Raspberry Pi-Konnektivität für die vorausschauende Wartung im IoT-Bereich

Highlights

✔ Die vorausschauende Wartung (PdM) mittels IoT ist entscheidend, um kostspielige Ausfallzeiten und Geräteausfälle in Produktionsumgebungen zu reduzieren.

✔ Edge-Datenverarbeitung und lokales maschinelles Lernen auf dem Raspberry Pi analysieren Sensordaten und senden nur kritische Anomalien, wodurch die Datenübertragung drastisch minimiert wird.

✔ Das Teltonika Calyx Embedded Cellular Raspberry Pi HAT+ lässt sich nahtlos auf dem Pi 4/5 montieren und bietet eine platzsparende, flache Alternative zu sperrigen M.2- oder externen Mobilfunklösungen.

✔ Der 5G Redcap Calyx bietet robuste, zukunftssichere Raspberry Pi-Konnektivität für Echtzeitwarnungen und Fernüberwachung und verfügt über GPIO-Steuerung für fortschrittliches Energiemanagement.

Das 50-Milliarden-Dollar-Problem oder warum die vorausschauende Wartung im IoT-Bereich am Rande der Cloud feststeckt

Die immensen Kosten ungeplanter Produktionsausfälle stellen heute eine der größten Bedrohungen für die betriebliche Effizienz in der Fertigungsindustrie und der Schwerindustrie dar. Ungeplante Stillstände verursachen enorme finanzielle Verluste und kosten den globalen Fertigungssektor jährlich rund 50 Milliarden US-Dollar .

In Branchen mit hohem Wertschöpfungspotenzial wie der Automobil- oder der chemischen Verarbeitung sind diese Verluste unmittelbar und katastrophal: Eine einzige Stunde Produktionsstillstand kann über 2 Millionen US-Dollar kosten. Bis zu 80 % aller Anlagenstillstände werden durch unerwartete Ausfälle verursacht – wie beispielsweise Lagerverschleiß oder Motorüberhitzung –, die mit herkömmlichen zeitbasierten oder reaktiven Wartungsstrategien nicht verhindert werden können.

Während die vorausschauende Wartung (PdM) mittels IoT als bewährte Lösung gilt, die auf Echtzeit-Sensordaten (wie Vibration und Temperatur) und maschinellem Lernen zur Ausfallprognose basiert, stößt ihre Einführung auf erhebliche praktische Hürden. Der flächendeckende Einsatz von PdM erfordert oft sperrige Industriegateways, komplexe Softwareintegration und die kostspielige Übertragung riesiger Mengen an Rohsensordaten zur Analyse in die Cloud. Dieser veraltete Ansatz ist extrem teuer und birgt ein hohes Fehlerrisiko.

Unternehmen benötigen leistungsstarke, kompakte und kostengünstige Edge-KI-Lösungen, die den Zustand von Maschinen lokal analysieren können, wodurch teure Datenübertragungen mit hoher Bandbreite vermieden und die für unternehmenskritische Vorgänge erforderliche kontinuierliche und zuverlässige Raspberry-Pi-Konnektivität sichergestellt wird.

Topologie

Teltonika Calyx – Edge-Intelligenz für die Cloud

Das Teltonika Calyx 5G Redcap Raspberry Pi HAT+ löst die Herausforderung der Konnektivität für die vorausschauende Wartung an Standorten, an denen keine kabelgebundenen Verbindungen verfügbar oder WLAN unzuverlässig ist. Es ermöglicht eine essenzielle Mobilfunkverbindung zwischen dem industriellen Randbereich und der Cloud.

Die hohen Kosten und die Komplexität der Übertragung massiver, unstrukturierter Sensordatenströme an entfernte Cloud-Server sind der Hauptgrund für die hohen Kosten von PdM. Teltonika Calyx löst dieses Problem durch die Anbindung an Raspberry Pi und verwandelt diesen so in ein Edge-KI-Gateway. Der Pi führt die gesamte Edge-Datenverarbeitung mithilfe ressourcenschonender Machine-Learning-Modelle lokal durch. Dies ermöglicht die Echtzeitanalyse von Vibrations- und Temperaturdaten und reduziert das übertragene Datenvolumen drastisch.

Die Stärke dieser Lösung liegt in ihrer maßgeschneiderten Integration. Das Calyx Raspberry Pi HAT+ lässt sich auf dem Raspberry Pi 4 und 5 montieren und verwandelt den Einplatinencomputer im Handumdrehen in ein mobiles Gerät – ohne die zusätzliche Höhe vergleichbarer M.2-Lösungen. Sein optimales Format im Kreditkartenformat ist ideal für platzsparende Industrieprojekte wie Kioske oder industrielle Steuerungen.

Die Lösungstopologie ist einfach und robust. Industriesensoren werden an den Raspberry Pi angeschlossen, der als leistungsstarker Einplatinencomputer dient. Das Calyx Raspberry Pi HAT+ wird direkt darauf montiert und nutzt den USB-3-Anschluss des Pi für schnelle Datenübertragung sowie seine GPIO-Pins für die Hardwaresteuerung. Diese Integration ermöglicht eine nahtlose, industrietaugliche Raspberry-Pi-Konnektivität.

Das Herzstück des Raspberry Pi HAT+ ist das kompakte 5G-Redcap-Modem. Diese Technologie ist für die Effizienz unerlässlich und für die kleinen, kritischen Datenpakete und analysierten Warnmeldungen vollkommen ausreichend. Sie ermöglicht eine effiziente Raspberry-Pi-Konnektivität und bietet die geringe Latenz und Zuverlässigkeit, die für nahezu sofortige Wartungswarnungen erforderlich sind – ohne die Kosten eines vollwertigen 5G-Netzes.

Für echte industrielle Ausfallsicherheit nutzt das Gerät den GPIO-Anschluss zur vollständigen Modemsteuerung. Diese fortschrittliche Funktion ermöglicht es dem Raspberry Pi, die Funktionen zum Aufwecken, Zurücksetzen und Einschalten des Modems fernzusteuern. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für unternehmenskritische Anwendungen, da so sichergestellt wird, dass sich das System nach Systemabstürzen selbstständig erholen kann. Dies verbessert die Verfügbarkeit drastisch und reduziert den Bedarf an kostspieligen Serviceeinsätzen vor Ort an abgelegenen Standorten wie in der Landwirtschaft oder bei Energieversorgungsunternehmen.

Darüber hinaus ermöglicht die Unterstützung von PCM-Audio eine saubere digitale Audioübertragung zwischen Modem und Raspberry Pi. Dies bietet die für Anwendungen wie Sprachanrufe oder digitale Audiostreams erforderliche Integrationsflexibilität.

Alle Funktionen basieren auf der bewährten Fertigungsqualität von Teltonika und einem breiten Betriebstemperaturbereich (-40 °C bis +75 °C). Teltonika Calyx ist die kompakte, funktionsreiche Grundlage für zuverlässige Edge-basierte Raspberry Pi-Konnektivität.

Optimieren Sie Ihre Strategie für die vorausschauende Instandhaltung in der Industrie. Beginnen Sie noch heute mit der Entwicklung Ihrer Edge-KI-Lösung der nächsten Generation durch die Integration der Teltonika Calyx 5G Redcap Raspberry Pi HAT+ Konnektivität. Laden Sie das vollständige Produktdatenblatt herunter, um detailliertere Informationen zu erhalten, oder kontaktieren Sie unser Team über die Schaltfläche unten, um eine Bestellung aufzugeben.