Raspberry Pi を検討してください。これはクレジットカードサイズの完全なLinuxコンピューターで、なんと35ドルで購入できます。メーカーは当初これを教育ツールとして構想していましたが、DIYアーケード キャビネットからロボット コントローラー、フォト ブースなど、さまざまな用途に実装されてきました。3MLのRhubarb Raspberry Piインターフェース ボードは、一般的な産業用電源をPiのより敏感なGPIOピンに適合させ、このダイナミック システムを産業用アプリケーションにも適用できるようになりました。
Rhubarbの製品ドキュメントからわかるように、このデバイスは市販されているほぼすべてのRaspberry Piと互換性があります。さらに、「オープン」またはプラットフォームに依存しないインターフェースであるため、ユーザーは理論的には、Piと同じ40ピンGPIO配置を備えた他のボードと組み合わせることができます。アプリケーションで高度な処理能力が必要な場合は、ここで紹介した Jetson Nanoが思い浮かびますが、その大きな物理的サイズに対応するためのケーブル接続ソリューションを考案する必要があります。
このデバイスがどのようにして生まれたのかを理解するために、私はルバーブの開発者であるジョン・デイビス氏と話をしました。デイビス氏は本業でハイテク産業用モーションコントロールを専門としており、10代の頃からLinuxを使ってきた人物として、これら2つの世界を融合することは理にかなったことでした。しかし、問題は、Raspberry PiのGPIOが、産業用制御の世界で経験する、より高い、そして予測できないことが多い電圧よりも、慎重に調整された3.3V信号をはるかに好むことです。
Rhubarbは、これらの産業信号の文明化を担当します。
- ボードはPiに取り付けられ、ユーザーが幅広い電圧レベルのワイヤを配線できる一連の独立したスプリング クランプを提供します。
- Piに電力を供給するには、Rhubarbのセットアップにネジ端子と降圧コンバータが必要です。
- エンジニアや技術者が行う必要があるのは、産業用制御パネルに取り付け、信号線と電源線を差し込むことだけです。
そうすれば、上部に取り付けられた電圧に敏感なRaspberry Piが焼けてしまう心配がなくなります。
ルバーブを理解する: Raspberry Pi産業用PLC
ボードの優れた仕様を詳しく見てみましょう。
- 供給電圧: 10-30VDC
- リアルタイム クロックを内蔵 (Raspberry Piには内蔵されていません。インターネットに常時接続されていない可能性があるため、特に重要です)
- 12個の絶縁およびフィルタリングされたDC入力
- 産業仕様の4-20mAまたは0-10VDC制御が可能な4つのアナログ入力
- 定格2A、250VAC、220VDCの2つのリレー出力
- 定格50V、300mAの2つのオープンコレクター（MOSFET）出力
- 寸法: 142mm x 65mm x 25mm高さ (Raspberry Piを取り付けた状態)
- RS232イーサネット出力
- Raspberry Pi用の2A電源を内蔵
デイビス氏は、Rhubarb/Raspberry PiはPLC (プログラマブル ロジック コントローラー、典型的な産業用制御コンピューター) のIO機能の一部を実行できるものの、このデバイスは大型マシンのそのようなデバイスを置き換えるものではなく、補完的なハードウェアとして機能するものであるとすぐに指摘しました。
たとえば、PLCはOSのオーバーヘッドなしで特定の入力と出力に適切に応答しますが、この情報を処理してインターネットまたは内部ネットワークに配置する必要がある場合は、時間と費用の面で状況がはるかに困難になります。しかし、Raspberry Piはデータの処理と表示に非常に適しており、これらのシングルボードコンピュータの使用に慣れている人なら誰でも、数時間でシンプルなWebベースのディスプレイをセットアップできます。
よりローカライズされた表示が必要な場合、Piは間違いなくこのタスクも処理できます。Rhubarbをインストールしても、PiのHDMIポートとオーディオ ジャックは露出したままになります。ルバーブ（500ドル未満）、Pi、大型の ビデオディスプレイたとえば、65インチ (約500ドル) の場合、約1,000ドルで植物測定システムを稼働させることができます。複数のディスプレイで必要な場合は、2台目または3台目のPiをセットアップして、Wi-Fiまたは有線イーサネット経由で他の画面にこの情報を表示できます。Rhubarbアダプターは必要ありません。わずか10年前、工場全体のメトリクス ディスプレイのコスト (Davis氏は初期費用が50,000ドル程度と見積もっています) を考えると、このタイプのセットアップは実に驚くほどお買い得です。そのため、彼はこのタイプの実装に大きな関心を寄せており、これが産業用Raspberry Piの使用が本当にニッチな分野となる場所なのかもしれません。
デイビス氏にこのデバイスの着想のきっかけを尋ねると、彼はこう答えた。「ルバーブを作ったとき、私はまったく検証されていない仮説を持っていました。エンジニアや技術学校の学生が、ラズベリーパイやその他の同様の安価な「メーカー」ボードの使い方を学んで卒業するにつれて、この技術が産業分野に浸透し始めるのをすぐに目にするだろう、と。」これらのデバイスを比喩的な（そして実際の）ツールボックスに収めることで、彼らはそれを新しい革新的な方法で使用しようと本能的に考えるようになるでしょう。」
Rhubarbは、車輪の再発明 (独自のアダプタ ボードを組み立てる) をすることなくこの種の産業実装を可能にし、Piの処理能力を産業用IoT (IIoT) に適用するための便利なプラットフォームを提供します。
これまでのところ、デイビス氏の仮説は正しいことが証明されているように思われ、メーカーと産業用ハードウェアの衝突が加速するにつれて、ルバーブが引き続き最前線に立つことを期待しています。RhubarbがArrow.comで入手可能 なので、購買管理者は製品を調達するために新しいベンダーを設定する必要がなくなります。プロジェクトを完了させるプレッシャーにさらされているエンジニアにとって、無料の翌日配送を利用すれば、理論的には明日にはPiベースのデータ ディスプレイを稼働させることができます。