EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Edge компютър
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
История на ревизиите
01-05-2021 Създаден
|
Ревизия |
Дата |
Промени |
|
1.0 |
01-05-2021 |
Създаден |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
1. Въведение
EdgeBox-RPI4 е здрав Edge Computing контролер без перки с Raspberry Pi компютърен модул 4(CM4) за сурови индустриални среди. Може да се използва за свързване на полеви мрежи с облачни или IoT приложения. Той е проектиран от самото начало, за да отговори на предизвикателствата на здравите приложения на конкурентни цени, идеален за малък бизнес или малка поръчка с мащабни многостепенни изисквания.
1.1 функции
- Най-съвременно алуминиево шаси за сурови условия
- Интегриран пасивен радиатор
- Вграден mini PCIe гнездо за RF модул, като 4G, WI-FI, Lora или Zigbee
- SMA дупки за антена x2
- Вграден UPS със суперкапачка за безопасно изключване
- Криптиращ чип ATECC608A
- Hardware Watchdog
- RTC със супер кондензатор
- Изолиран DI&DO терминал
- 35 mm опора за DIN шина
- Широко захранване от 9 до 36V DC
Тези функции правят EdgeBox-RPI4 проектиран за лесна настройка и бързо разгръщане за типични промишлени приложения, като мониторинг на състоянието, управление на съоръжения, цифрово обозначение и дистанционно управление на обществени услуги. Освен това, това е удобно за потребителя решение за шлюз с 4 ядра ARM Cortex A72 и повечето индустриални протоколи могат да спестят общите разходи за внедряване, включително разходите за електрическо захранване, и да помогнат за намаляване на времето за внедряване на продукта. Неговият ултралек и компактен дизайн е отговорът за приложения в среда с ограничено пространство и гарантира, че може да работи надеждно в различни екстремни среди, включително приложения в превозни средства.
1.2 Интерфейси
|
Забележка |
Име на функцията |
ПИН № |
ПИН № |
Име на функцията |
Забележка |
|
|
МОЩНОСТ |
1 |
2 |
GND |
|
|
|
RS485_A |
3 |
4 |
RS232_RX |
|
|
|
RS485_B |
5 |
6 |
RS232_TX |
|
|
|
RS485_GND |
7 |
8 |
RS232_GND |
|
|
|
DI0- |
9 |
10 |
DO0_0 |
|
|
|
DI0+ |
11 |
12 |
DO0_1 |
|
|
|
DI1- |
13 |
14 |
DO0_0 |
|
|
|
DI1+ |
15 |
16 |
DO0_1 |
|
ЗАБЕЛЕЖКА: Препоръчват се кабели от 24awg до 16awg
2 Ethernet конектора
3 USB 2.0 x 2
4 HDMI
5 LED2
6 LED1
7 SMA антена 1
8 Конзола (USB тип C)
9 слот за SIM карта
10 SMA антена 2
1.3 Блокова диаграма
Процесорното ядро на EdgeBox-RPI4 е платка Raspberry CM4. Специфична базова платка за OpenEmbed изпълнява специфичните функции. Вижте следващата фигура за блоковата диаграма.
2. Монтаж
2.1 Монтаж
EdgeBox-RPI4 е предназначен за два монтажа на стена, както и за един с 35 mm DIN-шина. Вижте следващата фигура за препоръчителната ориентация за монтаж.
www.OpenEmbed.com8
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
2.2 Конектори и интерфейси
2.2.1 Захранване
|
ПИН # |
Сигнал |
Описание |
|
1 |
POWER_IN |
DC 9-36V |
|
2 |
GND |
Земя (референтен потенциал) |
GND Земя (референтен потенциал)
The PE сигналът не е задължителен. Ако няма наличен EMI, PE връзката може да бъде оставена отворена.
2.2.2 Сериен порт (RS232 и RS485)
|
ПИН # |
Сигнал |
Описание |
|
4 |
RS232_RX |
RS232 линия за получаване |
|
6 |
RS232_TX |
RS232 предавателна линия |
|
8 |
GND |
Земя (референтен потенциал) |
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
Сигналът RS485_GND е изолиран със сигнал "GND". Ако се използва екраниран проводник с усукана двойка, RS485_GND е свързан към екрана.
ЗАБЕЛЕЖКА: Вътре е монтиран терминиращ резистор 120 Ohm за RS485.
|
ПИН # |
Сигнал |
Описание |
|
3 |
RS485_A |
RS485 разлика линия висока |
|
5 |
RS485_B |
RS485 разлика линия ниска |
|
7 |
RS485 _GND |
RS485 Земя (изолирана от GND) |
Сигналът RS485_GND е изолиран със сигнал "GND". Ако се използва екраниран проводник с усукана двойка, RS485_GND е свързан към екрана.
ЗАБЕЛЕЖКА: Вътре е монтиран терминиращ резистор 120 Ohm за RS485.
2.2.3 DI&DO
|
ПИН # |
сигнал на терминала |
активен |
BCM2711 |
ЗАБЕЛЕЖКА |
|
09 |
DI0- |
ВИСОКА |
GPIO17 |
|
|
11 |
DI0+ |
|||
|
13 |
DI1- |
ВИСОКА |
GPIO27 |
|
|
15 |
DI1+ |
|||
|
10 |
DO0_0 |
ВИСОКА |
GPIO23 |
|
|
12 |
DO0_1 |
|||
|
14 |
DO1_0 |
ВИСОКА |
GPIO24 |
|
|
16 |
DO1_1 |
ЗАБЕЛЕЖКА:
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
ЗАБЕЛЕЖКА:
1. DC voltage за вход е 24V (+- 10%).
2. DC voltage за изход трябва да бъде под 60V, текущият капацитет е 500ma.
3. Канал 0 и канал 1 на входа са изолирани един от друг
4. Канал 0 и канал 1 на изхода са изолирани един от друг
2.2.4 HDMI
Директно свързан към платката Raspberry PI CM4 с TVS масив.
2.2.5 Ethernet
Ethernet интерфейсът е същият като Raspberry PI CM4,10, поддържа се 100/1000/XNUMX-BaseT, достъпен чрез екраниран модулен жак. Кабел с усукана двойка или екраниран tкабелът wisted pair може да се използва за свързване към този порт.
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
2.2.6 USB ХОСТ
На конекторния панел има два USB интерфейса. Двата порта споделят един и същ електронен предпазител.
ЗАБЕЛЕЖКА: Максималният ток за двата порта е ограничен до 1000 ma.
2.2.7 Конзола (USB тип C)
Дизайнът на конзолата използва USB-UART конвертор, повечето операционни системи на компютъра имат драйвера, ако не, връзката по-долу може да е полезна: https://www.silabs.com/products/interface/usb-bridges/classic-usb-bridges/device.cp2104 Този порт се използва като конзола на Linux по подразбиране. Можете да влезете в операционната система, като използвате настройките на 115200,8n1(битове: 8,Паритет: Няма, стоп битове: 1, контрол на потока: няма). Необходима е и терминална програма като putty. Потребителското име по подразбиране е pi, а паролата е raspberry.
2.2.8 LED
EdgeBox-RPI4 използва два зелено/червени двуцветни светодиода като външни индикатори.
LED1: зелен като индикатор за захранване и червен като eMMC активен.
LED2: зелен като 4G индикатор и червено като програмируем от потребителя светодиод, свързан към GPIO21, нискоактивен, програмируем.
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
EdgeBox-RPI4 също използва два зелени цветни светодиода за отстраняване на грешки.
2.2.9 SMA конектор
Има два отвора за SMA конектор за антени. Типовете антени много зависят от модулите, монтирани в Mini-PCIe гнездото. ANT1 се използва по подразбиране за Mini-PCIe гнездо, а ANT2 е за Internal WI-FI сигнал от CM4 модул. 1. Функциите на антените не са фиксирани, може би са коригирани, за да покрият друга употреба.2.2.10 Слот за NANO SIM карта
SIM картата е необходима само в клетъчен режим (4G, LTE или други, базирани на клетъчна технология).
ЗАБЕЛЕЖКИ:
1. Функциите на антените не са фиксирани, може би са коригирани, за да покрият друга употреба.
2.2.10 Слот за NANO SIM карта
SIM картата е необходима само в клетъчен режим (4G, LTE или други, базирани на клетъчна технология).
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
ЗАБЕЛЕЖКИ:
- OПриема се само NANO SIM карта, обърнете внимание на размера на картата.
- NANO sim картата се поставя от страната на чипа отгоре.
2.2.11 Mini-PCIe ![]()
Оранжевата зона е грубата позиция на допълнителната Mini-PCIe карта, само една Необходим е винт m2x5.
Таблицата по-долу показва всички сигнали. Поддържат се пълноразмерни Mini-PCIe карти.
|
Сигнал |
ПИН № |
ПИН № |
PIN# Сигнал |
|
|
1 |
5 |
4G_PWR |
|
|
3 |
4 |
GND |
|
|
5 |
6 |
USIM_PWR |
|
|
7 |
8 |
USIM_PWR |
|
GND |
9 |
10 |
USIM_DATA |
|
|
11 |
12 |
USIM_CLK |
|
|
13 |
14 |
USIM_RESET# |
|
GND |
15 |
16 |
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
18 БНД 20 21 22 PREST# 24 4G_PWR 26 GND 27 28 29 30 UART_PCIE_TX 32 UART_PCIE_RX 34 GND 35 36 USB_DM
|
17 |
18 |
GND |
|
|
|
19 |
20 |
|
|
GND |
21 |
22 |
PREST# |
|
|
23 |
24 |
4G_PWR |
|
|
25 |
26 |
GND |
|
GND |
27 |
28 |
|
|
GND |
29 |
30 |
UART_PCIE_TX |
|
|
31 |
32 |
UART_PCIE_RX |
|
|
33 |
34 |
GND |
|
GND |
35 |
36 |
USB_DM |
|
GND |
37 |
38 |
USB_DP |
|
4G_PWR |
39 |
40 |
GND |
|
4G_PWR |
41 |
42 |
4G_LED |
|
GND |
43 |
44 |
USIM_DET |
|
SPI1_SCK |
45 |
46 |
|
|
SPI1_MISO |
47 |
48 |
|
|
SPI1_MOSI |
49 |
50 |
GND |
|
SPI1_SS |
51 |
52 |
4G_PWR |
NБележка 3: 4G_LED сигналът е свързан към LED2 inteРНКlly, вижте раздел of 2.2.8.
NБележка 4: SPI1 сигналите се използват само за Lora WAN автомобилd, като SX1301,SX1302 оттамmtтой тhird компаню.
2.2.12 М.2
EdgeBox-RPI4 е оборудван с M.2 гнездо от тип M KEY. САМО NVME SSD карта с размер 2242 е поддръжка, НЕ msata.
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
3. Драйвери и програмни интерфейси
3.1 LED ![]()
Това е светодиод, използван като потребителски индикатор, вижте 2.2.8.
Използвайте LED2 като примерample за тестване на функцията.
$ sudo -i #разрешаване на привилегии на root акаунт
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 21 > експорт #GPIO21, който е потребителски светодиод на LED2 $ cd gpio21
$ echo out > посока
$ ехо 0 > стойност # включване на потребителския светодиод, LOW активен $ ехо 1 > стойност # изключване на потребителския светодиод
3.2 Сериен порт (RS232 и RS485)
В системата има два отделни серийни порта. /dev/ttyUSB1 като RS232 порт и/dev/ttyUSB0 като RS485 порт. Използвайте RS232 като примерampле. $ питон
>>> импортиране на сериен номер
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyUSB1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')
3.3 Клетъчна връзка през Mini-PCIe
Използвайте Quectel EC20 като примерample и следвайте стъпките:
1. Поставете EC20 в Mini-PCIe гнездото и micro sim картата в съответния слот, свържете антената.
2. Влезте в системата чрез конзолата, използвайте pi/raspberry.
3. Включете захранването на Mini-PCIe гнездото и освободете сигнала за нулиране. $ sudo -i #разрешаване на привилегии на root акаунт
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 6 > експорт #GPIO6, което е POW_ON сигнал
$ echo 5 > експорт #GPIO5, който е сигнал за нулиране
$ cd gpio6
$ echo out > посока
$ echo 1 > стойност # включете захранването на Mini PCIe вярно
$ cd gpio5
$ echo out > посока
$ ехо 1 > стойност # освобождаване на сигнала за нулиране на Mini PCIe
ЗАБЕЛЕЖКА: След това светодиодът на 4G започва да мига.
4. Проверете устройството:
$ lsusb
$ Bus 001 Устройство 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE модем
…… $ dmesg
И
$
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
[ 185.421911] usb 1-1.3: ново високоскоростно USB устройство номер 5, използващо dwco tg
[ 185.561937] usb 1-1.3: Намерено е ново USB устройство, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18[ 185.561953] usb 1-1.3: Нови низове на USB устройство: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0[ 185.561963] usb 1-1.3: Продукт: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Производител: Android
[ 185.651402] usbcore: регистриран нов драйвер за интерфейс cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: регистрирана опция за драйвер за нов интерфейс [ 185.665593] usbserial: USB Serial поддръжка, регистрирана за GSM модем (1 порт) [ 185.665973] опция 1-1.3:1.0: открит конвертор на GSM модем (1 порт) [ 185.666283] usb 1-1.3: GSM модем (1-портов) конвертор вече е свързан към ttyUSB2
[ 185.666499] опция 1-1.3:1.1: открит конвертор на GSM модем (1 порт) [ 185.666701] usb 1-1.3: GSM модем (1-портов) конвертор вече е свързан към ttyUSB3
[ 185.666880] опция 1-1.3:1.2: открит конвертор на GSM модем (1 порт) [ 185.667048] usb 1-1.3: GSM модем (1-портов) конвертор вече е свързан към ttyUSB4
[ 185.667220] опция 1-1.3:1.3: Открит конвертор на GSM модем (1-порт) [185.667384] usb 1-1.3: Конвертор на GSM модем (1-порт) вече е свързан към ttyUSB5
[ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: USB WDM устройство [ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: регистрирайте 'qmi_wwan' в usb-3f980000.usb-1.3, WWAN/QMI
……
xx:xx:xx:xx:xx:xx е MAC адресът.
$ ifconfig -a
……wwan0: флагове=4163 mtu 1500 inet 169.254.69.13 мрежова маска 255.255.0.0 излъчване 169.254.255.255inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20ether 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX пакети 0 байта 0 (0.0 B)
RX грешки 0 отпаднали 0 превишавания 0 кадър 0
TX пакети 165 байта 11660 (11.3 KiB)
TX грешки 0 отпаднали 0 превишавания 0 превозвач 0 сблъсъци 0 5. Как да използвате AT команда
$ miniterm — Налични портове:
— 1: /dev/ttyAMA0 'ttyAMA0'
— 2: /dev/ttyUSB0 „CP2105 двоен USB към UART мостов контролер“ — 3: /dev/ttyUSB1 „CP2105 двоен USB към UART мостов контролер“ — 4: /dev/ttyUSB2 „Android“
— 5: /dev/ttyUSB3 „Android“
— 6: /dev/ttyUSB4 „Android“
устройство, xx: xx: xx: xx: xx: xx
— 7: /dev/ttyUSB5 „Android“
— Въведете индекс на порт или пълно име:
$ mini term /dev/ttyUSB5 115200
Някои полезни AT команди:
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
- AT //трябва да върне OK
- AT+QINISTAT //връща състоянието на инициализация на (U)SIM картата, отговорът трябва да бъде 7
- AT+QCCID //връща ICCID (идентификатор на карта с интегрална схема) номера на (U)SIM картата
6. Как се набира ![]()
$su корен
$ cd /usr/app/linux-ppp-скриптове
След това 4G светодиодът мига.
При успех, връщане по следния начин:
7. Добавете пътя на рутера
$ route add default gw 10.64.64.64 или вашия шлюз XX.XX.XX.XX След това направете тест
$ ping google.com
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
3.4 WDT
3.4.1 Блокова схема на WDT
Модулът WDT има три терминала, вput, изход и LED индикатор.
WDI (GPIO25) WDO(системен RST#)
Забележка: Светодиодът е по избор и не е налично по-раноr хардуерна версия.
3.4.2 Как работи
1. Систem ВКЛЮЧВАНЕ.
2. Делаy 200ms.
3. изпращам WDO отрицателноtимпулс с 200ms ниско ниво за нулиране на система.
4. Издърпайте нагоре WDO.
5. Делаy 120 секунди, докато индикаторът мигаhing (типично 1 Hz).
3 V 3
6. Завъртете извън индикатора.
7. Изчакайте за 8 импулса при WDI към активния WDT модул и светнете светодиода.
8. Влезте в WDT-FEED режим , поне една pulse трябва да се подава в WDI поне на всеки 2 секунди, ако не, WDT модулът трябва да изведе отрицателен импулс за нулиране на системата.
9. Отидете на 2.
LED ЗЕЛЕН WDT
3.5 RTC
Tтой чип на RTC е MCP79410 от микрочип. Монтира се на систебло I2C шина. R16 22R R0402
R17 22R R0402
3.5.1
GPIO2 GPIO3
I2C_SDA I2C_SCL
www.OpenEmbed.com21
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
Самата ОС има драйвера вътре, трябват ни само някои конфигурации. Отворете /etc/rc.local И добавете 2 реда:
echo “mcp7941x 0x6f” > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device hwclock -s
След това нулирайте системата и RTC работи.
1.уверете се, че точката на драйвера i2c-1 е отворена и точката е затворена по подразбиране. 2. очакваното време за архивиране на RTC е 15 дни.
3.10 UPS за безопасно изключване Схемата на UPS модула е посочена по-долу.
3.5.2
Забележка：
UPS модулът се вкарва между DC5V и CM4, GPIO се използва за алармиране на процесора, когато захранването от 5 V е изключено. Тогава процесорът трябва да направи нещо спешно в скрипта преди изчерпване на енергията супер кондензатор и изпълнете „$shutdown“ Друг начин за използване на тази функция е Иницииране на изключване при промяна на GPIO пин. Даденият GPIO щифт е конфигуриран като входен ключ, който генерира KEY_POWER събития. Това събитие се обработва от system login by иницииране на изключване. Версиите на System d, по-стари от 225, се нуждаят от правило udev, позволяващо слушане на входа
www.OpenEmbed.com22
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
Използвайте /boot/overlays/README като справка, след това променете /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-изключване, gpio_pin=GPIO22,active_low=1
ЗАБЕЛЕЖКА:Аларменият сигнал е активен НИСКО.
устройство:
EdgeBox-RPI4 Ръководство за потребителя
4. Електрически спецификации
4.1 Консумирана мощност
The консумацията на енергия на EdgeBox-RPI4 силно зависи от приложението, режима на работа и свързаните периферни устройства. Дадените стойности трябва да се разглеждат като приблизителни стойности. Следната таблица показва параметрите на консумация на енергия на EdgeBox-RPI4: Забележка: При условие на захранване 24V, без допълнителна карта в гнездата и без USB устройства. Режим на работа 81Стрес тест 172 стрес -c 4 -t 10m -v &
| Режим на работа | Текущи (ma) | Мощност | Забележка |
| празен ход | 81 | ||
| Стрес тест | 172 |
напрежение -c 4 -t 10m -v &
|
|
4.2 UPS
The времето за архивиране на UPS модула зависи до голяма степен от системното натоварване на системата. Изброени са някои типични условия по-долу. Тестовият модул на CM4 е 4GB LPDDR4,32GB eMMC с Wi-FI модул. Режим на работа 55 Пълно натоварване на процесора 18 стрес -c 4 -t 10m -v &5. Механични чертежи
| Режим на работа | Текущи (ma) | Мощност | Забележка |
| празен ход | 55 | ||
| Пълно натоварване на процесора | 18 |
напрежение -c 4 -t 10m -v &
|
|
5. Механични чертежи
TBD
Документи / Ресурси
 |
OpenEmbed EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Edge компютър [pdf] Ръководство за потребителя EdgeBox-RPI4, Edge компютър, базиран на Raspberry PI CM4, EdgeBox-RPI4 Edge компютър, базиран на Raspberry PI CM4, Edge компютър, базиран на CM4, Edge компютър, компютър |
