image

Raspberry Pi Compute Module

Zaprezentowany w czerwcu 2019 roku minikomputer jednopłytkowy Pi 4B jest niezbitym dowodem na to, że oferta Raspberry Pi Foundation w dalszym ciągu rozwija się w dobrym kierunku. Jeszcze szybszy procesor i trzy wersje pojemności pamięci RAM do wyboru otwierają przed użytkownikiem nowe spektrum możliwości wykorzystania w jeszcze bardziej rozbudowanych projektach, takich jak automaty do gier, systemy komunikacji bezprzewodowej, czy także sterowniki zautomatyzowanych procesów technologicznych w fabrykach. Poza standardowymi modelami spod znaku “malinki” producent oferuje także płytki Pi Compute Module, które stanowią znakomite rozwiązanie dla aplikacji embedded o znacznie ograniczonej ilości miejsca na osprzęt.

Raspberry Pi Compute Module – idealny do aplikacji o ograniczonej ilości wolnego miejsca

Na pierwszy rzut oka linia produktów z serii Pi Compute Module z uwagi na wymiary płytki PCB nawiązuje do modelu Pi Zero – najmniejszego minikomputera jednopłytkowego w ofercie Raspberry Pi Foundation. Jednak różnice są zauważalne w osprzęcie znajdującym się na płytce PCB. Seria Pi Compute Module powstała po to, aby umożliwić użytkownikom wykorzystanie najlepszych cech technologii Raspberry Pi w jeszcze bardziej elastyczny sposób w aplikacjach, w których z racji mocno ograniczonego miejsca, nie można zastosować minikomputera o dużych wymiarach własnych. Płytki z serii Pi Compute Module znakomicie rozwiązują ten problem przy zachowaniu wielu zalet i możliwości sprzętowo-programowych swoich “większych braci”. Wśród tych zalet należy wyróżnić wydajny procesor i jeden ze znaków rozpoznawczych “malinki” – złącze GPIO umożliwiające realizację współpracy z nakładkami rozszerzeniowymi HAT. Niewielkie wymiary własne modułu (67,6 x 31,0 mm) ułatwiają montaż w nawet bardzo małych obudowach, a w większych projektach oszczędzają miejsce dla pozostałych elementów składowych, jak np. moduły elektroniczne, współpracuję z Pi Compute Module. 

Raspberry Pi Compute Module – wielka moc obliczeniowa o mniejszych gabarytach

Od strony sprzętowej Pi Compute Module jest mocno zbliżony do płytki Pi 3B. Ta niewielka płytka jest wyposażona w 200-pinowe złącze SODIMM DDR2 – identyczne jak w kościach pamięci RAM do komputerów klasy PC. Pamięć FLASH jest połączona bezpośrednio z procesorem. Fabrycznie niewykorzystane wyprowadzenia procesora użytkownik może wykorzystać w swoich projektach. Najnowsza wersja modułu – CM3+ stanowi ulepszenie modelu CM3. Płytkę PCB przeprojektowano tak, aby zwiększyć efektywność odprowadzania ciepła. Dzięki temu płytka może obsługiwać zaawansowane aplikacje o dużym zapotrzebowaniu na moc obliczeniową, również takie, które pracują w otoczeniu o podwyższonej temperaturze. Przy osiągnięciu temperatury 80°C procesor automatycznie zmniejsza moc obliczeniową, zapobiegając w ten sposób przegrzaniu. Moduł CM3+ występuje w trzech wersjach wbudowanej pamięci eMMC FLASH, tj. 8GB, 16GB i 32GB. Sercem płytki Compute Module CM3+ jest 64-bitowy procesor Broadcom BCM2837B0 zbudowany z czterech rdzeni ARM Cortex-A53. Częstotliwość zegara taktującego wynosi 1,2GHz – na procesorze umieszczono radiator wspomagający odprowadzanie ciepła, co jest wielką zaletą, która daje się szczególnie zauważyć w wymagających aplikacjach o długotrwałym charakterze pracy. Pokładowa pamięć SDRAM LPDDR2 charakteryzuje się pojemnością 1GB. Procesor graficzny wspiera standard kodowania i dekodowania H.264 w jakości HD 1080p przy prędkości odświeżania obrazu wynoszącej 30 klatek na sekundę, a także standard OpenGL ES w wersji 1.1 i 2.0. Podobnie jak pozostałe modele Raspberry Pi płytka CM3+ funkcjonuje na systemie operacyjnym Raspbian OS. W tym przypadku również możemy skorzystać z asystenta instalacji w postaci oprogramowania NOOBS. Płytka jest zasilana napięciem 5V, a jej maksymalny pobór prądu wynosi 700mA, co przekłada się na niski pobór mocy – zaledwie 3,5W.

Co można zbudować w oparciu o Raspberry Pi Compute Module?

Płytki Pi Compute Module oferują bardzo dobre osiągi sprzętowe, dzięki czemu można je z powodzeniem wykorzystać w tworzeniu takich aplikacji, w jakich korzysta się z pełnowymiarowych modeli Raspberry Pi. Poza wydajnym procesorem i pamięcią RAM, ogromnym atutem funkcjonalnym jest złącze GPIO, które jest wyposażone w takie interfejsy komunikacyjne jak UART, I2C, czy SPI – spora liczba rozszerzeń dla systemów wbudowanych wykorzystuje właśnie takie metody transmisji danych niezbędnych do realizacji konkretnego procesu technologicznego. Natomiast wyjścia sygnału PWM o zmiennym wypełnieniu znajdą zastosowanie w takich aplikacjach jak sterowniki oświetlenia LED oraz układy regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych. Tak jak w przypadku większych płytek Raspberry Pi, również moduł CM3+ znakomicie sprawdzi się w projektach robotycznych, zabawkach oraz zaawansowanych instalacjach automatyki budynkowej, obejmującej monitoring, alarm antywłamaniowy czy też programowanie scen świetlnych w pokoju, odpowiednio do aury pogodowej za oknami. Możliwości płytki Pi Compute Module są niemal nieograniczone.