Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 oinarritutako Edge ordenagailua

Berrikuspen historia 

Berrikuspena	Data	Aldaketak
1.0	17-08-2022	Sortu
2.1	13-01-2022	Produktu aldaketaren oharra

Produktu aldaketaren oharra:

Gure etengabeko hobekuntza-prozesuaren zati gisa, beheko aldaketak egin ditugu D hardware bertsioan.
Aldaketa honen ondorioz softwarean eragina dago.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Linux-en deskribapena aldatu egin da:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • RTC berriaren helbidea 0x51 da.

Sarrera

EdgeBox-RPI-200 Edge Computing Controller malkartsu bat da Raspberry Pi Computer Module 4 (CM4) industria ingurune gogor baterako. Eremuko sareak hodeiko edo IoT aplikazioekin konektatzeko erabil daiteke. Hasieratik diseinatuta dago aplikazio malkartsuen erronkei aurre egiteko prezio lehiakorretan, aproposa enpresa txikietarako edo eskala txikietarako eskala anitzeko eskakizunekin.

Ezaugarriak

• Aluminiozko punta-puntako xasisa ingurune gogorrarentzat
• Bero-husketa pasibo integratua
• Mini PCIe entxufea RF modulurako, hala nola 4G, WI-FI, Lora edo Zigbee
• SMA antena zuloak x2
• Zifratze-txipa ATECC608A
• Hardware Watchdog
• Superkondentsadorearekin RTC
• DI&DO terminal isolatua
• 35 mm-ko DIN Rail euskarria
• 9tik 36V DC bitarteko elikadura-iturri zabala
• Aukerakoa: SuperCap duen UPS-a itzaltze segururako*
• Raspberry Pi CM4 barneko WiFi 2.4 GHz, 5.0 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac hornitua**
• Raspberry Pi CM4 Bluetooth 5.0, BLE hornitua**

Ezaugarri horiei esker, EdgeBox-RPI-200 aplikazio industrial tipikoetarako konfigurazio erraz eta azkar hedatzeko diseinatu da, hala nola egoera monitorizatzeko, instalazioen kudeaketa, seinaleztapen digitala eta zerbitzu publikoen urruneko kontrola. Gainera, 4 nukleoko ARM Cortex A72 dituen atebide-irtenbide erabilgarria da eta industriako protokolo gehienek inplementazio-kostu osoak aurreztu ditzakete energia elektrikoaren kablearen kostua barne, eta produktuaren hedapen-denbora murrizten lagun dezakete. Bere diseinu ultra-arina eta trinkoa espazioa mugatzen duten inguruneetako aplikazioetarako erantzuna da, muturreko hainbat ingurunetan fidagarritasunez funtziona dezakeela ziurtatzen du ibilgailuen barneko aplikazioetan barne.

OHARRA: UPS funtziorako, jar zaitez gurekin harremanetan informazio gehiago lortzeko. WiFi eta BLE funtzioak 2GB eta 4GB bertsioetan aurki daitezke.

Interfazeak

1. Funtzio anitzeko phoenix konektorea
2. Ethernet konektorea
3. USB 2.0 x 2
4. HDMI
5. LED2
6. LED1
7. SMA antena 1
8. Kontsola (USB C motakoa)
9. SIM txartelaren zirrikitua
10. SMA antena 2

Funtzio anitzeko phoenix konektorea

Oharra	Funtzioaren izena	PIN #	PIN#	Funtzioaren izena	Oharra
	BOTEREA	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	DO1_0
	DI1+	15	16	DO1_1

OHARRA: 24awg eta 16awg arteko kablea gomendatzen da

Blokearen diagrama

EdgeBox-RPI-200-ren prozesatzeko muina Raspberry CM4 plaka bat da. Oinarrizko plaka zehatz batek ezaugarri zehatzak ezartzen ditu. Ikus hurrengo irudira bloke-diagramarako.

Instalazioa

Muntaketa

EdgeBox-RPI-200 hormako bi muntatzeko diseinatuta dago, baita 35 mm-ko DIN errailarekin ere. Ikusi hurrengo irudira gomendatutako muntaketa-orientaziorako.

Konektoreak eta Interfazeak

Elikatze-hornidura

Ainguratu #	Seinalea	Deskribapena
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Lurra (erreferentzia potentziala)

PE seinalea aukerakoa da. EMIrik ez badago, PE konexioa irekita utz daiteke.

Serieko ataka (RS232 eta RS485)

Ainguratu #	Seinalea	Deskribapena
4	RS232_RX	RS232 jasotzeko linea
6	RS232_TX	RS232 transmisio linea
8	GND	Lurra (erreferentzia potentziala)

Ainguratu #	Seinalea	Deskribapena
3	RS485_A	RS485 diferentzia-lerro altua
5	RS485_B	RS485 diferentzia-lerro baxua
7	RS485 _GND	RS485 lurra (GNDtik isolatua)

Ainguratu #	Terminalaren seinalea	PIN aktibo maila	BCM2711-ren GPIOren PINa	OHARRA
09	DI0-	ALTU	GPIO17
11	DI0+
13	DI1-	ALTU	GPIO27
15	DI1+
10	DO0_0	ALTU	GPIO23
12	DO0_1
14	DO1_0	ALTU	GPIO24
16	DO1_1

OHARRA:

OHARRA: 

1. DC boltagSarrerako e 24V (+-% 10) da.
2. DC boltagIrteerako e 60V-tik beherakoa izan behar da, egungo ahalmena 500ma da.
3. Sarrerako 0 kanala eta 1 kanala elkarren artean isolatuta daude
4. Irteerako 0 kanala eta 1 kanala elkarren artean isolatuta daude

HDMI

Zuzenean konektatuta Raspberry PI CM4 plaka TVS array-rekin.

Ethernet

Ethernet interfazea Raspberry PI CM4,10, 100/1000/XNUMX-BaseT-ekin bateragarria da, jack modular blindatuaren bidez eskuragarri. Ataka horretara konektatzeko pare bihurritutako kablea edo pare bihurritutako kable blindatua erabil daiteke.

USB HOST

Konektore-panelean bi USB interfaze daude. Bi portuek fusible elektroniko bera partekatzen dute.

OHARRA: Bi portuetarako korronte maximoa 1000mara mugatzen da.

Kontsola (USB C motakoa)

Kontsolaren diseinuak USB-UART bihurgailu bat erabili zuen, ordenagailuko OS gehienek kontrolatzailea dute, ez bada, beheko esteka erabilgarria izan daiteke: Ataka hau Linux kontsola lehenetsi gisa erabiltzen da. Sistema eragilean saioa hasi dezakezu 115200,8n1-ren ezarpenak (Bits: 8, Parekidetasuna: Bat ere ez, Gelditzeko bitak: 1, Fluxu-kontrola: Bat ere ez). Putty bezalako terminal-programa bat ere behar da. Erabiltzaile-izena lehenetsia pi da eta pasahitza raspberry da.

LED

EdgeBox-RPI-200-k bi kolore berde/gorri biko LED erabiltzen ditu kanpoko adierazle gisa.

LED1: berdea potentzia adierazle gisa eta gorria eMMC aktibo gisa.

LED2: berdea 4G adierazle gisa eta gorria erabiltzailearen programagarri den led gisa GPIO21era konektatuta, gutxi aktiboa, programagarria.

EdgeBox-RPI-200-k bi kolore berdeko LED ere erabiltzen ditu arazketarako.

SMA konektorea

Bi SMA konektore zulo daude antenentzat. Antena motak Mini-PCIe entxufean sartzen diren moduluen araberakoak dira. ANT1 Mini-PCIe entxuferako erabiltzen da lehenetsia eta ANT2 CM4 moduluaren barneko WI-FI seinalerako.

OHARRA: Antenen funtzioak ez dira finkoak, beharbada egokituta beste erabilera batzuetarako.

NANO SIM txartelaren zirrikitua (aukerakoa)

SIM txartela telefono mugikorrean (4G, LTE edo teknologia zelularrean oinarritutako beste batzuk) soilik behar da.

OHARRA: 

1. NANO Sim txartela bakarrik onartzen da, kontutan izan txartelaren tamainari.
2. NANO sim txartela txiparen goiko aldean sartuta dago.

Mini-PCIe

Eremu laranja Mini-PCIe gehigarri txartelaren posizio zakarra da, m2x5 torloju bakarra behar da.

Beheko taulan seinale guztiak erakusten dira. Tamaina osoko Mini-PCIe txartela onartzen da.

Pinout: 

Seinalea	PIN#	PIN#	Seinalea
	1	2	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
	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

OHARRA: 

1. Seinale huts guztiak NC dira (ez konektatu).
2. 4G_PWR Mini-PCIe txartelaren elikadura indibiduala da. CM6-ko GPIO4-k itzali edo piztu dezake, kontrol-seinalea oso aktiboa da.
3. 4G_LED seinalea LED2ra konektatuta dago barnean, ikusi 2.2.8 atala.
4. SPI1 seinaleak LoraWAN txartelarentzat soilik erabiltzen dira, WM1302 adibidez.

M.2

EdgeBox-RPI-200-k M KEY motako M.2 entxufe bat hornitu zuen. 2242 tamainako NVME SSD txartela bakarrik onartzen da, EZ mSATA.

Kontrolatzaileak eta Programazio Interfazeak

LED

Erabiltzaileen adierazle gisa erabiltzen den LED bat da, ikusi 2.2.8. Erabili LED2 adibide gisaample funtzioa probatzeko.

• $ sudo -i #gaitu root kontuaren pribilegioak
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 21 > esportatu #GPIO21, hau da, LED2-ren erabiltzailearen LEDa
• $ cd gpio21
• $ oihartzuna atera > norabidea
• $ echo 0 > balioa # piztu erabiltzailearen LEDa, LOW aktibo
  OR
• $ echo 1 > balioa # itzali erabiltzailearen LEDa

Serieko ataka (RS232 eta RS485)

Sisteman bi serie-portu indibidual daude. /dev/ ttyACM1 RS232 ataka gisa eta /dev/ ttyACM0 RS485 ataka gisa. Erabili RS232 adibide gisaample.

$ python
>>> inportatu seriea
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyACM1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
egia
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')

10

Mini-PCIe-ren bidez mugikorra (aukerakoa)

Erabili Quectel EC20 adibide gisaample eta jarraitu urrats hauek:

1. Sartu EC20 Mini-PCIe entxufean eta mikro SIM txartela erlazionatutako zirrikituan, konektatu antena.
2. Hasi saioa sisteman kontsolaren bidez pi/mugurdi erabili.
3. Piztu Mini-PCIe entxufearen indarra eta askatu berrezartzeko seinalea.

 

• $ sudo -i #gaitu root kontuaren pribilegioak
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 6 > esportatu #GPIO6 hau da, POW_ON seinalea
• $ echo 5 > berrezarri seinalea den #GPIO5 esportatu
• $ cd gpio6
• $ oihartzuna atera > norabidea
• $ echo 1 > balioa # piztu Mini PCIe-ren boterea
  ETA
• $ cd gpio5
• $ oihartzuna atera > norabidea
• $ echo 1 > balioa # askatu Mini PCIe-ren berrezarri seinalea

OHARRA: Orduan 4G-ren LEDa keinuka hasten da.

Egiaztatu gailua:

$ lsusb

Bus 001 Gailua 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE modema

$ dmesg

[185.421911] usb 1-1.3: abiadura handiko USB gailu 5 zenbaki berria dwc_otg erabiliz
[ 185.561937] usb 1-1.3: USB gailu berria aurkitu da, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: USB gailuen kate berriak: Mfr = 1, Product = 2, SerialNumber = 0
[185.561963] usb 1-1.3: Produktua: Android
[185.561972] usb 1-1.3: Fabrikatzailea: Android
[185.651402] usbcore: cdc_wdm interfaze-kontrolatzaile berria erregistratuta
[185.665545] usbcore: erregistratutako interfazearen kontrolatzaile aukera berria
[ 185.665593] usbserial: USB serie euskarria GSM modemerako erregistratuta (portu bakarra)
[185.665973] aukera 1-1.3:1.0: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua detektatu da
[ 185.666283] usb 1-1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua orain ttyUSB1-ri lotuta dago [ 2] aukera 185.666499-1: 1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua detektatu da
[ 185.666701] usb 1-1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua orain ttyUSB1-ri lotuta dago [ 3] aukera 185.666880-1: 1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua detektatu da
[ 185.667048] usb 1-1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua orain ttyUSB1-ri lotuta dago [ 4] aukera 185.667220-1: 1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua detektatu da
[ 185.667384] usb 1-1.3: GSM modem (portu bakarreko) bihurgailua orain ttyUSB1-ri lotuta dago [ 5] qmi_wwan 185.667810-1:1.3: cdc-wdm1.4: USB WDM gailua
[ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: erregistratu 'qmi_wwan' usb-3f980000.usb-1.3 helbidean, WWAN/QMI gailua, xx:xx:xx:xx:xx:xx
OHARRA: xx:xx:xx:xx:xx: xx MAC helbidea da

$ ifconfig -a
…… wwan0: banderak=4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 netmask 255.255.0.0 igorpena 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b aurrizkia 64 scopeid 0x20 ether:0x6 ether:41x60:42x1000:XNUMXxXNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMXxXNUMX thernet)
RX paketeak 0 byte 0 (0.0 B)
RX erroreak 0 erorita 0 gainditze 0 fotograma 0
TX paketeak 165 byte 11660 (11.3 KiB)
TX erroreak 0 jaitsi 0 gainditze 0 garraiolari 0 talka 0

Nola erabili AT komandoa

$ miniterm — Portuak erabilgarri:

• 1: /dev/ttyACM0 'USB Dual_Serial'
• 2: /dev/ttyACM1 'USB Dual_Serial'
• 3: /dev/ttyAMA0 'ttyAMA0'
• 4: /dev/ttyUSB0 'Android'
• 5: /dev/ttyUSB1 'Android'
• 6: /dev/ttyUSB2 'Android'
• 7: /dev/ttyUSB3 'Android'

Sartu portuaren indizea edo izen osoa:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

AT komando erabilgarriak:

• AT //Ondo itzuli beharko luke
• AT+QINISTAT //(U)SIM txartelaren hasierako egoera itzultzen du, erantzunak 7 izan behar du
• AT+QCCID //(U)SIM txartelaren ICCID (Zirkuitu Integratuko Txartelaren Identifikatzailea) zenbakia itzultzen du

Nola markatu

• $su root
• $ cd /usr/app/linux-ppp-scripts
• $./quectel-pppd.sh

Orduan 4G led-a keinuka ari da. Arrakasta bada, itzulera honela

Gehitu bideratzailearen bidea

• $ ibilbidea gehitu lehenetsi gw 10.64.64.64 edo zure atebide XX.XX.XX.XX

Ondoren, egin proba bat ping-arekin:

• $ ping google.com

WDT
WDT-ren bloke-diagrama

WDT moduluak hiru terminal ditu, sarrera, irteera eta LED adierazlea.

OHARRA: LEDa aukerakoa da eta ez dago eskuragarri aurreko hardware bertsioan.

Nola funtzionatzen duen

1. Sistema PIZTU.
2. 200 ms atzerapena.
3. Bidali WDO-ri pultsu negatibo bat 200 ms-ko maila baxuarekin sistema berrezartzeko.
4. Tira WDO.
5. Atzeratu 120 segundo adierazlea keinu egiten duen bitartean (ohikoa 1 hz).
6. Itzali adierazlea.
7. Itxaron 8 pultsu WDIn WDT modulu aktiborako eta piztu LEDa.
8. Sartu WDT-FEED moduan, gutxienez pultsu bat WDIra bidali behar da gutxienez 2 segundotan; hala ez bada, WDT moduluak pultsu negatiboa atera beharko luke sistema berrezartzeko.
9. Joan 2ra.

RTC

RTC txiparen informazioa

Berrikuspen berria: RTC-ren txipa NXP-ren PCF8563 da. Sistema I2C busean muntatuta dago, i2c helbideak 0x51 izan behar du.

OS berak barruan dauka kontrolatzailea, guk bakarrik behar ditugu konfigurazio batzuk.

Gaitu RTC

• RTC gaitzeko:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Ondoren, gehitu hurrengo lerroa /boot/config.txt-en behealdean
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Ondoren, berrabiarazi sistema
  • $sudo berrabiarazi
• Ondoren, erabili komando hau RTC gaituta dagoen egiaztatzeko:
  • $sudo hwclock -rv
• Irteerak honakoa izan behar du:

OHARRA: 

1. ziurtatu i2c-1 kontrolatzailearen puntua irekita dagoela eta puntua lehenetsita itxita dagoela.
2. RTCren babeskopia-denbora 15 egunekoa da.

Produktu aldaketa OHARRA:

Berrikuspen ZAHARRA: RTC-ren txipa mikrotxiparen MCP79410 da. Sistema I2C busean muntatuta dago. Txip honen i2c helbideak 0x6f izan behar du. Gaitzeko:

Ireki /etc/rc.local ETA gehitu 2 lerro:

echo "mcp7941x 0x6f" > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device hwclock -s

Ondoren, berrezarri sistema eta RTC funtzionatzen ari da

UPS segurtasunez itzaltzeko (aukerakoa)

UPS moduluaren diagrama behean ageri da.

UPS modulua DC5V eta CM4-ren artean sartzen da, GPIO bat CPU-a alarmatzeko erabiltzen da 5V-ko elikadura jaisten denean. Orduan, CPUak premiazko zerbait egin beharko luke script batean super kondentsadorearen energia agortu aurretik eta "$ itzali" bat exekutatu. Funtzio hau erabiltzeko beste modu bat GPIO pina aldatzen denean itzaltzea da. Emandako GPIO pina KEY_POWER gertaerak sortzen dituen sarrera-gako gisa konfiguratuta dago. Gertaera hau systemd-logind-ek kudeatzen du itzali bat hasiz. 225 baino zaharragoak diren Systemd bertsioek sarrerako gailua entzutea gaitzeko udev arau bat behar dute: Erabili /boot/overlays/README erreferentzia gisa, eta aldatu /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-itxi, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

OHARRA: 

1. UPS funtziorako, jar zaitez gurekin harremanetan informazio gehiago lortzeko.
2. Alarma-seinalea LOW aktibo dago.

Zehaztapen elektrikoak

Energia-kontsumoa

EdgeBox-RPI-200-ren energia-kontsumoa aplikazioaren, funtzionamendu moduaren eta konektatutako gailu periferikoen araberakoa da oso. Emandako balioak gutxi gorabeherako balio gisa ikusi behar dira. Hurrengo taulak EdgeBox-RPI-200-ren energia-kontsumoaren parametroak erakusten ditu:

Oharra: 24V-ko elikadura-iturriarekin, ez dago txartelik gehigarririk entxufeetan eta ez dago USB gailurik.

Funtzionatzeko modua	Unekoa (ma)	Boterea	Oharra
Geldirik	81
Estres proba	172		tentsioa -c 4 -t 10m -v &

UPS (aukerakoa)

UPS moduluaren babeskopia denbora sistemaren sistemaren kargaren araberakoa da. Behean baldintza tipiko batzuk zerrendatzen dira. CM4-ren proba-modulua 4GB LPDDR4,32GB eMMC da, Wi-Fi moduluarekin.

Funtzionatzeko modua	Denbora (segundoa)	Oharra
Geldirik	55
CPU karga osoa	18	tentsioa -c 4 -t 10m -v &

Marrazki Mekanikoak

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Dokumentuak / Baliabideak

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 oinarritutako Edge ordenagailua [pdfErabiltzailearen eskuliburua EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge ordenagailua, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge ordenagailua, Raspberry PI CM4 Based Edge ordenagailua, CM4 Based Edge ordenagailua, Based Edge ordenagailua

Erreferentziak

• Erabiltzailearen eskuliburua