La Raspberry Pi es un ordenador de placa única desarrollado por la Raspberry Pi Foundation del Reino Unido, lanzado por primera vez en 2012. Originalmente concebida para promover la educación en ciencias de la computación y programación, rápidamente se adoptó en educación, la comunidad maker y el sector industrial. Conocida por su tamaño compacto, precio accesible y versatilidad, la plataforma ha evolucionado significativamente a lo largo de los años. La línea Raspberry Pi ahora incluye varios modelos, como el Raspberry Pi 5 estándar, la serie ligera Zero y la serie Compute Module (CM), diseñada específicamente para aplicaciones embebidas e industriales.

Visión general de la serie Compute Module (CM)

Para satisfacer mejor los requisitos de los sistemas embebidos y aplicaciones industriales, la Raspberry Pi Foundation introdujo la serie Compute Module (CM). Estos módulos conservan la misma arquitectura de procesador que las placas Raspberry Pi estándar, pero eliminan las E/S no esenciales y se rediseñan para integrarse sin problemas en hardware personalizado. Este enfoque ofrece mayor flexibilidad de diseño para OEMs e integradores de sistemas.

El modelo más reciente, Compute Module 5 (CM5), se lanzó a finales de 2024 y aprovecha la popularidad de su predecesor, el CM4, con mejoras significativas en rendimiento y capacidades de E/S.

El CM4 cuenta con el procesador Broadcom BCM2711 quad-core Cortex-A72 y está disponible con hasta 8 GB de RAM. Soporta almacenamiento eMMC o microSD, HDMI dual, PCIe, CSI/DSI y Ethernet Gigabit, proporcionando un equilibrio excepcional entre rendimiento y expandibilidad.

El CM5 está potenciado por el más reciente procesador Broadcom BCM2712 quad-core Cortex-A76, ofreciendo mayor capacidad de cómputo. Soporta configuraciones de hasta 16 GB de RAM e introduce el controlador de E/S RP1, que integra periféricos de alta velocidad como USB 3.0 y PCIe Gen 2, con tasas de transferencia de datos de hasta 5 Gbps.

Aplicaciones industriales de CM4 / CM5

Gracias a su tamaño compacto, rendimiento consistente, eficiencia energética y fiabilidad operativa a largo plazo, los CM4 y CM5 han sido ampliamente adoptados en diversas aplicaciones industriales. Su arquitectura modular y E/S flexibles los hace ideales para entornos exigentes.

• Controladores de automatización industrial: Al utilizarse con placas carrier personalizadas, los Compute Modules pueden soportar interfaces industriales clave como E/S digitales, RS-485 y bus CAN, permitiendo control preciso de dispositivos y adquisición de datos en tiempo real.
• Edge Computing en fabricación inteligente: En entornos de fábricas inteligentes, CM4 y CM5 actúan como nodos de borde capaces de procesar datos en tiempo real, ejecutar inferencia de IA localmente y reducir la dependencia de la nube, mejorando la latencia, seguridad y eficiencia general del sistema.
• Sistemas de registro y monitoreo de datos: Al conectarse con sensores e instrumentos vía GPIO o USB, estos módulos pueden funcionar como registradores de datos robustos. Combinados con capacidades de red, permiten monitoreo remoto y análisis en sistemas críticos.

Compute Modules como plataforma de Interfaz Hombre-Máquina (HMI)

El Raspberry Pi Compute Module también es una opción cada vez más popular para desarrollar sistemas HMI. Mediante la integración con pantallas táctiles capacitivas, gabinetes personalizados y software de interfaz, CM4 y CM5 ofrecen una solución rentable y potente para paneles de control interactivos.

• Paneles de equipos industriales: El CM4 puede reemplazar unidades de display PLC tradicionales y costosas. Soporta interfaces gráficas modernas construidas con Qt, GTK o frontends basados en navegador, asegurando una interacción responsiva con el usuario.
• Terminales de gestión y monitoreo energético: En sectores como energía solar, eólica o redes inteligentes, los Compute Modules pueden mostrar datos en tiempo real, alertas del sistema y tendencias históricas, funcionando como terminales de monitoreo centralizado.
• Kioscos de autoservicio: Desde máquinas de boletos y sistemas de pedidos de alimentos hasta estaciones de check-in automático, CM4 y CM5 ofrecen una plataforma de computación confiable y escalable, integrándose fácilmente con periféricos como impresoras, lectores de códigos de barras y sistemas de pago.

Áreas adicionales de aplicación

Además de la automatización industrial y los sistemas HMI, la serie Compute Module se utiliza ampliamente en:

• Desarrollo de dispositivos AIoT: Al combinarse con aceleradores de IA como Google Coral o Intel Movidius, estos módulos pueden ejecutar tareas como reconocimiento de imágenes, procesamiento de lenguaje natural y otras funciones de IA en el edge.
• Sistemas de visión artificial: Con soporte para módulos de cámara y frameworks como OpenCV, CM4 y CM5 permiten implementación en aplicaciones de visión artificial, incluyendo detección de defectos, identificación de productos y escaneo de códigos de barras.
• Retail y señalización digital: Capaces de manejar pantallas de alta resolución, estos módulos son ideales para la entrega de contenido promocional, reproducción de vídeo y señalización digital interactiva, con la posibilidad de conectarse a sensores para mejorar la interacción del usuario.

Conclusión

Con el lanzamiento del CM4 y CM5, la serie Raspberry Pi Compute Module ha consolidado su posición como una plataforma esencial para sistemas industriales y embebidos. Combinando rendimiento robusto, flexibilidad modular y rentabilidad, estos módulos ofrecen a los desarrolladores una solución escalable que cumple con los complejos requisitos de las aplicaciones industriales y de IoT modernas.