O Raspberry Pi é um computador de placa única desenvolvido pela Raspberry Pi Foundation, no Reino Unido, lançado pela primeira vez em 2012. Originalmente criado para promover a educação em ciência da computação e programação, rapidamente foi adotado na educação, na comunidade maker e no setor industrial. Conhecido por seu tamanho compacto, preço acessível e versatilidade, a plataforma evoluiu significativamente ao longo dos anos. A linha Raspberry Pi agora inclui vários modelos, como o Raspberry Pi 5 padrão, a série leve Zero e a série Compute Module (CM), projetada especificamente para aplicações embarcadas e industriais.

Visão geral da série Compute Module (CM)

Para atender melhor às necessidades de sistemas embarcados e aplicações industriais, a Raspberry Pi Foundation introduziu a série Compute Module (CM). Esses módulos mantêm a mesma arquitetura de processador das placas Raspberry Pi padrão, mas removem as E/S não essenciais e foram redesenhados para integração perfeita em hardware personalizado. Essa abordagem oferece maior flexibilidade de design para OEMs e integradores de sistemas.

O modelo mais recente, Compute Module 5 (CM5), foi lançado no final de 2024 e aproveita a popularidade de seu antecessor, o CM4, com melhorias significativas em desempenho e capacidades de E/S.

O CM4 possui o processador Broadcom BCM2711 quad-core Cortex-A72 e está disponível com até 8 GB de RAM. Suporta armazenamento eMMC ou microSD, HDMI duplo, PCIe, CSI/DSI e Ethernet Gigabit, proporcionando um excelente equilíbrio entre desempenho e expansibilidade.

O CM5 é alimentado pelo processador mais recente Broadcom BCM2712 quad-core Cortex-A76, oferecendo maior poder de processamento. Ele suporta configurações com até 16 GB de RAM e introduz o controlador de E/S RP1, que integra periféricos de alta velocidade como USB 3.0 e PCIe Gen 2, oferecendo taxas de transferência de dados de até 5 Gbps.

Aplicações industriais do CM4 / CM5

Devido ao seu tamanho compacto, desempenho consistente, eficiência energética e confiabilidade operacional de longo prazo, os CM4 e CM5 foram amplamente adotados em diversas aplicações industriais. Sua arquitetura modular e E/S flexíveis os tornam ideais para ambientes exigentes.

• Controladores de automação industrial: Quando usados com placas carrier personalizadas, os Compute Modules podem suportar interfaces industriais essenciais como E/S digitais, RS-485 e barramento CAN, permitindo controle preciso de dispositivos e aquisição de dados em tempo real.
• Edge Computing em manufatura inteligente: Em fábricas inteligentes, CM4 e CM5 atuam como nós de borda capazes de processar dados em tempo real, executar inferência de IA localmente e reduzir a dependência da nuvem, melhorando latência, segurança e eficiência do sistema.
• Sistemas de registro e monitoramento de dados: Ao se conectar a sensores e instrumentos via GPIO ou USB, esses módulos podem atuar como registradores de dados robustos. Com capacidades de rede, eles permitem monitoramento remoto e análise de sistemas críticos.

Compute Modules como plataforma de Interface Homem-Máquina (HMI)

O Raspberry Pi Compute Module também é uma escolha cada vez mais popular para desenvolver sistemas HMI. Por meio da integração com displays touch capacitivos, gabinetes personalizados e softwares de interface, CM4 e CM5 oferecem uma solução econômica e poderosa para painéis de controle interativos.

• Painéis de equipamentos industriais: O CM4 pode substituir unidades de display PLC tradicionais e muitas vezes caras. Suporta interfaces gráficas modernas construídas com Qt, GTK ou frontends baseados em navegador, garantindo interação responsiva com o usuário.
• Terminais de gerenciamento e monitoramento de energia: Em setores como energia solar, eólica ou redes inteligentes, os Compute Modules podem exibir dados em tempo real, alertas do sistema e tendências históricas, funcionando como terminais de monitoramento centralizado.
• Quiosques de autoatendimento: De máquinas de bilhetagem e sistemas de pedidos de alimentos a estações de check-in automático, CM4 e CM5 oferecem uma plataforma de computação confiável e escalável, integrando-se facilmente a periféricos como impressoras, leitores de código de barras e sistemas de pagamento.

Áreas adicionais de aplicação

Além da automação industrial e dos sistemas HMI, a série Compute Module é amplamente utilizada em:

• Desenvolvimento de dispositivos AIoT: Quando combinados com aceleradores de IA como Google Coral ou Intel Movidius, esses módulos podem executar tarefas como reconhecimento de imagem, processamento de linguagem natural e outras funções de IA na borda.
• Sistemas de visão computacional: Com suporte a módulos de câmera e frameworks como OpenCV, CM4 e CM5 permitem implementação em aplicações de visão computacional, incluindo detecção de defeitos, identificação de produtos e leitura de códigos de barras.
• Varejo e sinalização digital: Capazes de alimentar displays de alta resolução, esses módulos são ideais para entrega de conteúdo promocional, reprodução de vídeo e sinalização digital interativa, com possibilidade de conexão a sensores para maior engajamento do usuário.

Conclusão

Com o lançamento do CM4 e CM5, a série Raspberry Pi Compute Module consolidou sua posição como uma plataforma essencial para sistemas industriais e embarcados. Combinando desempenho robusto, flexibilidade modular e custo-benefício, esses módulos oferecem aos desenvolvedores uma solução escalável que atende às complexas demandas das aplicações industriais e IoT modernas.