Download het artikel in 
ENGINEERINGNET.BE - Die gebeuren op makkelijk toegankelijke microprocessors van Arduino, Raspberry Pi,… waarrond zich een heel ecosysteem uitbouwde. De goedkope, experimentele makerpc sneed zich hiermee tevens een plek uit in de industrie die hogere eisen stelt. (*)
Raspberry was oorspronkelijk enkel bedoeld voor research en opleiding. Studenten leren er op in scholen. Aan de universiteit maken ze er hun bachelor- of masterproef op. Later nemen ze die ervaring mee in het professionele leven. Gewoon omdat het makkelijk is. Tot ze zich wel ‘moeten’ schikken naar commerciële, maar voor hen minder bekende of helemaal onbekende software in het bedrijf.
Toeleveranciers steken makers onderweg een handje toe. Zo pakte Kontron uit met een Raspberry Pi starter kit en verdeelt Helmholz de Revolution PI van Kunbus die gebaseerd is op Raspberry PI maar dan wel in een stevige behuizing, met robuuste mechaniek en 24 V-aansluiting voor industriële automatiseringsomgevingen. Met opensourcesoftware en de Revolution PI stuur je machines en installaties en zet je procesgegevens direct in de cloud.
Goedkoop soms duurkoop
Kontron Austria, dat Raspberry Pi in de markt zet als aanvulling op standaard industriële platformen, leerde alvast dat, hoewel het bordje low cost is, dat niet meer noodzakelijk het geval is wanneer men industrieel gaat en grote volumes najaagt. De omslag van prototyping op Raspberry Pi naar een industrieel product, klaar voor serieproductie, vergt immers ‘consultancy’ wat het uiteindelijke product even duur kan maken als een standaard commercieel platform. Soms blijkt de industriële standaard zelfs kostenefficiënter voor serieproductie.
Maar prijs is niet alles. Het gebruiksgemak van Raspberry software (Raspian OS is Linux gebaseerd) is ook wat waard. Embedded Linux is heel wat moeilijker te installeren en te beheren. Er valt dus tijdwinst of ‘time-to-market’ te realiseren. Raspberry, Arduino en anderen hebben bovendien een wereldwijde niet-commerciële community van fans, makers en specialisten. Wie ondersteuning zoekt, kan op dat sociaal netwerk terugvallen dat openheid en onderlinge bijstand in het vaandel draagt. Ook voor bedrijven is dat best wel interessant.
Wel of niet industrieel
Industriële gebruikers hebben veelal weinig op met de open bron van het operatingsysteem en ‘free license’ toepassingen. Elke code die ze aanpassen moet immers ook onder die vrije licentie gedeeld worden. Hetzelfde geldt voor programma’s die voortbouwen op individuele modules, tenzij ze niet afhangen van Linux en op het platform lopen in Windows IoT Core.
Ander nadeel voor de industrie? Raspberry wordt enkel door de Raspberry Foundation en zijn verdelers vermarkt. Het mist een verscheidenheid qua prestaties in energieverbruik en toerusting die de industriële klant vraagt. Vandaag zijn er slechts twee generaties processoren beschikbaar als rekenmodule: Compute Module 1 (2014) en Compute Module 3 (2017). Raspberry biedt geen Intel-, AMD- noch NXP-processoren voor verschillende toepassingen. Beschikbaarheid op de langere termijn, zoals bij standaard industriële pc’s, is evenmin gegarandeerd. Maar… Kontron Austria levert nu wel een "Industrial Starter Kit” die het prototypen met de Raspberry kan versnellen.
Deze kit komt met de meest gebruikte industriële interfaces als Ethernet, CAN bus, ééndraads en RS485/RS232, standaard industriële 24 Volt connectie,… Hierop ontwikkelde het bedrijf trouwens samen met klanten o.a. mobiele toepassingen voor ziekenhuizen die hartslag, ademhaling, decubitus,… van patiënten opvolgen. Werden tegelijk meegenomen: Linux ondersteuning, WLAN, LAN, Bluetooth, machine learning,… Zelfs een certificatie als medisch toestel is mogelijk. En langzaam verwerft een makerchip zo zijn geloofspapieren in meer sectoren.
(*) Dit artikel steunt o.a. op een bijdrage van Andreas Schlaffer, Kontron Austria, Head of R&D The Steep Career of Raspberry Pi: from Maker PC to Industrial Computer
Door Luc De Smet
Kader: Ontwikkelingen in Arduino
Er studeert een nieuwe generatie af die tijdens de opleiding leerde omgaan met Arduino en Raspberry Pi. Wanneer ze in hun loopbaan iets zullen moeten ontwikkelen, dan zijn dat ook de omgevingen waarin ze van nature hun prototypes zullen maken. “Maar ook ouderen, die een heel leven met plc’s werkten, kopen al eens een Arduino-bordje om het uit te testen”, merkt Loic De Buck op. Met zijn bedrijf Industruino ontwikkelt hij Arduino-bordjes voor industriële toepassingen.
De Buck wijst naar de bedrijfsleider van het Franse automatiseringsbedrijf E2GA die al 30 jaar aan de slag is en nu volledig overstapte op Industruino voor HVAC-projecten in ziekenhuizen en scholen, en luchtbehandelingsprojecten in winkelcentra, bijvoorbeeld. Het Duitse Raindancer Irrigation Systems, bijvoorbeeld, gebruikt nu al twee jaar Industruino-borden om zijn irrigatiesystemen en pompen voor de landbouw aan te sturen en te monitoren. Een ander bedrijf gebruikt ze om stalverlichting te sturen.
Maar Arduino zal alsnog niet de plaats innemen van de grote commerciële industriële merken. “Anderzijds zie ik bijvoorbeeld wel dat grote merken voor een stuk hun software van hun hardware loskoppelen.” Zo lanceerde Siemens twee jaar geleden een Simatic die compatibel is met Arduino. “Niet helemaal maar toch voldoende om minder compileren te vergen en… wel functioneel.” Wie kiest voor een robuuste Siemens plc zou die dan kunnen koppelen aan een open source platform zoals Arduino of Raspberry en zijn operating systeem zelf kunnen kiezen.
“Time-to-market en service zijn super belangrijk voor de industrie”, weet De Buck. “De pure kost van onderdelen in ‘one-off’ projecten is minder belangrijk dan de kost van de ontwikkelaar.” Voor volumetoepassingen zoals integratie in een standaard product zal de kost van de componenten dan weer wél het verschil maken. Tegelijk merkt hij op dat industriële klanten vaak vrij langzaam evolueren. Ze houden niet van risico en hun producten kennen heel vaak levenscycli van 10 tot 15 jaar. “Met nieuwe platformen moet je ook door die levenscycli breken.”
“Ik blijf alsnog bij Arduino dat een low level embedded systeem is dat toegankelijker is (je kan er makkelijker mee starten en zelf libraries samenstellen) dan Raspberry Pi waar er meer onder de radar gebeurt.” Of Arduino ondertussen ook voldoende gegroeid is? “Arduino ontwikkelt nu nieuwe borden. Debugging tools moet het bijvoorbeeld toch ernstiger gaan nemen zodat je ziet wat er gebeurt in de microprocessor terwijl hij bezig is. Ondertussen groeit ook Python heel snel”, stelt De Buck vast.
Hij wijst naar de Adafruit website van Limor Fried in de VS. “Deze programmeerbare borden gebruiken dezelfde controllers als Arduino maar dan wel met de snelste chips.” Hij ziet voor beiden ruimte tot groeien.
