EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
Versiohistoria
01-05-2021 Luotu
|
Tarkistus |
Päivämäärä |
Muutokset |
|
1.0 |
01-05-2021 |
Luotu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
1. Johdanto
EdgeBox-RPI4 on kestävä, rivaton Edge Computing Controller Raspberry Pi -tietokonemoduulilla 4(CM4) vaativiin teollisuusympäristöihin. Sitä voidaan käyttää kenttäverkkojen yhdistämiseen pilvi- tai IoT-sovelluksiin. Se on suunniteltu alusta alkaen vastaamaan kestävien sovellusten haasteisiin kilpailukykyiseen hintaan, ja se on ihanteellinen pienille yrityksille tai pienille tilauksille, joilla on mittakaavassa monitasoisia vaatimuksia.
1.1 Ominaisuudet
- Huippuluokan alumiinirunko ankariin ympäristöihin
- Integroitu passiivinen jäähdytyselementti
- Sisäänrakennettu mini PCIe -liitäntä RF-moduulille, kuten 4G, WI-FI, Lora tai Zigbee
- SMA-antennin reiät x2
- Sisäänrakennettu UPS supercapilla turvalliseen sammutukseen
- Salaussiru ATECC608A
- Laitteiston vahtikoira
- RTC superkondensaattorilla
- Eristetty DI&DO-liitin
- 35 mm DIN-kiskon tuki
- Laaja virtalähde 9 - 36 V DC
Näiden ominaisuuksien ansiosta EdgeBox-RPI4 on suunniteltu helppoon asennukseen ja nopeaan käyttöönottoon tyypillisiin teollisuussovelluksiin, kuten tilan valvontaan, tilojen hallintaan, digitaalisiin opasteisiin ja yleishyödyllisten laitosten kauko-ohjaukseen. Lisäksi se on käyttäjäystävällinen yhdyskäytäväratkaisu, jossa on 4 ydintä ARM Cortex A72 ja useimmat teollisuuden protokollat voivat säästää kokonaiskäyttöönottokustannuksissa, mukaan lukien sähkökaapelointikustannukset, ja auttaa lyhentämään tuotteen käyttöönottoaikaa. Sen erittäin kevyt ja kompakti muotoilu on vastaus sovelluksiin tilaa ahtaissa ympäristöissä, mikä varmistaa, että se voi toimia luotettavasti useissa äärimmäisissä ympäristöissä, mukaan lukien ajoneuvosovelluksissa.
1.2 Liitännät
|
Huom |
Toimiva nimi |
PIN-koodi |
PIN-koodi |
Toimiva nimi |
Huom |
|
|
POWER |
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 |
|
HUOMAA: 24awg - 16awg kaapelia suositellaan
2 Ethernet-liitintä
3 USB 2.0 x 2
4 HDMI
5 LED2
6 LED1
7 SMA-antenni 1
8 Konsoli (USB-tyyppi C)
9 SIM-korttipaikka
10 SMA-antenni 2
1.3 lohkokaavio
EdgeBox-RPI4:n prosessointiydin on Raspberry CM4 -levy. OpenEmbed-kohtainen pohjalevy toteuttaa erityisominaisuudet. Katso lohkokaavio seuraavasta kuvasta.
2. Asennus
2.1 Asennus
EdgeBox-RPI4 on tarkoitettu kahdelle seinäkiinnikkeelle sekä yhdelle 35 mm DIN-kiskolla. Katso seuraava kuva suositeltua asennussuuntaa varten.
www.OpenEmbed.com8
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
2.2 Liittimet ja liitännät
2.2.1 Virtalähde
|
Pin # |
Signaali |
Kuvaus |
|
1 |
POWER_IN |
DC 9-36V |
|
2 |
GND |
Maadoitus (viitepotentiaali) |
GND Ground (viitepotentiaali)
The PE-signaali on valinnainen. Jos EMI:tä ei ole, PE-yhteys voidaan jättää auki.
2.2.2 Sarjaportti (RS232 ja RS485)
|
Pin # |
Signaali |
Kuvaus |
|
4 |
RS232_RX |
RS232 vastaanottolinja |
|
6 |
RS232_TX |
RS232 lähetyslinja |
|
8 |
GND |
Maadoitus (viitepotentiaali) |
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
RS485_GND-signaali on eristetty "GND"-signaalilla. Jos käytetään suojattua kierrettyä parijohtoa, RS485_GND liitetään suojavaippaan.
HUOMAA: Sisään on asennettu 120 ohmin päätevastus RS485:lle.
|
Pin # |
Signaali |
Kuvaus |
|
3 |
RS485_A |
RS485 erolinja korkea |
|
5 |
RS485_B |
RS485-erolinja alhainen |
|
7 |
RS485 _GND |
RS485 maadoitus (eristetty GND:stä) |
RS485_GND-signaali on eristetty "GND"-signaalilla. Jos käytetään suojattua kierrettyä parijohtoa, RS485_GND liitetään suojavaippaan.
HUOMAA: Sisään on asennettu 120 ohmin päätevastus RS485:lle.
2.2.3 DI&DO
|
Pin # |
terminaalin signaali |
aktiivinen |
BCM2711 |
HUOM |
|
09 |
DI0- |
KORKEA |
GPIO17 |
|
|
11 |
DI0+ |
|||
|
13 |
DI1- |
KORKEA |
GPIO27 |
|
|
15 |
DI1+ |
|||
|
10 |
DO0_0 |
KORKEA |
GPIO23 |
|
|
12 |
DO0_1 |
|||
|
14 |
DO1_0 |
KORKEA |
GPIO24 |
|
|
16 |
DO1_1 |
HUOMAA:
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
HUOMAA:
1. DC voltage tulolle on 24 V (+- 10 %).
2. DC voltage lähdön tulee olla alle 60 V, virran kapasiteetti on 500 ma.
3. Tulon kanava 0 ja kanava 1 on eristetty toisistaan
4. Ulostulon kanava 0 ja kanava 1 on eristetty toisistaan
2.2.4 HDMI
Kytketty suoraan Raspberry PI CM4 -korttiin TVS-järjestelmällä.
2.2.5 Ethernet
Ethernet-liitäntä on sama kuin Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT tuettu, saatavilla suojatun kautta. modulaarinen liitin. Kierretty parikaapeli tai suojattu tkierrettyä parikaapelia voidaan käyttää liittämiseen tähän porttiin.
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
2.2.6 USB -HOST
Liitinpaneelissa on kaksi USB-liitäntää. Molemmissa porteissa on sama elektroninen sulake.
HUOMAA: Molempien porttien maksimivirta on rajoitettu 1000 ma:iin.
2.2.7 Konsoli (USB-tyyppi C)
Konsolin suunnittelussa käytettiin USB-UART-muunninta, useimmissa tietokoneen käyttöjärjestelmissä on ajuri, jos ei, alla olevasta linkistä voi olla hyötyä: https://www.silabs.com/products/interface/usb-bridges/classic-usb-bridges/device.cp2104 Tätä porttia käytetään Linux-konsolin oletuksena. Voit kirjautua sisään käyttöjärjestelmään asetuksilla 115200,8n1(Bits: 8,Pariteetti: Ei mitään, Stop-bitit: 1, Flow Control: Ei. Tarvitaan myös pääteohjelma, kuten kitti. Oletuskäyttäjänimi on pi ja salasana on vadelma.
2.2.8 LED
EdgeBox-RPI4 käyttää kahta vihreää/punaista kaksiväristä LEDiä ulkoilmaisina.
LED1: vihreä virran merkkivalo ja punainen eMMC aktiivinen.
LED2: vihreä kuin 4G merkkivalo ja punainen käyttäjän ohjelmoitavana ledinä kytkettynä GPIO21:een, alhainen aktiivinen, ohjelmoitava.
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
EdgeBox-RPI4 käyttää myös kahta vihreää LED-valoa virheenkorjaukseen.
2.2.9 SMA-liitin
Antenneille on kaksi SMA-liittimen reikää. Antennityypit riippuvat suuresti siitä, mitä moduuleja Mini-PCIe-liitäntään on asennettu. ANT1 on oletuksena käytetty Mini-PCIe-liitännässä ja ANT2 on Internal WI-FI-signaali CM4-moduulista. 1. Antennien toiminnot eivät ole kiinteät, ne voidaan säätää kattamaan muun käytön.2.2.10 NANO SIM-korttipaikka
SIM-korttia tarvitaan vain matkapuhelintilassa (4G, LTE tai muussa matkapuhelintekniikkaan perustuvassa tilassa).
HUOM:
1. Antennien toiminnot eivät ole kiinteät, ne voidaan säätää kattamaan muun käytön.
2.2.10 NANO SIM-korttipaikka
SIM-korttia tarvitaan vain matkapuhelintilassa (4G, LTE tai muussa matkapuhelintekniikkaan perustuvassa tilassa).
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
HUOM:
- OVain NANO Sim -kortti hyväksytään, huomioi kortin koko.
- NANO-sim-kortti asetetaan sirupuolen yläosassa.
2.2.11 Mini-PCIe ![]()
Oranssi alue on karkea Mini-PCIe-lisäkorttipaikka, vain yksi m2x5 ruuvi tarvitaan.
Alla oleva taulukko näyttää kaikki signaalit. Täysikokoinen Mini-PCIe-kortti on tuettu.
|
Signaali |
PIN-koodi |
PIN-koodi |
PIN#-signaali |
|
|
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 käyttöopas
18 GND 20 21 22 PERST# 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 |
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 |
NOTE 3: 4G_LED-signaali on kytketty LED2-liitäntäänrnally, katso kohta of 2.2.8.
NOTE 4: SPI1-signaaleja käytetään vain Lora WANissa autod, kuten SX1301, SX1302 edestakaisinvuorihän tvuokratad Company.
2.2.12M.2
EdgeBox-RPI4 on varustettu M.2-liittimellä M KEY tyyppisellä .ONLY 2242 koon NVME SSD-kortti on tuki, EI msata.
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
3. Ajurit ja ohjelmointirajapinnat
3.1 LED ![]()
Se on LED-valo, jota käytetään käyttäjän ilmaisimena, katso kohta 2.2.8 .
Käytä LED2:ta esimample testataksesi toimintoa.
$ sudo -i #ota pääkäyttäjän oikeudet käyttöön
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 21 > vie #GPIO21, joka on LED2 $ cd gpio21:n käyttäjän LED-valo
$ kaiku ulos > suunta
$ kaiku 0 > arvo # sytyttää käyttäjän LED, LOW aktiivinen $ kaiku 1 > arvo # sammuta käyttäjän LED
3.2 Sarjaportti (RS232 ja RS485)
Järjestelmässä on kaksi erillistä sarjaporttia. /dev/ttyUSB1 RS232-porttina ja/dev/ttyUSB0 RS485-porttina. Käytä RS232:ta esimample. $ python
>>> tuo sarja
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyUSB1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')
3.3 Matkapuhelinverkon kautta Mini-PCIe
Käytä Quectel EC20:tä entisenäample ja seuraa ohjeita:
1. Aseta EC20 Mini-PCIe-liitäntään ja mikro-sim-kortti vastaavaan paikkaan, kytke antenni.
2. Kirjaudu järjestelmään konsolin kautta käyttämällä pi/raspberryä.
3. Kytke virta Mini-PCIe-liittimeen ja vapauta nollaussignaali. $ sudo -i #enable root-tilin oikeudet
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 6 > vie #GPIO6, joka on POW_ON-signaali
$ echo 5 > vienti #GPIO5, joka on nollattu signaali
$ cd gpio6
$ kaiku ulos > suunta
$ echo 1 > arvo # kytke päälle Mini PCIe totta
$ cd gpio5
$ kaiku ulos > suunta
$ echo 1 > arvo # vapauttaa Mini PCIe:n nollaussignaali
HUOMAA: Sitten 4G:n LED alkaa vilkkua.
4. Tarkista laite:
$ lsusb
$ Bus 001 Device 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE-modeemi
…… $ dmesg
JA
$
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
[ 185.421911] usb 1-1.3: uusi nopea USB-laite numero 5 käyttäen dwco tg:tä
[ 185.561937] usb 1-1.3: Uusi USB-laite löydetty, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18[ 185.561953] usb 1-1.3: Uudet USB-laitteen merkkijonot: Mfr=1, tuote=2, sarjanumero=0[ 185.561963] usb 1-1.3: Tuote: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Valmistaja: Android
[ 185.651402] usbcore: rekisteröity uusi käyttöliittymäohjain cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: rekisteröity uusi käyttöliittymäohjainvaihtoehto [ 185.665593] usbserial: USB-sarjatuki rekisteröity GSM-modeemille (1-porttinen) [ 185.665973] vaihtoehto 1-1.3:1.0: GSM-modeemin (1-porttinen) muunnin havaittu [ 185.666283] usb 1-1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin nyt liitetty ttyUSB2:een
[ 185.666499] vaihtoehto 1-1.3:1.1: GSM-modeemin (1-porttinen) muunnin havaittu [ 185.666701] usb 1-1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin nyt liitetty ttyUSB3:een
[ 185.666880] vaihtoehto 1-1.3:1.2: GSM-modeemin (1-porttinen) muunnin havaittu [ 185.667048] usb 1-1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin nyt liitetty ttyUSB4:een
[ 185.667220] vaihtoehto 1-1.3:1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin havaittu [ 185.667384] usb 1-1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin nyt liitetty ttyUSB5:een
[ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: USB WDM-laite [ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: rekisteröi 'qmi_wwan' osoitteessa usb-3f980000.MI.1.3fusbW-XNUMX.
……
xx:xx:xx:xx:xx:xx on MAC-osoite.
$ ifconfig -a
……wwan0: liput=4163 mtu 1500 inet 169.254.69.13 verkkomaski 255.255.0.0 lähetys 169.254.255.255inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 Scope 0x20eetteri 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX-paketit 0 tavua 0 (0.0 B)
RX-virheet 0 pudonnut 0 ylivuoto 0 kehys 0
TX-paketit 165 tavua 11660 (11.3 KiB)
TX-virheet 0 pudonnut 0 ylivuotoa 0 kantaja 0 törmäyksiä 0 5. AT-komennon käyttäminen
$ miniterm — Käytettävissä olevat portit:
— 1: /dev/ttyAMA0 'ttyAMA0'
— 2: /dev/ttyUSB0 'CP2105 Dual USB to UART Bridge Controller' — 3: /dev/ttyUSB1 'CP2105 Dual USB to UART Bridge Controller' — 4: /dev/ttyUSB2 'Android'
— 5: /dev/ttyUSB3 'Android'
— 6: /dev/ttyUSB4 'Android'
laite,xx:xx:xx:xx:xx:xx
— 7: /dev/ttyUSB5 'Android'
— Kirjoita portin indeksi tai koko nimi:
$ mini termi /dev/ttyUSB5 115200
Muutama hyödyllinen AT-komento:
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
- AT //pitäisi palauttaa OK
- AT+QINISTAT //palauttaa (U)SIM-kortin alustustilan, vastauksen tulee olla 7
- AT+QCCID //palauttaa (U)SIM-kortin ICCID-numeron (Integrated Circuit Card Identifier)
6. Kuinka soittaa ![]()
$su juuri
$ cd /usr/app/linux-ppp-scripts
Sitten 4G-ledi vilkkuu.
Jos onnistuu, palautus näin:
7. Lisää reitittimen polku
$ reitti lisää oletus gw 10.64.64.64 tai yhdyskäytäväsi XX.XX.XX.XX Testaa sitten
$ ping google.com
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
3.4 WDT
3.4.1 WDT:n lohkokaavio
WDT-moduulissa on kolme liitintä, sisäänput, lähtö ja LED-merkkivalo.
WDI (GPIO25) WDO (Järjestelmän RST#)
Huomautus: LED on valinnainen ja ei ole saatavilla aikaisemminr laitteistoversio.
3.4.2 Miten se toimii
1. System VIRTA PÄÄLLE.
2. Delay 200 ms.
3. Lähettää WDO on negatiivinentive pulssi 200 ms:lla alhainen taso nollataksesi järjestelmä.
4. Vedä ylös WDO.
5. Delay 120 sekuntia, kun merkkivalo vilkkuuhing (tyypillinen 1hz).
3 V 3
6. Käännä pois ilmaisimesta.
7. Odota 8 pulssille klo WDI aktiiviseen WDT-moduuliin ja sytytä LED.
8. Siirry WDT-FEEDiin tila , vähintään yksi sUlse tulee syöttää WDI:hen vähintään 2 sekunnin välein, jos ei, WDT-moduulin pitäisi antaa negatiivinen pulssi järjestelmän nollaamiseksi.
9. Siirry kohtaan 2.
VIHREÄ LED WDT
3.5 RTC
TRTC:n siru on mikrosirun MCP79410. Se on asennettu syvarren I2C väylä. R16 22R R0402
R17 22R R0402
3.5.1
GPIO2 GPIO3
I2C_SDA I2C_SCL
www.OpenEmbed.com21
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
Itse käyttöjärjestelmässä on ajuri sisällä, tarvitsemme vain joitain kokoonpanoja. Avaa /etc/rc.local JA lisää 2 riviä:
echo "mcp7941x 0x6f" > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device hwclock -s
Nollaa sitten järjestelmä ja RTC toimii.
1.varmista, että i2c-1-ohjainpiste on auki ja piste suljettu oletuksena. 2. RTC:n arvioitu varmuuskopiointiaika on 15 päivää.
3.10 UPS turvalliseen sammutukseen UPS-moduulikaavio on lueteltu alla.
3.5.2
Huom：
UPS-moduuli asetetaan DC5V:n ja CM4:n väliin, GPIO:ta käytetään prosessorin hälyttämiseen, kun 5V:n virtalähde on poissa. Sitten CPU:n pitäisi tehdä jotain kiireellistä komentosarjassa ennen kuin energia loppuu superkondensaattori ja suorita "$shutdown" Toinen tapa käyttää tätä toimintoa on käynnistää sammutus, kun GPIO-nasta muuttuu. Annettu GPIO-nasta on määritetty syöttöavaimeksi, joka luo KEY_POWER-tapahtumia. Tämän tapahtuman käsittelee järjestelmän sisäänkirjautuminen käynnistämällä sammutuksen. System d -versiot, jotka ovat vanhempia kuin 225, tarvitsevat udev-säännön, joka mahdollistaa tulon kuuntelemisen
www.OpenEmbed.com22
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
Käyttää /boot/overlays/README viitteenä ja muokkaa sitten tiedostoa /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1
HUOMAA:Hälytyssignaali on aktiivinen LOW.
laite:
EdgeBox-RPI4 käyttöopas
4. Sähköiset tiedot
4.1 Virrankulutus
The EdgeBox-RPI4:n virrankulutus riippuu voimakkaasti sovelluksesta, toimintatavasta ja liitetyistä oheislaitteista. Annetut arvot on nähtävä likimääräisinä arvoina. Seuraava taulukko näyttää EdgeBox-RPI4:n virrankulutusparametrit: Huomautus: Kun virtalähde on 24 V, ei lisäkorttia pistorasioissa eikä USB-laitteita. Toimintatapa 81Stressitesti 172 stressi -c 4 -t 10m -v &
| Toimintatapa | Nykyinen (ma) | Tehoa | Huomautus |
| Tyhjäkäynti | 81 | ||
| Stressitesti | 172 |
jännitys -c 4 -t 10m -v &
|
|
4.2 UPS
The UPS-moduulin varmuuskopiointiaika riippuu suuresti järjestelmän kuormituksesta. Jotkut tyypilliset olosuhteet on lueteltu alla. CM4:n testimoduuli on 4GB LPDDR4,32GB eMMC Wi-FI-moduulilla. Toimintatapa 55CPU:n täysi kuorma 18 jännitys -c 4 -t 10m -v &5. Mekaaniset piirustukset
| Toimintatapa | Nykyinen (ma) | Tehoa | Huomautus |
| Tyhjäkäynti | 55 | ||
| Täysi kuorma prosessoria | 18 |
jännitys -c 4 -t 10m -v &
|
|
5. Mekaaniset piirustukset
TBD
Asiakirjat / Resurssit
 |
OpenEmbed EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone [pdfKäyttöopas EdgeBox-RPI4, Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone, EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone, CM4-pohjainen reunatietokone, reunatietokone, tietokone |
