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Gehäuse für Embedded-Systeme: Raspberry Pi und Co. gut verpackt

Wie lässt sich der Raspberry Pi schnell und einfach in ein Gehäuse integrieren? Phoenix Contact hat ein Gehäuse-Konzept entwickelt, das auf die Trends der Embedded-Branche zugeschnitten ist. Plug and Play steht im Fokus.

Der Raspberry Pi hat die Erwartungen seiner Schöpfer übertroffen. Der allgemeine Zeit- und Kostendruck bei der Entwicklung und Produktion begünstigt den Erfolg von Single-Board-Computern. Komplexe Module mit Mikrocontrollern sowie RAM und Flash-Speicher werden vom Markt zugekauft und mit eigenen I/O-Boards kombiniert. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass der aufwändige und meist bei kleineren Gerätestückzahlen zu teure Modulteil günstig am Massenmarkt eingekauft werden kann.

Mit dem Raspberry Pi ist ein leistungsstarker Rechner mit diversen I/Os inklusive eines umfangreichen Software-Pakets verfügbar, der auf Wunsch zusätzlich mit Erweiterungs-Boards – selbstentwickelt oder zugekauft – hochgerüstet werden kann.

Gerade für Embedded Systems im industriellen und semi-industriellen Umfeld – im Schaltschrank oder Installationsverteiler – bedarf es daher auch eines entsprechenden Gehäuse-Konzepts, denn erst die Verpackung macht aus der Elektronik ein Produkt. Zahlreiche marktgängige Gehäuse können das Raspberry-Pi-Board aufnehmen. Sie werden meist als Tischgehäuse verwendet und können optional auch an die Wand montiert werden. Die Anschlüsse – auch als GPIO (General Purpose Input/Output) bezeichnet – werden mittels Flachbandkabel herausgeführt. Allerdings ist das im industriellen Umfeld oftmals nicht zielführend. Plug and Play für die industrielle Umgebung sieht anders aus.

So ist eine einfache und auch sichere Verdrahtung, etwa der Sensoren an die GPIOs, unverzichtbar, wenn das System in einem Produktionsumfeld zum Einsatz kommt. Außerdem gehört eine schnelle Verdrahtung zu den Anforderungen der Industrie-Kunden. Und die Anbindung der GPIOs an etwaige Zusatzplatinen sollte insbesondere bei der Montage ohne aufwändige Arbeitsschritte erfolgen.

So sieht Plug and Play aus

Das Raspberry-Pi-Gehäuse von Phoenix Contact hat sich diesbezüglich im Industrie-Umfeld bewährt. Es sieht zum Beispiel eine Anbindung der GPIOs über Zusatzplatinen mittels PTSM-Steckverbindern vor, die im Rastermaß von 2,5 mm verfügbar sind. Der Push-in-Anschluss ermöglicht das werkzeuglose Verdrahten der Steckverbinder. Die Zusatzplatinen, die ebenso werkzeuglos in das Gehäuse gerastet werden, bieten Platz für zusätzliche individuelle Schaltungsideen. Für einfachere Schaltungen stehen passende Lochraster-Platinen zur Verfügung. Die Anbindung der Zusatzplatinen an den Raspberry Pi sowie an das Bussystem geschieht automatisch beim Zusammenbau des Geräts, weil die entsprechenden PTSD-Klemmen, die auf die Zusatzplatinen gelötet werden, mit den GPIOs des Raspberry Pi und dem Bus-Slot gegenstecken.

Eine wichtige Komponente beim Raspberry Pi ist auch die Micro-SD-Karte. Fatal wäre, wenn der (unbefugte) Nutzer dieses Speichermedium im laufenden Betrieb aus dem Gerät entfernen könnte. Hier bietet das Phoenix-Contact-Gehäuse ein hilfreiches Detail: Der kleine Spalt, in den die Karte eingeführt wird, kann nach Einsetzen der Karte mit einem Siegelaufkleber verschlossen werden, der bei Entnahme der Karte Spuren auf der Gehäuseoberfläche hinterlässt.