Raspberry Pi, İngiltere merkezli Raspberry Pi Vakfı tarafından geliştirilen bir tek kartlı bilgisayardır ve ilk olarak 2012 yılında tanıtılmıştır. Başlangıçta bilgisayar bilimi eğitimi ve programlama öğretimini teşvik etmek amacıyla tasarlanan bu platform, kısa sürede eğitim, maker topluluğu ve sanayi sektöründe yaygın şekilde benimsenmiştir. Kompakt boyutu, uygun fiyatı ve çok yönlülüğü ile tanınan platform, yıllar içinde önemli ölçüde gelişmiştir. Raspberry Pi serisi artık standart Raspberry Pi 5, hafif Zero serisi ve gömülü ve endüstriyel uygulamalar için özel olarak tasarlanmış Compute Module (CM) serisi gibi çeşitli modelleri içermektedir.

Compute Module (CM) Serisinin Genel Görünümü

Gömülü sistemler ve endüstriyel kullanım senaryolarının gereksinimlerini daha iyi karşılamak için Raspberry Pi Vakfı, Compute Module (CM) serisini tanıtmıştır. Bu modüller, standart Raspberry Pi kartlarında bulunan aynı işlemci mimarisini korur, ancak önemsiz I/O’lar kaldırılmış ve özel donanımlara sorunsuz entegrasyon için yeniden tasarlanmıştır. Bu yaklaşım, OEM’ler ve sistem entegratörleri için daha büyük tasarım esnekliği sunar.

En son model olan Compute Module 5 (CM5), 2024 sonunda piyasaya sürülmüş olup, selefi CM4’ün popülaritesini temel alarak performans ve I/O yeteneklerinde önemli iyileştirmeler sunmaktadır.

CM4, Broadcom BCM2711 dört çekirdekli Cortex-A72 işlemciye sahiptir ve 8GB’a kadar RAM ile kullanılabilir. eMMC veya microSD depolamayı, çift HDMI, PCIe, CSI/DSI ve Gigabit Ethernet’i destekleyerek performans ve genişletilebilirlik açısından mükemmel bir denge sağlar.

CM5 ise daha yeni Broadcom BCM2712 dört çekirdekli Cortex-A76 işlemci ile güçlendirilmiş olup, artırılmış hesaplama gücü sunar. 16GB’a kadar RAM konfigürasyonlarını destekler ve USB 3.0 ve PCIe Gen 2 gibi yüksek hızlı çevre birimlerini entegre eden RP1 I/O kontrolcüsünü tanıtır; veri aktarım hızları 5Gbps’e kadar ulaşır.

CM4 / CM5’in Endüstriyel Uygulamaları

Kompakt yapısı, tutarlı performansı, enerji verimliliği ve uzun süreli operasyonel güvenilirliği sayesinde, CM4 ve CM5 birçok endüstriyel uygulamada yaygın şekilde kullanılmaktadır. Modüler mimarisi ve esnek I/O özellikleri, onları zorlu ortamlarda ideal hale getirir.

• Endüstriyel Otomasyon Kontrolcüleri: Özel tasarlanmış taşıyıcı kartlarla kullanıldığında, Compute Modülleri dijital I/O, RS-485 ve CAN bus gibi önemli endüstriyel arabirimleri destekleyerek hassas cihaz kontrolü ve gerçek zamanlı veri toplama sağlar.
• Akıllı Üretimde Edge Computing: Akıllı fabrika ortamlarında, CM4 ve CM5 gerçek zamanlı veri işleme yapabilen edge düğümleri olarak görev yapar, cihaz üzerinde AI çıkarımı çalıştırır ve bulut bağımlılığını azaltır; gecikme, güvenlik ve sistem verimliliğini artırır.
• Veri Kaydı ve İzleme Sistemleri: GPIO veya USB aracılığıyla sensörler ve cihazlarla arayüz kurarak, bu modüller sağlam veri kaydediciler olarak çalışabilir. Ağ bağlantısı ile kritik sistemlerde uzaktan izleme ve analiz imkanı sağlar.

Compute Modülleri İnsan-Makine Arayüzü (HMI) Platformu Olarak

Raspberry Pi Compute Module, İnsan-Makine Arayüzü (HMI) sistemleri geliştirmek için de giderek popüler bir seçimdir. Kapasitif dokunmatik ekranlar, özel muhafazalar ve kullanıcı arayüzü yazılımı ile entegrasyon sayesinde, CM4 ve CM5 etkileşimli kontrol panelleri için maliyet etkin ama güçlü bir çözüm sunar.

• Endüstriyel Ekipman Panelleri: CM4, geleneksel ve genellikle maliyetli PLC ekran ünitelerinin yerini alabilir. Qt, GTK veya tarayıcı tabanlı modern grafik arayüzlerini destekler ve kullanıcı ile hızlı etkileşim sağlar.
• Enerji Yönetimi ve İzleme Terminalleri: Güneş enerjisi, rüzgar enerjisi veya akıllı şebeke sektörlerinde, Compute Modülleri gerçek zamanlı verileri, sistem uyarılarını ve geçmiş trendleri göstererek merkezi izleme terminalleri olarak hizmet verir.
• Self-Servis Kiosklar: Bilet makineleri ve yiyecek sipariş sistemlerinden self-check-in istasyonlarına kadar, CM4 ve CM5 güvenilir ve ölçeklenebilir bir hesaplama platformu sunar ve yazıcı, barkod okuyucu ve ödeme sistemleri gibi çevre birimlerle sorunsuz entegrasyon sağlar.

Ek Uygulama Alanları

Endüstriyel otomasyon ve HMI sistemlerinin ötesinde, Compute Module serisi ayrıca yaygın olarak kullanılır:

• AIoT Cihaz Geliştirme: Google Coral veya Intel Movidius gibi AI hızlandırıcılarla eşleştirildiğinde, bu modüller görüntü tanıma, doğal dil işleme ve diğer AI destekli fonksiyonları uçta (edge) çalıştırabilir.
• Makine Görüş Sistemleri: Kamera Modülleri ve OpenCV gibi framework desteği ile CM4 ve CM5, kusur tespiti, ürün tanımlama ve barkod tarama gibi makine görüşü uygulamalarında kullanım sağlar.
• Perakende ve Dijital Reklam: Yüksek çözünürlüklü ekranları sürme yeteneği ile bu modüller, promosyon içerikleri, video oynatma ve etkileşimli dijital reklam için uygundur ve sensörlerle bağlantı sağlayarak kullanıcı etkileşimini artırır.

Sonuç

CM4 ve CM5’in piyasaya sürülmesiyle, Raspberry Pi Compute Module serisi, endüstriyel ve gömülü sistemler için kritik bir platform olarak konumunu sağlamlaştırmıştır. Güçlü performans, modüler esneklik ve maliyet etkinliği bir araya getirerek, bu modüller modern endüstriyel ve IoT uygulamalarının karmaşık gereksinimlerini karşılayan ölçeklenebilir bir çözüm sunar.