen oder höheren Bitraten ein verdrilltes Pärchen zu verwenden.

Falls ein Bezugspotenzial notwendig sein sollte, kannst du die elektrische Schaltungsmasse an Klemme Ground (GND) ┴ dazu verwenden. Diese Verbindung solltest du jedoch nur herstellen, wenn sie wirklich erforderlich ist. Den Leitungsschirm schließt du am besten an der FE-Klemme an.

Leitungen mit einer Länge >30 m oder Leitungen, die das Gebäude verlassen, müssen immer geschirmt sein. Um die EMV-Eigenschaften des Schirmes noch zu verbessern, verbindest du den Schirm großflächig mittels einer leitfähigen Kabelschelle mit der geerdeten Montageplatte. Alternativ kannst du für die Durchführung der Leitung durch die Schaltschrankwand eine leitfähige EMV-Kabelverschraubung verwenden.

Von Linux aus wird die Schnittstelle über das Character Device /dev/ttyRS485 angesprochen. Du kannst Bitraten bis 3.000.000 konfigurieren. Allerdings kann es bei mehr als 230.400 Bit/s zu gelegentlichen Empfangsfehlern kommen. Das liegt daran, dass der UART des Raspberry Pi, an den die Schnittstelle angeschlossen ist, nur eine 16 Byte kleine FIFO hat und kein DMA unterstützt. Je höher die Bitrate, desto häufiger passiert es, dass die FIFO nicht schnell genug ausgelesen wird und empfangene Daten verloren gehen. Beispielsweise kommt es bei 460.800 Bit/s zu 1-2 Fehlern pro empfangenen 50 MByte, bei 921.600 Bit/s zu rund 10 Fehlern. Wenn dein RevPi Compact vorwiegend Daten sendet und nur selten empfängt, kannst du bedenkenlos auch höhere Bitraten verwenden, ansonsten empfehlen wir dir aber, nicht mehr als 230.400 Bit/s einzustellen.

✓ Der integrierte 120-Ω-Abschlusswiderstand der RS485-Schnittstelle ist nach einem Neustart ausgeschaltet.

▷ Logge dich über ein Terminal am RevPi ein.

▷ Checke das Git-Repository des Kommandozeilen-Tools rs485_config aus GitLab aus mit dem Befehl:

▷ Baue das Tool mit dem Befehl:

▷ Aktiviere den Widerstand mit dem Befehl:

Ersetze dabei <SERDEV> durch den Namen der Schnittstelle, z. B. /dev/ttyRS485.

▷ Prüfe, ob der Widerstand aktiviert wurde, indem du dir die Einstellungen der RS485-Schnittstelle anzeigen lässt mit dem Befehl:

❯❯ Wenn der Widerstand aktiviert ist, wird Bus termination: Yes ausgegeben.

Der RevPi verfügt über zwei Ethernet-Schnittstellen. Jede der beiden Buchsen ist für unterschiedliche Anforderungen konzipiert.

Du kannst an dieser Schnittstelle einen Durchsatz von maximal 11,2 MByte/s erreichen.

Diese Ethernet-Schnittstelle ist an den internen USB-Bus angeschlossen. Er hat eine maximale Bandbreite von 480 MBit/s. Da sich alle Geräte am Bus diese Bandbreite teilen, ist es möglich, dass sich der Durchsatz auf dieser Ethernet-Schnittstelle verringert, wenn du viele weitere USB-Geräte anschließt. In der Software kannst du diese Schnittstelle als eth0 ansprechen.

Die MAC-Adresse für diese Ethernet-Schnittstelle ist auf dem Gehäuse aufgedruckt und in der Datei /boot/config.txt gespeichert. Du kannst die MAC-Adresse für eth0 bei Bedarf hier auch ändern. Wenn in der Datei /boot/config.txt keine MAC-Adresse eingetragen ist, z. B. weil du ein neues Image aufgespielt hast, wird aus der Seriennummer des Compute Module eine eindeutige MAC-Adresse berechnet.

Diese Ethernet-Schnittstelle ist an den SPI-Bus (spi0) angeschlossen. Deshalb teilt sich diese Schnittstelle die Bandbreite mit anderen Geräten, die du an den SPI-Bus anschließt.

Du kannst bei dieser Schnittstelle einen Durchsatz von bis zu 2,1 MByte/s erreichen. Das ist zwar langsamer als die Ethernet-Schnittstelle A. Doch dafür ist die Ethernet-Schnittstelle B besonders robust gegenüber elektromagnetischen Störungen.

Prüfe, ob diese Schnittstelle für dein Projekt schnell genug ist. Wenn du für dein Projekt eine schnellere Ethernet-Verbindung benötigst, empfehlen wir dir, die Schnittstelle A zu verwenden oder beide Schnittstellen zusammenzufassen. Du erfährst im folgenden Abschnitt, wie das geht.

In der Software kannst du diese Schnittstelle als eth1 ansprechen.

Die MAC-Adresse für diese Ethernet-Schnittstelle ist auf dem Gehäuse aufgedruckt und in der Datei /boot/config.txt gespeichert. Du kannst die MAC-Adresse für Ethernet-Schnittstelle B (eth1) bei Bedarf hier auch ändern. Zusätzlich ist die MAC-Adresse in einem eigenen Speicherbaustein der Ethernet-Schnittstelle B (eth1) gespeichert. Diese werkseitige MAC-Adresse wird benutzt, wenn in der Datei /boot/config.txt keine MAC-Adresse eingetragen ist, z. B. weil du ein neues Image aufgespielt hast.

Um die Vorteile beider Ethernet-Schnittstellen zu nutzen, kannst du diese zu einer virtuellen Einheit zusammenfassen. Das nennt man Bonding. Du kannst dadurch die hohe Bandbreite von Ethernet-Schnittstelle A (eth0) nutzen. Bei Störungen auf dem USB-Bus wird automatisch auf die robuste SPI-Schnittstelle umgestellt.

Siehe auch: Details zur Kombination der beiden Ethernet-Schnittstellen.

Beachte, dass es nicht ohne weiteres möglich ist, beide Ethernet-Schnittstellen ohne Bonding ins gleiche Subnetz zu hängen. Wenn du auf diese Weise vorgehen möchtest, musst du die ARP-Konfiguration anpassen und es erfordert Policy Routing. Da das jedoch sehr komplex ist, raten wir dir von dieser Methode ab.

Der RevPi verfügt über 4 USB-A-Schnittstellen. Damit können USB-2.0-Client-Geräte wie USB-Festplatten, Surfsticks, Tastatur oder Maus angeschlossen werden.

Falls mehr als vier USB-A-Anschlüsse benötigt werden, kann ein USB-Hub angeschlossen werden.

Der RevPi verfügt über acht analoge Eingänge. Mit jedem der analogen Eingänge kannst du eine Spannung zwischen 0 und 10 V messen oder eine RTD-Messung mit einem Widerstands-Temperaturfühler (Pt100/1000) vornehmen. Der Analog-Eingang dient dabei gleichzeitig als Konstantstromquelle. Der Pt100/1000-Sensor wird direkt an den Analog-Eingang angeschlossen. Es ist nur eine Zweileiter-Messung möglich.

Der dafür verwendete Analog/Digital-Converter MCP3550-50 hat eine hohe Auflösung von 21 Bit, benötigt jedoch mit 85 Millisekunden pro Messung vergleichsweise lang. Hinzu kommen 40 Millisekunden für das Ein- und Ausschalten der Konstantstromquelle und für das Umschalten des Multiplexers, über den die acht Eingänge mit dem ADC verbunden sind.

Du kannst auf die analogen Eingänge wahlweise mit piControl oder ohne piControl zugreifen:

Mit piControl wird jeder Eingang mit einer Zykluszeit von einer Sekunde ausgelesen und als 16-Bit-Wert in mV (bei Spannungsmessung) oder in 1/10 °C (bei Temperaturmessung) im Prozessabbild gespeichert. Ob ein Eingang zur Spannungs- oder Temperaturmessung verwendet wird, wählst du in PiCtory aus.

Ohne piControl reduziert sich die Zykluszeit auf 125 Millisekunden für das Auslesen eines einzelnen Eingangs, und dir steht der Rohwert in voller 21-Bit-Auflösung zur Verfügung. Aus diesen Rohdaten kannst du dir selbst die gewünschten Werte berechnen.

Der RevPi verfügt über zwei analoge Ausgänge. Diese Ausgänge können eine Spannung zwischen 0 und 10 V ausgeben. Du kannst hier Aktoren, wie z. B. Frequenzumrichter anschließen.

Der dafür verwendete Digital/Analog-Converter DAC082S085 hat eine Auflösung von 8 Bit.

Genauso wie bei den analogen Eingängen kannst du auf die Ausgänge wahlweise mit piControl oder ohne piControl zugreifen: Mit piControl werden die Ausgänge mit einer Zykluszeit von 250 µs aus dem Prozessabbild aktualisiert. Dort musst du nur die gewünschte Spannung in mV hinterlegen. Ohne piControl kannst du die Ausgänge jederzeit aktualisieren. Dazu musst du allerdings aus der gewünschten Spannung den Rohwert in 8‑Bit‑Auflösung selbst berechnen.

Ein Powerdown der analogen Ausgänge ist in drei Varianten möglich: Terminiert mit 2.5 kΩ, mit 100 kΩ oder hochohmig. Der Powerdown ist nur für beide Ausgänge gemeinsam und nur ohne piControl verwendbar.