رایانه Seedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge

تاریخچه تجدید نظر 

تجدید نظر	تاریخ	تغییرات
1.0	17-08-2022	ایجاد شد
2.1	13-01-2022	اطلاعیه تغییر محصول

اطلاعیه تغییر محصول:

به عنوان بخشی از روند بهبود مستمر ما، تغییرات زیر را در نسخه سخت افزاری D انجام دادیم.
به دلیل این تغییر روی نرم افزار تأثیر می گذارد.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• توضیحات در لینوکس تغییر کرده است:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • آدرس RTC جدید 0x51 است.

مقدمه

EdgeBox-RPI-200 یک کنترلر محاسباتی لبه بدون فن قوی با ماژول رایانه Raspberry Pi 4 (CM4) برای محیط های سخت صنعت است. می توان از آن برای اتصال شبکه های میدانی با برنامه های ابری یا اینترنت اشیا استفاده کرد. این از ابتدا برای پاسخگویی به چالش های برنامه های کاربردی ناهموار با قیمت های رقابتی طراحی شده است، ایده آل برای مشاغل کوچک یا سفارشات کوچک با تقاضاهای چند سطحی مقیاس.

ویژگی ها

• شاسی آلومینیومی پیشرفته برای محیط های خشن
• سینک حرارتی غیرفعال یکپارچه
• سوکت mini PCIe داخلی برای ماژول RF، مانند 4G، WI-FI، Lora یا Zigbee
• سوراخ آنتن SMA x2
• تراشه رمزگذاری ATECC608A
• سخت افزار دیده بان
• RTC با سوپر خازن
• ترمینال ایزوله DI&DO
• پشتیبانی از ریل DIN 35 میلی متری
• منبع تغذیه گسترده از 9 تا 36 ولت DC
• اختیاری: یو پی اس با SuperCap برای خاموش شدن ایمن*
• Raspberry Pi CM4 وای فای داخلی 2.4 گیگاهرتز، 5.0 گیگاهرتز IEEE 802.11 b/g/n/ac مجهز **
• Raspberry Pi CM4 بلوتوث 5.0 داخلی، مجهز به BLE**

این ویژگی‌ها باعث می‌شود EdgeBox-RPI-200 برای راه‌اندازی آسان و استقرار سریع برای کاربردهای صنعتی معمولی، مانند نظارت بر وضعیت، مدیریت تسهیلات، علامت‌های دیجیتال و کنترل از راه دور خدمات عمومی طراحی شده باشد. علاوه بر این، این یک راه‌حل دروازه کاربر پسند با 4 هسته ARM Cortex A72 است و اکثر پروتکل‌های صنعتی می‌توانند در کل هزینه‌های استقرار از جمله هزینه کابل‌کشی برق صرفه‌جویی کنند و به کاهش زمان استقرار محصول کمک کنند. طراحی فوق‌العاده سبک و جمع‌وجور آن پاسخی برای کاربردها در محیط‌های محدودکننده فضا است و تضمین می‌کند که می‌تواند در انواع محیط‌های شدید از جمله برنامه‌های داخل خودرو به طور قابل اعتماد عمل کند.

توجه: برای عملکرد UPS لطفا برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید. ویژگی های WiFi و BLE را می توان در نسخه های 2 و 4 گیگابایتی یافت.

رابط ها

1. کانکتور فونیکس چند کاره
2. کانکتور اترنت
3. USB 2.0 x 2
4. HDMI
5. LED2
6. LED1
7. آنتن SMA 1
8. کنسول (USB نوع C)
9. اسلات سیم کارت
10. آنتن SMA 2

کانکتور فونیکس چند کاره

توجه داشته باشید	نام فانک	پین #	پین#	نام فانک	توجه داشته باشید
	قدرت	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

توجه: کابل 24awg تا 16awg پیشنهاد می شود

نمودار بلوکی

هسته پردازشی EdgeBox-RPI-200 یک برد Raspberry CM4 است. یک تخته پایه خاص ویژگی های خاص را پیاده سازی می کند. برای بلوک دیاگرام به شکل بعدی مراجعه کنید.

نصب و راه اندازی

نصب

EdgeBox-RPI-200 برای دو پایه دیواری و همچنین یکی با ریل DIN 35 میلی متری در نظر گرفته شده است. برای جهت نصب توصیه شده به شکل بعدی مراجعه کنید.

رابط ها و رابط ها

منبع تغذیه

پین #	سیگنال	توضیحات
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	زمین (پتانسیل مرجع)

سیگنال PE اختیاری است. اگر EMI وجود نداشته باشد، اتصال PE می تواند باز بماند.

پورت سریال (RS232 و RS485)

پین #	سیگنال	توضیحات
4	RS232_RX	خط دریافت RS232
6	RS232_TX	خط انتقال RS232
8	GND	زمین (پتانسیل مرجع)

پین #	سیگنال	توضیحات
3	RS485_A	خط اختلاف RS485 بالاست
5	RS485_B	خط اختلاف RS485 کم است
7	RS485 _GND	زمین RS485 (ایزوله شده از GND)

پین #	سیگنال ترمینال	سطح پین فعال	پین GPIO از BCM2711	توجه
09	DI0-	بالا	GPIO17
11	DI0+
13	DI1-	بالا	GPIO27
15	DI1+
10	DO0_0	بالا	GPIO23
12	DO0_1
14	DO1_0	بالا	GPIO24
16	DO1_1

توجه:

توجه: 

1. DC جلدtage برای ورودی 24 ولت (+- 10%) است.
2. DC جلدtage برای خروجی باید زیر 60 ولت باشد، ظرفیت فعلی 500 میلی متر است.
3. کانال 0 و کانال 1 ورودی از یکدیگر جدا شده اند
4. کانال 0 و کانال 1 خروجی از یکدیگر جدا شده اند

HDMI

مستقیماً با آرایه TVS به برد Raspberry PI CM4 متصل می شود.

اترنت

رابط اترنت مانند Raspberry PI CM4,10،100/1000/XNUMX-BaseT پشتیبانی می‌شود و از طریق جک ماژولار محافظت‌شده در دسترس است. برای اتصال به این پورت می توان از کابل جفت تابیده یا کابل جفت تابیده شیلددار استفاده کرد.

هاست USB

دو رابط USB در پانل اتصال وجود دارد. دو پورت فیوز الکترونیکی یکسانی دارند.

توجه: حداکثر جریان برای هر دو پورت به 1000ma محدود شده است.

کنسول (USB نوع C)

در طراحی کنسول از مبدل USB-UART استفاده شده است، اکثر سیستم عامل های کامپیوتر دارای درایور هستند، اگر نه، لینک زیر ممکن است مفید باشد: این پورت به عنوان پیش فرض کنسول لینوکس استفاده می شود. می توانید با استفاده از تنظیمات 115200,8n1 وارد سیستم عامل شوید (بیت: 8، برابری: هیچ، بیت توقف: 1، کنترل جریان: هیچ). یک برنامه ترمینال مانند بتونه نیز مورد نیاز است. نام کاربری پیش فرض pi و رمز عبور raspberry است.

LED

EdgeBox-RPI-200 از دو LED دو رنگ سبز/قرمز به عنوان نشانگر بیرونی استفاده می کند.

LED1: سبز به عنوان نشانگر برق و قرمز به عنوان eMMC فعال است.

LED2: سبز به عنوان نشانگر 4G و قرمز به عنوان LED قابل برنامه ریزی کاربر متصل به GPIO21، کم فعال، قابل برنامه ریزی.

EdgeBox-RPI-200 همچنین از دو LED رنگ سبز برای اشکال زدایی استفاده می کند.

اتصال SMA

دو سوراخ SMA Connector برای آنتن ها وجود دارد. انواع آنتن ها به ماژول هایی که در سوکت Mini-PCIe تعبیه شده اند بسیار بستگی دارد. ANT1 به طور پیش فرض برای سوکت Mini-PCIe و ANT2 برای سیگنال WI-FI داخلی از ماژول CM4 استفاده می شود.

توجه: عملکرد آنتن ها ثابت نیستند، شاید برای پوشش سایر کاربردها تنظیم شوند.

اسلات سیم کارت نانو (اختیاری)

سیم کارت فقط در حالت تلفن همراه (4G، LTE یا موارد دیگر بر اساس فناوری سلولی) مورد نیاز است.

توجه: 

1. فقط نانو سیم کارت پذیرفته می شود، به سایز کارت توجه کنید.
2. سیم کارت نانو با قسمت بالایی تراشه وارد شده است.

مینی PCIe

ناحیه نارنجی، موقعیت کارت افزودنی Mini-PCIe خشن است، فقط یک پیچ m2x5 مورد نیاز است.

جدول زیر تمام سیگنال ها را نشان می دهد. کارت Mini-PCIe اندازه کامل پشتیبانی می شود.

پینوت: 

سیگنال	پین#	پین#	سیگنال
	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	PERST#
	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

توجه: 

1. همه سیگنال های خالی NC هستند (وصل نمی شوند).
2. 4G_PWR منبع تغذیه جداگانه برای کارت Mini-PCIe است. با GPIO6 CM4 می توان آن را خاموش یا روشن کرد، سیگنال کنترل فعال است.
3. سیگنال 4G_LED به طور داخلی به LED2 متصل است، به بخش 2.2.8 مراجعه کنید.
4. سیگنال های SPI1 فقط برای کارت LoraWAN مانند WM1302 استفاده می شود.

M.2

EdgeBox-RPI-200 مجهز به سوکت M.2 از نوع M KEY است. فقط کارت NVME SSD با اندازه 2242 پشتیبانی می شود، نه mSATA.

درایورها و رابط های برنامه نویسی

LED

یک LED است که به عنوان نشانگر کاربر استفاده می شود، به 2.2.8 مراجعه کنید. از LED2 به عنوان نمونه استفاده کنیدample برای تست عملکرد.

• $ sudo -i #فعال کردن امتیازات حساب ریشه
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 21 > #GPIO21 را صادر کنید که LED کاربر LED2 است
• سی دی gpio21 دلار
• $ echo out > جهت
• $ echo 0 > مقدار # LED کاربر را روشن کنید، LOW فعال است
  OR
• $ echo 1 > مقدار # LED کاربر را خاموش کنید

پورت سریال (RS232 و RS485)

دو پورت سریال مجزا در سیستم وجود دارد. /dev/ ttyACM1 به عنوان درگاه RS232 و /dev/ ttyACM0 به عنوان درگاه RS485. از RS232 به عنوان نمونه استفاده کنیدampله

پایتون دلار
>>> واردات سریال
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyACM1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
درست است
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')

10

تلفن همراه روی Mini-PCIe (اختیاری)

از Quectel EC20 به عنوان نمونه استفاده کنیدampو مراحل زیر را دنبال کنید:

1. EC20 را در سوکت Mini-PCIe و میکرو سیم کارت در شیار مربوطه قرار دهید، آنتن را وصل کنید.
2. از طریق کنسول با استفاده از pi/raspberry وارد سیستم شوید.
3. سوکت Mini-PCIe را روشن کنید و سیگنال ریست را رها کنید.

 

• $ sudo -i #فعال کردن امتیازات حساب ریشه
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 6 > #GPIO6 را صادر کنید که سیگنال POW_ON است
• $ echo 5 > #GPIO5 را صادر کنید که سیگنال بازنشانی است
• سی دی gpio6 دلار
• $ echo out > جهت
• $ echo 1 > value # قدرت Mini PCIe را روشن کنید
  و
• سی دی gpio5 دلار
• $ echo out > جهت
• $ echo 1 > مقدار # سیگنال ریست Mini PCIe را آزاد کنید

توجه: سپس LED 4G شروع به چشمک زدن می کند.

دستگاه را بررسی کنید:

$ lsusb

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

$ dmesg

[ 185.421911] usb 1-1.3: دستگاه USB پرسرعت جدید شماره 5 با استفاده از dwc_otg
[ 185.561937] usb 1-1.3: دستگاه USB جدید پیدا شد، idVendor=2c7c، idProduct=0125، bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: رشته های USB جدید: Mfr = 1، Product = 2، SerialNumber = 0
[ 185.561963] usb 1-1.3: محصول: اندروید
[ 185.561972] usb 1-1.3: سازنده: Android
[ 185.651402] usbcore: درایور رابط جدید ثبت شده cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: گزینه درایور رابط جدید ثبت شده
[ 185.665593] usbserial: پشتیبانی سریال USB برای مودم GSM (1 پورت) ثبت شده است.
[ 185.665973] گزینه 1-1.3:1.0: مبدل مودم GSM (1 پورت) شناسایی شد
[ 185.666283] usb 1-1.3: مبدل مودم GSM (1 پورت) اکنون به ttyUSB2 [ 185.666499] گزینه 1-1.3:1.1 متصل شده است: مبدل مودم GSM (1 پورت) شناسایی شد
[ 185.666701] usb 1-1.3: مبدل مودم GSM (1 پورت) اکنون به ttyUSB3 [ 185.666880] گزینه 1-1.3:1.2 متصل شده است: مبدل مودم GSM (1 پورت) شناسایی شد
[ 185.667048] usb 1-1.3: مبدل مودم GSM (1 پورت) اکنون به ttyUSB4 [ 185.667220] گزینه 1-1.3:1.3 متصل شده است: مبدل مودم GSM (1 پورت) شناسایی شد
[ 185.667384] usb 1-1.3: مبدل مودم GSM (1 پورت) اکنون به ttyUSB5 متصل شده است [ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: دستگاه USB WDM
[ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: «qmi_wwan» را در usb-3f980000.usb-1.3، دستگاه WWAN/QMI، xx:xx:xx:xx:xx:xx ثبت کنید
توجه: xx:xx:xx:xx:xx: xx آدرس MAC است

$ ifconfig -a
…… wwan0: flags=4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 netmask 255.255.0.0 پخش 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20 ether 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (اترنت)
بسته های RX 0 بایت 0 (0.0 B)
خطاهای RX 0 ریزش 0 بیش از حد 0 فریم 0
بسته های TX 165 بایت 11660 (11.3 کیلوبایت)
خطاهای TX 0 ریزش 0 غلبه بر 0 حامل 0 برخورد 0

نحوه استفاده از دستور AT

$ miniterm - پورت های موجود:

• 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'

فهرست پورت یا نام کامل را وارد کنید:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

برخی از دستورات مفید AT:

• AT //باید OK برگردد
• AT+QINISTAT //بازگرداندن وضعیت اولیه سیم کارت (U)، پاسخ باید 7 باشد
• AT+QCCID //شماره ICCID (شناسه کارت مدار یکپارچه) سیم کارت (U) را برمی گرداند.

نحوه شماره گیری

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

سپس led 4G چشمک می زند. در صورت موفقیت، بازگشت مانند این است

مسیر روتر را اضافه کنید

• $ route اضافه کردن پیش فرض gw 10.64.64.64 یا دروازه XX.XX.XX.XX

سپس یک تست با پینگ داشته باشید:

• $ ping google.com

WDT
بلوک دیاگرام WDT

ماژول WDT دارای سه ترمینال ورودی، خروجی و نشانگر LED است.

توجه: LED اختیاری است و در نسخه سخت افزاری قبلی موجود نیست.

چگونه کار می کند

1. سیستم روشن است.
2. تاخیر 200 میلی ثانیه.
3. برای بازنشانی سیستم، یک پالس منفی با سطح پایین 200 میلی ثانیه به WDO ارسال کنید.
4. WDO را بالا بکشید.
5. در حالی که نشانگر چشمک می زند (معمولاً 120 هرتز) 1 ثانیه به تاخیر بیاندازید.
6. نشانگر را خاموش کنید.
7. منتظر 8 پالس در WDI تا ماژول WDT فعال باشید و LED را روشن کنید.
8. وارد حالت WDT-FEED شوید، حداقل باید هر 2 ثانیه یک پالس به WDI وارد شود، در غیر این صورت، ماژول WDT باید یک پالس منفی برای تنظیم مجدد سیستم تولید کند.
9. برو 2.

RTC

اطلاعات تراشه RTC

نسخه جدید: تراشه RTC PCF8563 از NXP است. روی گذرگاه I2C سیستم نصب شده است، آدرس i2c باید 0x51 باشد.

خود سیستم عامل درایور را در داخل دارد، فقط ما به برخی از تنظیمات نیاز داریم.

RTC را فعال کنید

• برای فعال کردن RTC باید:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• سپس خط زیر را در پایین /boot/config.txt اضافه کنید
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• سپس سیستم را ریستارت کنید
  • $sudo راه اندازی مجدد
• سپس از دستور زیر برای بررسی فعال بودن RTC استفاده کنید:
  • $sudo hwclock -rv
• خروجی باید:

توجه: 

1. مطمئن شوید که نقطه درایور i2c-1 باز است و نقطه به طور پیش فرض بسته است.
2. زمان تخمینی پشتیبان گیری RTC 15 روز است.

تغییر محصول توجه:

نسخه قدیمی: تراشه RTC MCP79410 از ریزتراشه است. روی گذرگاه سیستم I2C نصب شده است. آدرس i2c این تراشه باید 0x6f باشد. برای فعال کردن آن باید:

/etc/rc.local را باز کنید و 2 خط اضافه کنید:

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

سپس سیستم را ریست کنید و RTC کار می کند

UPS برای خاموش شدن ایمن (اختیاری)

نمودار ماژول UPS در زیر فهرست شده است.

ماژول UPS بین DC5V و CM4 قرار داده شده است، یک GPIO برای هشدار CPU در زمانی که منبع تغذیه 5 ولت قطع است استفاده می شود. سپس CPU باید قبل از اتمام انرژی ابر خازن، کاری فوری در یک اسکریپت انجام دهد و "$ shutdown" را اجرا کند. روش دیگر برای استفاده از این عملکرد، شروع خاموش شدن در هنگام تغییر پین GPIO است. پین GPIO داده شده به عنوان یک کلید ورودی که رویدادهای KEY_POWER را ایجاد می کند پیکربندی شده است. این رویداد توسط systemd-login با شروع خاموش کردن کنترل می شود. نسخه های سیستمی قدیمی تر از 225 به یک قانون udev نیاز دارند که گوش دادن به دستگاه ورودی را فعال کند: از /boot/overlays/README به عنوان مرجع استفاده کنید، سپس /boot/config.txt را تغییر دهید. dtoverlay=gpio-shutdown، gpio_pin=GPIO22،active_low=1

توجه: 

1. برای عملکرد UPS لطفا برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.
2. سیگنال هشدار LOW فعال است.

مشخصات برق

مصرف برق

مصرف برق EdgeBox-RPI-200 به شدت به کاربرد، نحوه عملکرد و دستگاه های جانبی متصل شده بستگی دارد. مقادیر داده شده باید به عنوان مقادیر تقریبی دیده شوند. جدول زیر پارامترهای مصرف انرژی EdgeBox-RPI-200 را نشان می دهد:

توجه: در شرایط منبع تغذیه 24 ولت، بدون کارت افزودنی در سوکت و بدون دستگاه USB.

حالت کار	فعلی	قدرت	تذکر دهید
بیکار	81
تست استرس	172		استرس -c 4 -t 10m -v &

یو پی اس (اختیاری)

زمان پشتیبان گیری ماژول UPS بسیار به بار سیستم بستگی دارد. برخی از شرایط معمولی در زیر ذکر شده است. ماژول تست CM4 4 گیگابایت LPDDR4,32، XNUMX گیگابایت eMMC با ماژول Wi-Fi است.

حالت کار	زمان (ثانیه)	تذکر دهید
بیکار	55
بار کامل CPU	18	استرس -c 4 -t 10m -v &

نقشه های مکانیکی

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

اسناد / منابع

رایانه Seedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge [pdf] دفترچه راهنمای کاربر رایانه EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge, Raspberry PI CM4 Based Edge, CM4 Based Edge, رایانه Based Edge

مراجع

• راهنمای کاربر