Produktbeschreibung #

Der RevPi Connect 5 ist ein 24-V-Industrie-PC für IIoT- und Automatisierungsprojekte auf Basis des Raspberry Pi Compute Module 5. Der RevPi ist ein Basismodul aus der Revolution Pi Produktfamilie. Alle Geräte der Revolution Pi Produktfamilie werden gemäß EN 61131-2 entwickelt.

Aufbau #

revpi-connect-5-aufbau
Position Komponente Verwendung

1

X2 RS485[1]

Serielle Schnittstelle RS485

X2 CAN[1]

CAN-Schnittstellen

2

6 × Status-LED

RevPiLED

3

2 × RJ45 Ethernet

Ethernet-Schnittstellen RJ45

4

2 × USB A 3.2 Gen 1

USB-Schnittstellen

5

RP-SMA-Buchse[1]

WLAN und BT

6

USB-C

Image sichern / Image neu installieren

7

X3 CAN[1]

CAN-Schnittstellen

8

X4 PWR

Spannungsversorgung anschließen

9

2 × Arretierklammer

Gerät auf einer Hutschiene montieren

10

Lüftungsschlitze

Gerät auf einer Hutschiene montieren

11

2 × PiBridge

Erweiterungsmodule anschließen

12

X1 HDMI

Desktop-Betrieb einrichten
Kompatibles RevPi Image

  • RevPi Bookworm Image

Siehe RevPi Images.

Varianten #

Artikelnr.: RAM eMMC-Speicher WLAN + BT RS485 CAN

100412

4 GB

32 GB

-

×

-

100413

4 GB

32 GB

×

×

-

100414

4 GB

32 GB

-

×

1 ×

100415

4 GB

32 GB

×

×

1 ×

100416

8 GB

32 GB

-

×

-

100417

8 GB

32 GB

×

×

-

100418

8 GB

32 GB

-

×

1 ×

100419

8 GB

32 GB

×

×

1 ×

100420

8 GB

32 GB

×

-

2 ×

Verfügbare Varianten siehe Revolution Pi Shop.

Erweiterungsmodule #

Das Basismodul RevPi Connect 5 kann um bis zu 10 Erweiterungsmodule zu einem Revolution Pi System erweitert werden:

Linke Seite Basismodul Rechte Seite

5 × RevPi I/O-Modul,
davon 1 × RevPi Gateway

RevPi Connect 5

5 × RevPi I/O-Modul,
davon 1 × RevPi Gateway

Kompatible RevPi I/O-Module #

Kompatible RevPi Gateways #

RevPi Gateways können nur ganz rechts oder ganz links außen über eine PiBridge Steckbrücke an das System angeschlossen werden.

  • RevPi Gate PROFINET

  • RevPi Gate EtherNet/IP

  • RevPi Gate EtherCAT

  • RevPi Gate PROFIBUS

Siehe RevPi Gateways

Virtual Devices #

Die Virtual Devices sind bei der Auslieferung mit dem RevPi Image als Komponenten in PiCtory enthalten:

Lieferumfang #

Im Lieferumfang enthalten sind

  • RevPi Connect 5 (Basismodul)

  • X2-Stecker RS485 bzw. CAN, siehe Varianten

  • X3-Stecker CAN, siehe Varianten

  • X4-Stecker PWR

  • 2 × Blindstecker für PiBridge

  • Beiblatt

Montage und Anschluss #

Der RevPi wurde für den Einsatz in einem Schaltschrank entwickelt. Beachte die Vorgaben für den bestimmungsgemäßen Gebrauch und alle Sicherheitshinweise.

Warning
Lebensgefahr durch elektrischen Schlag

Bei Arbeiten an Geräten im Schaltschrank unter Beteiligung von 230-V-Netzspannung besteht tödliche Stromschlaggefahr.

▷ Arbeiten im Schaltschrank nur von Elektrofachkräften durchführen lassen.

▷ Vor allen Arbeiten im Schaltschrank die Spannungsversorgung ordnungsgemäß abschalten.

Führe die Montage und den Anschluss in folgender Reihenfolge aus:

  1. Montiere das RevPi Basismodul und alle Erweiterungsmodule auf einer Hutschiene.

  2. Schließe alle Erweiterungsmodule über eine PiBridge Steckbrücke an.

  3. Schließe alle sonstigen Geräte wie Sensoren und Aktoren an. Die Schnittstellen, die dir dafür zur Verfügung stehen, findest du im Abschnitt Aufbau.

  4. Schließe einen Bildschirm und eine Tastatur an, wenn du den RevPi im Desktop-Betrieb betreiben möchtest. Das ist nicht notwendig, wenn du über eine Netzwerkverbindung auf den RevPi zugreifen kannst.

  5. Schließe zuletzt die Spannungsversorgung an.

Zugriff auf das Gerät #

Der Zugriff auf den RevPi erfolgt in zwei Schritten:

  1. Netzwerkverbindung herstellen.

  2. Login am Gerät.

Installiere alle verfügbaren Updates, sobald der RevPi mit dem Internet verbunden ist, damit das System bei sicherheitsrelevanten Features immer auf dem aktuellen Stand ist.

Alternativ ist der Zugriff ohne Netzwerk möglich, siehe Desktop-Betrieb einrichten.

Siehe auch:

Konfiguration #

Die Konfiguration des RevPi erfolgt in zwei Schritten:

  1. Die Konfiguration des RevPi Basismoduls wird seit dem RevPi Bookworm Image (10/2024) über die Applikation Cockpit vorgenommen:

    • Netzwerkkonfiguration, Benutzerverwaltung, Status- und Log-Ansichten können über einen Browser verwaltet werden.

    • Neben der Standard-Serverkonfiguration stehen die Plugins Revolution Pi und Node-RED zur Verfügung. Diese ermöglichen die Konfiguration deines RevPi Basismoduls und ein einfaches Aktivieren bzw. Deaktivieren der installierten Dienste.

  2. Die Modulkonfiguration eines Revolution Pi Systems, also eines RevPi Basismoduls mit Erweiterungsmodulen, erfolgt über die Applikation PiCtory oder ggf. direkt in der Entwicklungsumgebung, z. B. über CODESYS.

Note

CODESYS und PiCtory können für die Konfiguration nicht parallel verwendet werden. Eine bestehende Konfiguration über PiCtory wird von einer Konfiguration über CODESYS überschrieben.

Die virtuellen Geräte OPC UA Server und MQTT Client können nur über PiCtory verwendet werden.

Parametrierung #

Folgende Parameter, Eingänge (INP) und Ausgänge (OUT) können konfiguriert werden:

RevPiStatus (INP) #

Bildet mit den Bits verschiedene Status des piControl Treibers ab.

Bit Bedeutung

0

piControl Treiber läuft.

1

Mindestens ein angeschlossenes I/O-Modul ist nicht konfiguriert.

2

Mindestens ein I/O-Modul wurde konfiguriert, aber nicht angeschlossen. Das Bit ist auch gesetzt, wenn ein RevPi Gateway konfiguriert wurde.

3

Ein I/O-Modul belegt mehr oder weniger Bytes im Prozessabbild als in der Konfiguration angegeben.
Das bedeutet, dass die Version der Konfigurationsdatei oder der verwendeten Gerätebeschreibungsdateien nicht zur Firmware im I/O-Modul passt. Siehe auch: Firmware updaten.

4

Am RevPi ist links ein RevPi Gateway angeschlossen.

5

Am RevPi ist rechts ein RevPi Gateway angeschlossen.

6

Der Grenzwert des ersten Fehlerzählers RS485ErrorLimit1 wurde erreicht.

RevPiIOCycle (INP) #

Zeigt die Zykluszeit der piBridge Kommunikation zwischen Basismodul und Erweiterungsmodulen in Millisekunden (ms) als Integer-Wert an.

RS485ErrorCnt (INP) #

Zählt die Fehler in der Kommunikation mit den RevPi I/O-Modulen und gibt deren Anzahl als Integer-Wert aus.

Core_Temperature (INP) #

Zeigt die CPU-Temperatur als Integer-Wert in Grad Celsius (°C) an.

Core_Frequency (INP) #

Zeigt die CPU-Frequenz in MHz / 10 an, z. B. 2400 MHz = Wert 240.

RS485ErrorLimit1 (OUT) und RS485ErrorLimit2 (OUT) #

RS485ErrorLimit1 und RS485ErrorLimit2 dienen als Schwellenwerte für die Fehlerbehandlung in der Kommunikation zwischen dem RevPi Gerät und den I/O-Modulen.

Am Ende jedes Kommunikationszyklus wird der Fehlerzähler [RS485ErrorCnt] mit diesen beiden Grenzwerten verglichen:

  • RS485ErrorLimit1: Bei Erreichen dieses Wertes wird eine Meldung in der Logdatei kern.log generiert. In kommenden piControl Versionen werden zusätzlich die in PiCtory definierten Default-Werte in das Prozessabbild geschrieben.

  • RS485ErrorLimit2: Erreicht der Fehlerzähler diesen Wert, wird die piBridge Kommunikation vollständig beendet.

Note

Die Kommunikation über die serielle Schnittstelle RS485 nach außen ist davon nicht betroffen, nur der interne piBridge Datenverkehr.

Die Deaktivierung der jeweiligen Prüfung erfolgt durch Setzen des entsprechenden Wertes auf 0. Wenn z. B. RS485ErrorLimit1 auf 0 gesetzt wird, werden keine Warnmeldungen in kern.log generiert.

Die Default-Werte sind:

  • RS485ErrorLimit1: 10

  • RS485ErrorLimit2: 1000

Diese Werte bieten für die meisten Anwendungsfälle eine ausgewogene Balance zwischen Fehlertoleranz und Systemstabilität.

RevPiLED (OUT) #

Über RevPiLED können die frei programmierbaren LEDs angesteuert werden, siehe LEDs konfigurieren.

Bit Komponente Statusinformation

2:0
5:3
8:6
11:9
15:12

LED A1
LED A2
LED A3
LED A4
LED A5

000 = aus
001 = rot
010 = grün
100 = blau
011 = orange
110 = cyan
101 = magenta
111 = weiß

Serielle Schnittstelle RS485 #

Über die potenzialfreie RS485-Schnittstelle am X2-Stecker können serielle Geräte wie Sensoren an den RevPi angeschlossen werden. Die Buchse hat differenzielle Datenleitungsklemmen für P (positiv) und N (negativ), welche ggf. auch mit D+/D- oder A/B bezeichnet werden.

Die RS485-Schnittstelle steht für die Produktvariante mit X2 CAN nicht zur Verfügung, siehe Varianten.

revpi-connect-5-x2-rs485-pinout

Anschluss RS485 über X2-Stecker

▷ Stelle sicher, dass alle Geräte von ihrer jeweiligen Spannungsversorgung getrennt sind.

▷ Schließe die positive Datenleitung an den Pin P des X2-Steckers an.

▷ Schließe die negative Datenleitung an den Pin N des X2-Steckers an.

▷ Verbinde die Pins ⫠ mit dem RS485-Ground.

▷ Schließe die Spannungsversorgung an.

RS485-Schnittstelle konfigurieren

Unter Linux lässt sich die Schnittstelle über den Device Driver Node ansprechen mit:

  • /dev/ttyRS485-0

  • bis RevPi Bullseye Image (4/2024): /dev/ttyRS485

▷ Logge dich über ein Terminal am RevPi ein.

▷ Überprüfe mit ls /dev/ttyRS485-0, ob die RS485-Schnittstelle verfügbar ist.

Terminierungswiderstand aktivieren

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

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

git clone git@gitlab.com:revolutionpi/rs485_config.git

▷ Baue das Tool mit dem Befehl:

cd rs485_config; make

▷ Aktiviere den Widerstand mit dem Befehl:

./rs485_config <SERDEV> --set-bus-term

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:

./rs485_config <SERDEV>

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

Siehe auch:

CAN-Schnittstellen #

Je nach Variante verfügt der RevPi über potenzialfreie CAN-Schnittstellen am X3- bzw. X2-Stecker. Als CAN-Transceiver wird der CAN FD Controller MCP251863 verwendet.

revpi-connect-5-x3-can-pinout

Anschluss CAN über X3- bzw. X2-Stecker

▷ Stelle sicher, dass alle Geräte von ihrer jeweiligen Spannungsversorgung getrennt sind.

▷ Schließe den CAN H-Bus an den Pin H (High) des Steckers an.

▷ Schließe den CAN L-Bus an den Pin L (Low) des Steckers an.

▷ Verbinde die Pins ⫠ mit dem CAN-Ground.

▷ Schließe die Spannungsversorgung an.

CAN-Schnittstellen konfigurieren

Unter Linux lassen sich die Schnittstellen ansprechen mit:

  • X3 CAN: can0

  • X2 CAN: can1

▷ Logge dich über ein Terminal am RevPi ein.

▷ Gib folgenden Befehl ein, um den Status der Schnittstellen abzufragen:

ip link show

▷ Aktiviere z. B. can0 und setzt die Bitrate auf 500.000 Baud (500 kbit/s) mit dem Befehl:

sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

▷ Aktiviere die 120-Ohm-Terminierung mit dem Befehl:

sudo ip link set dev can0 type can termination 120

Diese zwei möglichen Betriebsmodi werden unterstützt:

Mixed CAN 2.0B und CAN FD Modus CAN 2.0B Modus

Gleichzeitiger Betrieb von klassischen CAN-Nachrichten (CAN 2.0B) und CAN FD-Nachrichten (Flexible Data Rate) auf demselben Bus

Kommunikation ausschließlich über klassisches CAN-Protokoll (CAN 2.0B)

Nutzdaten von bis zu 64 Byte und höhere Bitraten für den Datenteil (bis zu ca. 8 Mbit/s)

Nachrichten nur mit 11-Bit- oder 29-Bit-IDs. Datenraten und Nutzdatenlängen auf CAN 2.0B begrenzt

Kompatibel für Netzwerke mit gemischten Anforderungen

Höhere Interoperabilität und Stabilität mit älteren Steuergeräten

Ethernet-Schnittstellen RJ45 #

Über die RJ45-Schnittstelle kann der RevPi mit einem Netzwerk verbunden werden.

Am RevPi stehen zwei Gbit-Ethernet-Anschlüsse zur Verfügung, die voneinander unabhängig sind. Damit kann der RevPi in zwei unterschiedliche Netze eingebunden werden. Die MAC-Adressen sind auf der Vorderseite des Gehäuses aufgedruckt. Unter Linux lassen sich die Schnittstellen ansprechen über:

  • Buchse A: eth0

  • Buchse B: eth1

WLAN und BT #

Voraussetzungen

  • RevPi Basismodul mit WLAN-Schnittstelle

  • DHCP-fähiger WLAN-Router

  • Optional: externe RP-SMA-WLAN-Antenne

Unter Linux lässt sich die WLAN-Schnittstelle mit wlan0 ansprechen, sofern keine anderen WLAN-Geräte verwendet werden.

WLAN über Cockpit aktivieren

Siehe Cockpit.

WLAN-Verbindung über nmtui einrichten

Die WLAN-Verbindung wird über den NetworkManager nmtui eingerichtet. Der NetworkManager ist ein terminalbasiertes Benutzerinterface zur Verwaltung von Netzwerkverbindungen unter Linux. Er kann direkt über das integrierte Terminal unter Cockpit gestartet werden.

▷ Starte Cockpit.

▷ Klicke im Menü auf Terminal, um das integrierte Terminal zu öffnen.

▷ Starte nmtui mit dem Befehl

sudo nmtui

❯❯ Die Benutzeroberfläche von nmtui erscheint.

Die Navigation innerhalb nmtui erfolgt über die Pfeil- und ENTER-Tasten.

▷ Wähle Edit a connection.

▷ Wähle das passende WLAN-Netzwerk (Wi-Fi).

▷ Gib unter Password das WLAN-Password ein und konfiguriere ggf. weitere WLAN-Einstellungen.

▷ Speichere die Einstellungen mit OK und kehre mit Back auf die Startansicht zurück.

▷ Wähle Activate a connection.

▷ Wähle das WLAN-Netzwerk (Wi-Fi) und aktiviere die Verbindung mit der ENTER-Taste.

❯ Die Statusmeldung Connecting …​ erscheint.

❯ Die WLAN-Verbindung wird aufgebaut.

▷ Klicke im Cockpit-Menü auf Networking, um die Verbindung zu überprüfen.

BT-Schnittstelle

Über die gleiche SMA-Buchse wie für die WLAN-Schnittstelle ist auch eine BT‑Schnittstelle vom Standard 5.0 verfügbar.

Siehe Cockpit.

Siehe auch:

USB-Schnittstellen #

Der RevPi verfügt über zwei USB-3.2-Gen-1-Schnittstellen. Der maximale Ausgangsstrom pro USB-Schnittstelle beträgt 900 mA und ist nur bei einer Spannungsversorgung des RevPi mit 24 V DC -15 % / +20 % gewährleistet.

Bei Überlast wird der Strom an der entsprechenden USB-Schnittstelle abgeschaltet.

Datum und Uhrzeit / Real Time Clock (RTC) #

Der RevPi ist mit der Real Time Clock NPX PCF2131 ausgestattet. Sofern keine Spannungsversorgung an den RevPi angeschlossen ist, wird die RTC über eine Backup-Batterie mit Spannung versorgt. Die Lithiumbatterie hat eine Lebensdauer von ca. 10 Jahre.

Die Systemzeit und die RTC werden über den Dienst systemd-timesyncd mit einem NTP-Server synchronisiert. Die Synchronisation kann u.a. in Cockpit deaktiviert werden, dann wird die Systemzeit von der RTC vorgegeben.

Systemzeit konfigurieren

Mit dem Kommandozeilen-Tool timedatectl können die aktuelle Systemzeit, die RTC und die konfigurierte Zeitzone abgefragt und verändert werden.

▷ Logge dich über ein Terminal am RevPi ein.

▷ Überprüfe die aktuellen Einstellungen mit dem Befehl:

sudo timedatectl status

▷ Setze die RTC auf die koordinierte Weltzeit UTC mit dem Befehl:

sudo timedatectl set-local-rtc 0

▷ Setze die RTC auf eine lokale Zeitzone (z. B. UTC+01:00) mit dem Befehl:

sudo timedatectl set-local-rtc 1

▷ Um eine eigene Systemzeit zu konfigurieren, deaktiviere die NTP-Synchronisation mit dem Befehl:

timedatectl set-ntp false

▷ Definiere dann die Systemzeit neu mit dem Befehl:

timedatectl set-time "YYYY-MM-DD HH:MM:SS"

RTC ohne NTP-Synchronisation konfigurieren

Mit dem Kommandozeilen-Tool hwclock kann die RTC direkt eingestellt werden. Die NTP-Synchronisation muss dafür deaktiviert werden, da sonst eine synchronisierte Systemzeit die eingestellte RTC wieder überschreibt.

▷ Logge dich über ein Terminal am RevPi ein.

▷ Deaktiviere die NTP-Synchronisation mit dem Befehl:

timedatectl set-ntp false

Alternativ kannst du die Synchronisation in Cockpit über die Einstellung Set clock from NTP-Server deaktivieren.

▷ Überprüfe die aktuellen Einstellungen mit dem Befehl:

sudo hwclock

▷ Synchronisiere die Systemzeit mit der RTC mit dem Befehl:

sudo hwclock --systohc

▷ Setzte die RTC auf eine eigene Zeit mit dem Befehl:

sudo hwclock --set --date "dd mmm yyyy HH:MM"

Batterie wechseln

Ein kundenseitiger Wechsel der Lithiumbatterie ist nicht vorgesehen. Bitte wende dich in diesem Fall an den Kundendienst unter support@kunbus.com.

Trusted Platform Module (TPM) #

Der RevPi ist mit einem Trusted Platform Module Infineon OPTIGA™ TPM SLB 9670 ausgestattet. Es erfüllt die Anforderungen von TPM 2.0.

Unter Linux kannst du das Modul mit /dev/tpm0 ansprechen.

Watchdog #

Ein Watchdog ist eine Zeitschaltuhr, die nach 60 Sekunden den RevPi neu startet. Damit dies nicht passiert, muss der Watchdog regelmäßig zurückgesetzt werden, solange das System fehlerfrei läuft. Bei einem Fehler, wie einem Absturz des Applikationsprozesses, erfolgt kein Zurücksetzen, und der Watchdog löst einen Neustart des RevPi aus.

Der RevPi verfügt über zwei unabhängige Watchdogs. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Watchdog unter Linux zu verwenden. Das RevPi Image und Raspbian Pi verwenden den Systemmanager systemd.

Integrierter Watchdog

Der auf dem Prozessor integrierte Watchdog verhält sich wie andere Watchdogs unter Linux und ist ansprechbar mit:

  • /dev/watchdog0

  • /dev/watchdog (als Standard-Watchdog)

Externer Watchdog

Ein zweiter Watchdog ist über den RTC-Baustein verfügbar und unter Linux ansprechbar mit:

  • /dev/watchdog1

Siehe auch:

1. Je nach Variante.