Steuerung Iono RP: erstes programmierbares I/O-Modul mit Raspberry-MCU RP2040

Redakteur: Margit Kuther

Der Iono RP kombiniert ein vielseitiges digitales und analoges I/O-Frontend mit der Leistung und Benutzerfreundlichkeit des Raspberry Pi Mikrocontrollers RP2040.

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Iono RP: flexibles I/O-Modul basierend auf Raspberry PIs MCU RP2040.
Iono RP: flexibles I/O-Modul basierend auf Raspberry PIs MCU RP2040.
(Bild: Sfera Labs)

Nur wenige Monate nach der Einführung des Raspberry Pi RP2040 Mikrocontrollers hat Sfera Labs das nach eigenen Aussagen erste Industrieprodukt auf Basis dieses neuen ICs RP2040 vorgestellt.

Der Iono RP ist ein kompaktes programmierbares I/O-Modul, das die Benutzerfreundlichkeit des Raspberry Pi mit einer großen Auswahl an digitalen und analogen I/O-Schnittstellen kombiniert. Das Ergebnis ist ein robustes, sicheres, zuverlässiges und einfach anzuschließendes Modul, das CE-, FCC- und IC-konform ist und sich für die Installation im industriellen und Consumer-Bereich eignet.

Die Vorteile der Raspberry Pi MCU RP2040

Iono RP enthält die MCU RP2040, den ersten Hochleistungs-Mikrocontroller von Raspberry Pi, der für industrielle Anwendungen ausgelegt ist. Er verfügt über einen Dual-Core Arm-Cortex-M0+-Prozessor, der mit bis zu 133 MHz getaktet ist, sowie 264 kB internes RAM und eine flexible interne I/O-Architektur mit mehreren Standardschnittstellen.

Neben einem breiten Versorgungseingang (12 bis 24 V) und Leistungsrelaisausgängen unterstützt das Iono RP analoge 0-10V-/4-20mA-Eingänge nach Industriestandard, einen 0-10V-Analogausgang, digitale I/Os und eine serielle RS-485-Schnittstelle. All dies ist in einem kompakten DIN-Hutschienengehäuse untergebracht – fertig zum Einbau in Schaltschränke und integriert in Automatisierungssteuerungen.

Steuerungssoftware, rasch entwickelt

Das Iono-RP-Modul profitiert durch den bereits umfangreichen Community-Support, der um die MCU RP2040 herum aufgebaut wurde, sowie von den leistungsstarken, aber unkomplizierten Entwicklungstools und der dazugehörigen Dokumentation. Die Entwicklung von Steuerungssoftware könnte nicht einfacher sein – dank der bekannten Programmiersprachen MicroPython und C/C++ und der bequemen Drag-and-Drop-Programmierung mit Massenspeicher über USB und dem On-Chip-Bootloader. Der interne 16MB-Flash-Speicher des Iono RP kann komplexe Anwendungslogik aufnehmen. Ein spezielles EERAM ermöglicht das Speichern dauerhafter Informationen, ohne den Flash-Speicher zu verschleißen.

Optionale Erweiterungen wie Echtzeituhr und Erdbebensensor

Für das Iono RP sind auch optionale Funktionen verfügbar. Dazu gehören eine Echtzeituhr mit Batteriepufferung und ein Secure-Element-IC zur Verschlüsselung und sicheren Aufbewahrung digitaler Zertifikate. Optional kann auch ein Erdbebensensor werkseitig eingebaut werden, der z.B. elektrische Verbrauchern oder andere sicherheitsrelevanten Automatisierungsaufgaben abschaltet, wenn ein Erdbeben erkannt wird.

Über das Entwicklungs-Ökosystem des Raspberry Pi RP2040 können Entwickler das Modul als Grundlage für die Entwicklung neuer Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen nutzen.

Darüber hinaus sind die speziell für das Iono RP entwickelten Firmware-Bibliotheken alle Open-Source und über Github frei zugänglich – was den Projektabschluss beschleunigt. Um die OEM-Anforderungen zu erfüllen, kann Sfera Labs kundenspezifische Gehäuse und Logos bereitstellen. Weitere Informationen über das Iono-RP-Modul finden Interessenten auf der Webseite von Sfera Labs.

Die Leistungsmerkmale im Detail:

12 - 28VDC-Versorgung, mit Überspannungs- und Verpolungsschutz und 1,1 A rücksetzbarer Sicherung

RP2040, Dual-Core-Arm-Cortex-M0+-Prozessor, getaket bis 133 MHz, 264 kB SRAM

16 MB Onboard-Flash-Speicher

16 kBit SRAM mit EEPROM-Backup

4 Multimode-Eingänge: digital oder 0-30 V oder 0-20 mA-Analogsignal

2 Digitaleingänge für potentialfreie Kontakte oder TTL-I/O

1 gepufferter Analogausgang 0 - 10 V; gesteuert über den RP2040-PWM-Ausgang

4 Leistungsrelais-Ausgänge für 6 A bei 250 V

Standard-RS-485-Schnittstelle für die seriellen RP2040-UART-Pins, mit Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

1-Wire, I2C- und Wiegand-Support

Optionale Echtzeituhr mit integrierter Li/MnO2-Backup-Batterie

Optionaler Secure-Element-IC

Optionales Erdbeben-Sensormodul

Abnehmbare Klemmenblöcke für einfache Installation

Eingänge geschützt gegen ESD und kurzzeitige Überspannungen

Doppelte interne Isolierung zwischen High-Voltage-Bereichen (Relais-Ausgängen) und allen anderen Komponenten

Kompaktes, modulares 3U-DIN-Gehäuse für Montage auf Omega-Schiene

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