Wat u kunt doen met een computermodule 4

De Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4) is een fantastisch klein bordje en een halfzusje van de Raspberry Pi 4-familie waar we het vorige week over hadden.

En vorig jaar hebben we een artikel gepubliceerd over de basisprincipes van de Compute Module 4 hier. Maar er is zoveel gebeurd in de afgelopen anderhalf jaar, dus we wilden het hebben over de Compute Module 4 en alles wat je ermee kunt doen in 2023.

Compute Modules zijn immers ontworpen voor mensen die hun eigen aangepaste printplaat willen maken. En Raspberry Pi produceert ook officiële IO-borden om je daarbij te helpen!

Veel mensen hebben ze afgeschreven voor makers en enthousiastelingen. Ze zeggen dingen als, "Ahhh, Compute Modules zijn alleen voor de industrie." En dat is natuurlijk een redelijk standpunt, want makers en enthousiastelingen maken niet altijd hun eigen printplaten.

Maar in dit artikel wil ik duidelijk maken dat JIJ nog steeds veel kunt doen met een Raspberry Pi computermodule 4.

Toegegeven, voordat we beginnen, moet ik zeggen dat Compute Module 4 projecten meestal niet erg beginnersvriendelijk zijn. Maar als je de vastberadenheid hebt, zullen ze je absoluut goed van pas komen in veel projecten!

Geschiedenis

Eerst is het de moeite waard om een korte geschiedenis van de Compute Module aanbiedingen van Raspberry Pi door te nemen.

De eerste computermodule werd in 2014 onthuld door Raspberry Pi Ltd.

Zoals ik hierboven al zei, was het idee achter de Compute Module om iets te maken dat iets meer aanpasbaar en iets veerkrachtiger was. Op die manier kunnen mensen en bedrijven de printplaten maken die ze willen en toch de rekenkracht van de Raspberry Pi krijgen.

Je kunt de hardware en software van de Raspberry Pi dus in je eigen systeem en vorm gebruiken.

Verder hebben Compute Modules extra input-output interfaces en kunnen ze worden geleverd met speciaal flashgeheugen.

Na de Compute Module 1 kwamen de Compute Module 3 en de Compute Module 3 Lite. Daarna volgden de Compute Module 3+ en Compute Module 3+ Lite.

De 3+ kwam overeen met de update van de Raspberry Pi 3 B naar de Raspberry Pi 3 B+. Deze update draaide voornamelijk om het verhogen van de CPU-klok van 1200 MHz naar 1400 MHz en het verbeteren van de netwerkmogelijkheden.

En de Lite-versies zijn modules zonder eMMC-flashgeheugen.

En toen, op 19 oktober 2020, werd de Raspberry Pi Compute Module 4 uitgebracht.

De CM4 specificaties

Net als de Raspberry Pi 4 is de Compute Module 4 super krachtig en overtreft de Compute Module 3+ op vrijwel elk gebied.

En net als de Raspberry Pi 4 maakt deze gebruik van de Broadcom BCM2711 chip, met quad-core ARM Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit System on a Chip (SoC) op 1,5 GHz.

Het deelt ook de variaties in LPDDR4-3200 SDRAM met ECC, wat betekent dat je er een kunt krijgen met 1GB, 2GB, 4GB of zelfs 8GB RAM.

De Compute Module 4 kan ook een Cypress CYW43455 dragen voor WiFi en Bluetooth. Dus als je geïnteresseerd bent in 2,4 GHz of 5,0 GHz WiFi en Bluetooth 5.0 of BLE, dan is dit de optie voor jou.

Hij neemt een enkele +5V voeding en kan vervolgens randapparatuur van 600mA voorzien op +3,3V en +1,8V.

Op de achterkant van de CM4 zie je twee 100 pins board-to-board connectors. Dit zijn de primaire aansluitingen om de CM4 aan te sluiten op de printplaat van je keuze.

Een laatste opmerking is dat de Compute Module 4 tot minstens januari 2031 geproduceerd zal worden. Aangezien de productie van de Raspberry Pi 4 slechts gegarandeerd is tot januari 2026, is het verschil in betrouwbaarheid bijzonder duidelijk.

Computermodule vs. Raspberry Pi

Wat is het verschil tussen een Raspberry Pi 4 en een Compute Module 4?

Is een Compute Module niet gewoon een Raspberry Pi zonder de poorten?

Nou, ja en nee. Er zijn drie belangrijke dingen die een CM4 je kan bieden:

• eMMC-flashgeheugen
• een PCIe-interface
• een externe antenneaansluiting

Het is de moeite waard om kort op alle drie in te gaan.

eMMC staat voor embedded MultiMediaCard. Het is een type niet-vluchtige flash-opslag dat vaak wordt gebruikt in kleine apparaten zoals smartphones, tablets en single-board computers zoals de Compute Module 4.

De CM4 heeft een ingebouwde eMMC-opslagchip die kan variëren in capaciteit. Zoals ik hierboven al zei, worden de Compute Module Lites niet geleverd met eMMC-opslag. Maar wat belangrijk is, is dat eMMC veel sneller en betrouwbaarder is dan de micro SD kaarten die je nodig hebt voor een typische Raspberry Pi.

PCIe staat voor Peripheral Component Interconnect Express. Het is een snelle interface om hardwarecomponenten in een computer met elkaar te verbinden. De Compute Module 4 ondersteunt PCIe via de GPIO-pinnen (General-Purpose Input/Output).

Dit betekent dat je externe PCIe apparaten kunt aansluiten op de CM4, zoals SSD's (Solid State Drives), grafische kaarten of andere uitbreidingskaarten. Je kunt echt ongelooflijk hoge gegevensoverdrachtsnelheden bereiken met PCIe.

Jeff Geerling's PCIe GitHub opslagplaats

Dan nu de externe antenne, die op de CM4 kan worden aangesloten om de draadloze communicatiemogelijkheden te verbeteren.

Natuurlijk hebben sommige varianten van de Compute Module 4 Wi-Fi en Bluetooth aan boord.

Om de draadloze verbinding en het bereik te verbeteren, kun je echter een externe antenne aansluiten op de antenne-aansluitingen van de CM4.

Naast deze drie grote verschillen zijn er ook twee opvallende kenmerken die de Compute Module onderscheiden van een standaard Raspberry Pi 4.

Hij is ook beter bestand tegen temperaturen. De bedrijfstemperatuur van de Raspberry Pi 4 ligt tussen 0°C en 50°C. De bedrijfstemperatuur van de Compute Module 4 ligt tussen -25°C en 80°C . Dat is duidelijk een enorm verschil.

Hoewel, als je de CM4 wilt testen op smelttemperaturen, dan zou je kunnen kijken naar de Waveshare CM4 koelprofiel.

Je hebt misschien ook gemerkt uit ons artikel "Alles wat je moet weten over de Raspberry Pi 4" dat de Raspberry Pi 4 op 9 november 2021 is geüpgraded van een standaard kloksnelheid van 1,5 GHz naar 1,8 GHz.

Die upgrade was echter niet van toepassing op de CM4. Zoals Eben verduidelijkt in de reacties op het bericht:

Ik moet één ding noemen dat de CM4 mist ten opzichte van de Raspberry Pi 4 en dat is USB 3.0. Hoewel de Raspberry Pi 4 twee USB 3.0 poorten heeft, krijg je die bij de CM4 niet. Hoewel de Raspberry Pi 4 twee USB 3.0 poorten heeft, krijg je die niet bij de CM4. Dat is dus zeker een nadeel.

CM4 Variaties

Wat opvalt aan de Compute Module 4 is dat je 32 verschillende varianten van het bord kunt krijgen.

Afhankelijk van je behoeften kun je beslissen of je WiFi wilt of niet, hoeveel RAM je wilt en hoeveel eMMC-opslag je wilt.

Wil je een draadloze verbinding? Ja of nee?

Hoeveel RAM wil je hebben? 1GB, 2GB, 4GB of 8GB?

Wil je eMMC? Zo ja, wil je 8GB, 16GB, 32GB?

Nogmaals, dat is wat zo geweldig is aan de CM4, je kunt hem echt helemaal aan je eigen wensen aanpassen.

Computermodule Lite

Op dit punt ben je misschien nieuwsgierig naar de Compute Module Lite. Als je geen Compute Module 4 met eMMC krijgt, wat gebruikt deze dan voor geheugen?

In het geval van de Compute Module 4 Lite zul je moeten vertrouwen op een micro SD-kaart. Daarom heeft het officiële I/O-board voor de Compute Module 4 een micro SD-kaartsleuf.

En als je de CM4 op een ander bord wilt aansluiten, moet je ervoor zorgen dat je daar ook een micro SD-kaart in kunt steken.

De CM4IO-kaart

Dus nu we dat hebben opgehelderd, laten we het hebben over het officiële I/O-bord -. de CM4IO-kaart.

Het CM4IO-bord is een open-source breakoutbord waarmee je kunt spelen met alle mogelijkheden en functies van de Compute Module.

Het idee hier is dus dat je je CM4 op het bord kunt bevestigen en dan alles kunt testen wat de Compute Module kan doen voordat je je eigen printplaat ontwerpt.

Ik zal de specificaties van het CM4IO-bord bespreken, want dat zijn er nogal wat.

Allereerst krijg je een externe voedingsaansluiting (+12V, +5V), samen met twee HDMI-poorten van volledig formaat, twee USB 2.0-poorten en Gigabit Ethernet RJ45 met ondersteuning voor Power over Ethernet (PoE).

Je krijgt ook een Micro USB-poort, een standaard ventilatoraansluiting, een Micro SD-kaartsleuf (voor het geval je voor de CM4 Lite ging) en een PCIe (Generatie 2) aansluiting.

Daarnaast heeft het CM4IO bord twee MIPI DSI beeldschermconnectoren en twee MIPI CSI camera connectoren. Het is ook perfect ingesteld voor de standaard Raspberry Pi HAT en heeft een Real-Time Clock met een batterijaansluiting.

Ik moet hier vermelden dat het een vrij groot bord is, 160mm x 90mm, maar dat is alleen omdat het alles heeft wat je je maar kunt wensen voor een input-output bord.

Raspberry Pi Ltd. is ook zo vriendelijk geweest om het bord open-source te maken, zoals ik hierboven al zei. Je kunt dus de bronbestanden downloaden en bewerk ze zodat ze voldoen aan de gewenste specificaties (en maak het bord mogelijk ook kleiner!)

Projecten

Dus nu komt de miljoen dollar vraag: Wat kan jij doen met de Compute Module 4?

Uiteraard, als je een project hebt dat kan profiteren van eMMC-opslag, een PCIe-interface of een WiFi-antenne, dan kan het zinvol zijn om een Compute Module 4 te gebruiken in plaats van bijvoorbeeld een Raspberry Pi 4.

Maar ik wil jullie negen echt fantastische projecten laten zien die anderen al specifiek met de Compute Module 4 hebben gedaan.

Sommige van deze projecten zijn open-source en sommige helaas niet.

Maar ze prikkelen allemaal gegarandeerd je nieuwsgierigheid en inspireren je om aan de slag te gaan!

Project #1: Een 3D-printer voor computermodules

Het eerste project is een 3D-printer die de Compute Module 4 gebruikt als centrale besturing. De CM4 is dus aangesloten op een printplaat die vervolgens alle functies van de printer aanstuurt.

Je kunt hier een voorbeeld van zien met Sigmoid S7P van Pascal Wistinghausen. Een soortgelijk project is beschikbaar op element14.

Een nadeel hiervan is dat ze geen van beide open-source zijn, dus dan zul je creatief moeten worden en je eigen printplaat moeten ontwerpen. Maar je kunt deze in ieder geval gebruiken om inspiratie op te doen!

Project #2: Computermodule NAS

Network Attached Storage, of NAS, is een veelgebruikte toepassing voor de CM4, voornamelijk vanwege de single-lane PCIe 2.0 waar ik het hierboven over had.

Nogmaals, PCIe maakt gegevensoverdracht supersnel en eenvoudig, zodat je van je Compute Module je eigen persoonlijke Cloud kunt maken.

In tegenstelling tot de 3D printer voorbeelden is dit project vrij beschikbaar in deze CM4 NAS repository op GitHub. En de opslagplaats bevat de printplaatbestanden. Je hoeft ze dus alleen maar te downloaden om die van een printplaatfabrikant te krijgen.

Project #3: Een computermodule TV Stick

Gebruik je je Raspberry Pi als mediacenter of om RetroPie-spellen te spelen?

Dan moet je van je Compute Module 4 een TV Stick maken. Je kunt dezelfde stroom krijgen als met je Raspberry Pi en deze rechtstreeks op je monitor of tv aansluiten.

Gooi die HDMI-kabel weg, want het bord sluit hem voor je aan. Je kunt een voorbeeld vinden hier.

Helaas is deze ook niet open-source. Maar dit project zal je zeker aan het denken zetten.

Project #4: Een stereoscopische camera voor computermodules

Maar als het gaat om open-source projecten, is dit echt een fantastische.

Met de Compute Module 4 kun je 3D-foto's maken, stereoscopische video's opnemen of zelfs robots maken met robotbesturingssystemen aan boord. Dit wordt allemaal gedaan door de StereoPi samen met het StereoPi v2 PoE Shield.

En de StereoPi is niet zo ver verwijderd van een andere open-source stereomicroscoop genaamd de Stereo Ninja. Dit is wat zo waardevol is aan MIPI CSI cameratoegang met de CM4.

Je kunt er echt gebruik van maken met stereoscopische camera's.

Project #5: een hardware-upgrade voor computermodules

Een van mijn favoriete bedrijven is MNT vanwege hun inzet voor open-source hardware. Ze maken bijvoorbeeld laptops die volledig open-source zijn en vrij beschikbaar om te moduleren en aan te passen.

Daarom delen ze voortdurend de manieren waarop mensen hun producten transformeren. En een van die manieren is de Compute Module 4. Wat de CM4 je kan bieden is een goedkope en gemakkelijke manier om je hardware upgraden.

En natuurlijk heb je geen MNT-apparaat nodig om de CM4 te gebruiken.

Maar gebruik dit als inspiratie voor het upgraden van de hardware van je apparaat!

Project #6: Een computermodule voor lokale IoT-server

Eén ding dat je kunt doen met een Compute Module 4 is het gebruiken in een domoticaserver. En hier is waarschijnlijk niets bekender dat Home Assistent Geel. Dit zeer coole project begon zijn leven als een door de menigte gefinancierde printplaat.

Ze bieden een open-source domoticaserver die draait op de CM4. Je kunt dat dus bekijken en als startpunt gebruiken.

Project #7: Een computermodule Cyberdeck

Als je een fervent lezer bent van deze blog, dan weet je dat wij bij pi3g een echte passie hebben voor cyberdecks. Daarom hebben we zoveel artikelen over geweldige cyberdecks geplaatst:

• Ham Radio Cyberdeck
• Mechanisch toetsenbord Cyberdeck
• Terminal Cyberdeck
• Cyber-Tape-Deck
• Mini Cyberdeck

Voor niet-ingewijden moet ik verduidelijken dat cyberdecks meestal draagbare computers zijn die zijn ontworpen om zowel nuttig als esthetisch mooi te zijn. Het zijn een soort cyberpunk-laptops.

En terwijl sommige mensen zich voor hun cyberdeck-projecten wenden tot standaard Raspberry Pis, hebben sommigen laten zien dat kun je een heel gaaf cyberdeck maken met een Compute Module 4.

Project #8: een computermodulecluster

Dit is eigenlijk een van de populairste toepassingen van Compute Modules.

Als je meerdere Raspberry Pis voor één doel tegelijk wilt gebruiken, dan kun je overwegen om een Compute Module Cluster te bouwen. Een cluster is een aantal Raspberry Pis die met elkaar verbonden zijn.

Clusters kunnen om verschillende redenen worden gebruikt - gedistribueerd computergebruik, webservers, een Docker Swarm, een gateway voor IoT, of je kunt een Compute Module cluster gebruiken als NAS-server. Je kunt het ook gebruiken voor machine learning of het testen van applicaties. Echt, de mogelijkheden zijn onbeperkt.

Het bekendste voorbeeld van een Compute Module cluster is ongetwijfeld de Turing Pidus dat kun je bekijken als je meer details wilt.

Project #9: Een modulaire computer met computermodule

Mijn favoriete project aller tijden met de Compute Module 4 is Pockit - een draagbare modulaire computer. Hij draait om een bord waaraan je magnetische modules kunt toevoegen.

Je kunt deze modules verplaatsen om bijvoorbeeld een draagbare spelconsole, een LED-board of zelfs een multi-SSD NAS te maken. Er wordt nog aan gewerkt, maar je kunt hier een demonstratievideo bekijken:

Dit zijn slechts negen van de vele tientallen projecten die je met de Raspberry Pi Compute Module 4 kunt maken. Dus nu je je geïnspireerd voelt, kun je aan de slag met je volgende CM4-project!

Waar kan ik er een krijgen?

Als je er nog geen hebt, kijk dan eens naar ons zusterbedrijf, buyzero.de.

Daar vind je Compute Modules en Raspberry Pis in alle soorten en maten op voorraad.

Bovendien zijn we een erkende wederverkoper van Raspberry Pis. Je krijgt dus een volledige garantie op hun echtheid en kwaliteit.

Conclusie

Het grote punt dat ik met dit artikel wilde maken is dat er dingen zijn die je met de Raspberry Pi Compute Module 4 kunt doen.

Het is niet alleen iets voor de industrie, maar ook iets waar makers en liefhebbers mee kunnen spelen.

Dit kleine bordje is super handig en super krachtig. Het heeft de kracht van een Raspberry Pi 4, maar is veel duurzamer en betrouwbaarder.

Uiteindelijk is de Compute Module 4 een geweldig apparaat voor je volgende project!