Il Raspberry Pi è un computer a scheda singola sviluppato dalla Raspberry Pi Foundation nel Regno Unito e introdotto per la prima volta nel 2012. Inizialmente concepito per promuovere l’educazione all’informatica e alla programmazione, ha rapidamente trovato ampia diffusione nei settori dell’istruzione, del making e dell’industria. Grazie alle sue dimensioni compatte, al prezzo contenuto e alla grande versatilità, la piattaforma si è evoluta significativamente nel corso degli anni. La gamma Raspberry Pi comprende oggi diversi modelli, come il Raspberry Pi 5 standard, la serie Zero ultraleggera e la serie Compute Module (CM), progettata specificamente per applicazioni embedded e industriali.

Panoramica della serie Compute Module (CM)

Per soddisfare meglio le esigenze dei sistemi embedded e delle applicazioni industriali, la Raspberry Pi Foundation ha introdotto la serie Compute Module (CM). Questi moduli mantengono la stessa architettura del processore delle schede Raspberry Pi standard, ma eliminano le interfacce I/O non essenziali, permettendo un’integrazione diretta in hardware personalizzato. Questo approccio offre maggiore flessibilità di progettazione a OEM e system integrator.

Il modello più recente, il Compute Module 5 (CM5), è stato lanciato alla fine del 2024 e si basa sul successo del suo predecessore, CM4, con significativi miglioramenti in termini di prestazioni e connettività I/O.

Il CM4 utilizza il processore Broadcom BCM2711 quad-core Cortex-A72 e può essere configurato con fino a 8GB di RAM. Supporta memoria eMMC o microSD, doppia uscita HDMI, PCIe, CSI/DSI e Ethernet Gigabit, offrendo un eccellente equilibrio tra prestazioni e scalabilità.

Il CM5 adotta invece il più recente processore Broadcom BCM2712 quad-core Cortex-A76, che garantisce maggiore potenza di calcolo. Supporta configurazioni fino a 16GB di RAM e introduce il controller I/O RP1, che integra periferiche ad alta velocità come USB 3.0 e PCIe Gen 2, raggiungendo velocità di trasferimento dati fino a 5Gbps.

Applicazioni industriali del CM4 / CM5

Grazie alle loro dimensioni compatte, all’efficienza energetica e all’affidabilità operativa a lungo termine, i moduli CM4 e CM5 sono oggi ampiamente utilizzati in diverse applicazioni industriali. La loro architettura modulare e la flessibilità I/O li rendono ideali per ambienti complessi e ad alte prestazioni.

• Controller per automazione industriale: Utilizzati con carrier board personalizzate, i Compute Module supportano interfacce industriali chiave come I/O digitali, RS-485 e CAN bus, consentendo un controllo preciso dei dispositivi e l’acquisizione dati in tempo reale.
• Edge computing per smart manufacturing: Nei contesti di fabbrica intelligente, CM4 e CM5 funzionano come nodi edge in grado di gestire l’elaborazione dati in tempo reale, eseguire inferenze AI in locale e ridurre la dipendenza dal cloud, migliorando latenza, sicurezza ed efficienza del sistema.
• Sistemi di data logging e monitoraggio: Collegandosi a sensori e strumenti tramite GPIO o USB, questi moduli possono operare come data logger robusti. Con le loro capacità di rete integrate, permettono il monitoraggio remoto e l’analisi dei dati nei sistemi critici.

Compute Module come piattaforma HMI

Il Raspberry Pi Compute Module è sempre più utilizzato anche come piattaforma per lo sviluppo di sistemi HMI (Human-Machine Interface). Integrando display touch capacitivi, chassis personalizzati e software di interfaccia utente, i moduli CM4 e CM5 offrono una soluzione potente ed economica per pannelli di controllo interattivi.

• Pannelli per macchinari industriali: Il CM4 può sostituire le costose unità display PLC tradizionali. Supporta interfacce grafiche moderne sviluppate con Qt, GTK o frontend basati su browser, offrendo un’esperienza utente reattiva e fluida.
• Terminali per gestione e monitoraggio energetico: Nei settori dell’energia solare, eolica o nelle reti intelligenti, i Compute Module visualizzano dati in tempo reale, allarmi di sistema e trend storici, agendo come terminali di monitoraggio centralizzato.
• Chioschi self-service: Dai sistemi di biglietteria alle macchine per ordinazioni o check-in automatici, CM4 e CM5 forniscono una piattaforma di calcolo affidabile e scalabile, integrabile con periferiche come stampanti, scanner di codici a barre e sistemi di pagamento.

Ulteriori ambiti applicativi

Oltre all’automazione industriale e ai sistemi HMI, la serie Compute Module trova impiego in numerosi altri ambiti:

• Sviluppo di dispositivi AIoT: Abbinati ad acceleratori AI come Google Coral o Intel Movidius, i moduli possono eseguire compiti di riconoscimento immagini, elaborazione del linguaggio naturale e altre funzioni AI direttamente in locale.
• Sistemi di visione artificiale: Grazie al supporto per moduli camera e framework come OpenCV, CM4 e CM5 vengono utilizzati in applicazioni di visione industriale, come rilevamento difetti, identificazione prodotti e scansione codici a barre.
• Retail e digital signage: In grado di pilotare display ad alta risoluzione, questi moduli sono perfetti per la gestione di contenuti promozionali, riproduzione video e soluzioni di segnaletica digitale interattiva, con possibilità di integrazione con sensori per un’esperienza più coinvolgente.

Conclusione

Con il lancio di CM4 e CM5, la serie Raspberry Pi Compute Module si conferma una piattaforma chiave per i sistemi embedded e industriali. Unendo prestazioni solide, flessibilità modulare e convenienza economica, questi moduli offrono agli sviluppatori una soluzione scalabile capace di soddisfare le complesse esigenze delle moderne applicazioni industriali e IoT.