Mehr Schnittstellen für den RasPi klingt gut. Aber nur bei den passenden Szenarien lohnt sich die Investition in ein PiXtend V2.
Wenn Sie diese Zeitschrift regelmäßig lesen, kennen Sie das PiXtend-Board [1] bereits aus diversen Projekten. Die Platine eröffnet für den Raspberry Pi zahlreiche Möglichkeiten und bringt zusätzliche Flexibilität. Dadurch unterscheidet es sich von der breiten Masse an Erweiterungen. Das zeigt sich nicht nur in der Hardware, die dem Industriestandard entspricht, sondern darüber hinaus in der Unterstützung professioneller Software. Seit Kurzem liegt nun die neue Version 2.0 der PiXtend-Hardware vor [2].
Varianten
Der Hersteller Qube Solutions stellt das neue Board in drei Varianten bereit: einmal als reines Extension Board, dann als ePLC Basic und schlussendlich als ePLC Pro. Die beiden letzten Varianten umfassen bereits einen Raspberry Pi 3 sowie ein vorinstalliertes, auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittenes Betriebssystem.
Die ePLC-Basic-Version ist zur einfachen Montage in Geräten und zum Entwickeln von Programmen gedacht und kostet rund 240 Euro. Die Pro-Variante bringt alles mit, um als professionelle Industrie-SPS zu dienen: Sie hat ein Metallgehäuse, das sich zur Montage auf einer Hutschiene eignet. Aus diesen Gründen kostet die Pro-Variante rund 290 Euro. Falls Sie sich unsicher sind, starten Sie mit der Basic-Version und rüsten das Gehäuse später nach. Das PiXtend V2 -S- Extension Board zielt auf solche Anwender ab, die schon einen Raspberry Pi besitzen: Zum Lieferumfang zählen weder der Mini-PC noch ein Betriebssystem, dafür kostet es nur rund 165 Euro.
Die Version 2 des PiXtend dient nicht dazu, die bisherige Version 1.3 abzulösen. Sie bietet vielmehr den Anwendern, die das Board in Steuerungen verwenden wollen, eine kostengünstigere und platzsparendere Alternative. Ein Blick auf die technischen Daten des PiXtend V2 zeigt Ihnen, ob es sich für den gewünschten Zweck eignet.
Abbildung 1: Rundes Päckchen: Ein PiXtend-V2-Board mit aufgebautem Raspberry Pi 3.
Technik
Die Ausstattung des PiXtend V2 orientiert sich an der Praxis; der Aufbau der Platine ist wie beim Vorgänger gut durchdacht. Auf der Platine finden sich fast ausschließlich SMD-Bauteile, sodass sie gegenüber dem Vorgänger um gut ein Drittel kleiner ausfällt und dementsprechend auch etwas weniger kostet als die Version 1.3. Eine Übersicht über die unterschiedlichen Ein- und Ausgänge bietet die Tabelle “Technische Daten”.
Technische Daten
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Digitale Eingänge |
8 (3,3V/5V/12V/24V) |
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Digitale Ausgänge |
4 (max. 30V, je 0,5A) |
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PWM / Servo-Ausgänge |
4 (je 2-mal 8 und 16 Bit) |
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Relais |
4x (max. 230V, 6A) |
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Analoge Spannungseingänge |
2x (0-5V/0-10V) |
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Analoge Spannungsausgänge |
2x (0-10V) |
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GPIOs |
4 (5V) |
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Serielle Schnittstelle |
RS232 |
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Echtzeituhr |
RTC mit Batteriepufferung |
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Sensorunterstützung |
bis zu 4 DHT11/DHT22/AM2302-Sensoren (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) |
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433 MHz Transmitter |
Steckplatz, Transmitter nicht enthalten |
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Spannungsregler |
onboard; Eingang 12-24V DC (max. 30V), Ausgang 5V DC / 2,4A (versorgt PiXtend V2 -S-, Raspberry Pi und angeschlossene USB-Geräte) |
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Retain-/Persistent-Speicher |
32 Byte Flash-EEPROM |
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Kompatibilität |
Raspberry Pi B+, 2B, 3B |
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Zulassung |
CE, RoHS |
Ein besonderes Augenmerk verdienen die digitalen Ausgänge: Sie arbeiten bei der Version 2 im PNP-Modus (Version 1.3 verwendet den NPN-Modus). Der PNP-Modus kommt in der Industrie bei Steuerungen zum Einsatz (SPS-Norm). Beim PNP-Modus liegt beim Schalten die Betriebsspannung auf dem Ausgang, beim NPN-Modus hingegen auf Masse. Der PNP-Modus hat den Vorteil, dass die Anlagen fehlertoleranter reagieren, da an den Verbrauchern keine dauerhafte Betriebsspannung anliegt wie beim NPN-Modus.
Eine weitere Neuheit stellt der Remanenz-Speicher dar. Er vermag Statusinformationen dauerhaft in der Steuerung zu speichern, also selbst dann, wenn Sie diese abschalten oder der Strom ausfällt. Dabei geht es um einen nicht vorhersehbaren Ausfall der Spannung: Dann genügt die Zeit nicht, um die Daten auf eine SD-Karte zu schreiben. Fällt die Betriebsspannung also unter 19 Volt, sichert der Mikrocontroller des PiXtend V2 in nur 5 Millisekunden die remanenten Daten im Flash-Speicher. Diese Technik findet sich sonst nur in sehr teuren Industriesteuerungen.
Unterstützte Software
Wie für den Vorgänger existiert auch für die Version 2 des PiXtend-Boards eine umfangreiche Software-Unterstützung: Bei Codesys [3] handelt es sich um ein von der Hardware unabhängiges System zum Programmieren, das viele Hersteller aus dem Bereich der professionellen Industriesteuerungen unterstützen.
Codesys implementiert die Norm IEC 61131-3 [4] und unterstützt so das Erstellen von Webvisualisierungen. Diese ermöglichen es, Daten als HTML über einen Webserver auszuliefern und auf allen üblichen Browsern anzuzeigen. Das offene System von Codesys erlaubt den problemlosen Austausch von Programmen, die auf unterschiedlicher Hardware entwickelt wurden.
Mithilfe der Linux-Tools lassen sich die Funktionen des PiXtend V2 auf einfache Weise testen. Daneben bieten sie eine Möglichkeit, das Board mit C zu programmieren [5]. SD-Karten-Images für das PiXtend bringen diese Tools bereits vorinstalliert mit. Sie basieren auf der WiringPi-Bibliothek von Gordon Henderson, die ebenfalls in die Images integriert ist.
