Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 -pohjainen Edge-tietokone

Versiohistoria 

Tarkistus	Päivämäärä	Muutokset
1.0	17-08-2022	Luotu
2.1	13-01-2022	Tuotemuutosilmoitus

Tuotemuutosilmoitus:

Osana jatkuvaa parantamisprosessiamme teimme alla olevat muutokset laitteistoversioon D.
Tämä muutos vaikuttaa ohjelmistoon.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Linuxin kuvausta on muutettu:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • Uuden RTC:n osoite on 0x51.

Johdanto

EdgeBox-RPI-200 on vankka tuuletinvapaa 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.

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
• Salaussiru ATECC608A
• Laitteiston vahtikoira
• RTC superkondensaattorilla
• Eristetty DI&DO-liitin
• 35 mm DIN-kiskon tuki
• Laaja virtalähde 9 - 36 V DC
• Valinnainen: UPS SuperCapilla turvalliseen sammutukseen*
• Raspberry Pi CM4 sisäänrakennettu WiFi 2.4 GHz, 5.0 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac varustettu**
• Raspberry Pi CM4 Bluetooth 5.0, BLE varustettu**

Näiden ominaisuuksien ansiosta EdgeBox-RPI-200 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.

HUOMAA: UPS-toimintoa varten ota meihin yhteyttä saadaksesi lisätietoja. WiFi- ja BLE-ominaisuudet löytyvät 2 Gt:n ja 4 Gt:n versioista.

Liitännät

1. Monitoiminen Phoenix-liitin
2. Ethernet-liitin
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

Monitoiminen Phoenix-liitin

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	DO1_0
	DI1+	15	16	DO1_1

HUOMAA: 24awg - 16awg kaapelia suositellaan

Lohkokaavio

EdgeBox-RPI-200:n prosessointiydin on Raspberry CM4 -levy. Tietty pohjalevy toteuttaa erityisominaisuudet. Katso lohkokaavio seuraavasta kuvasta.

Asennus

Asennus

EdgeBox-RPI-200 on tarkoitettu kahdelle seinäkiinnikkeelle sekä yhdelle 35 mm DIN-kiskolla. Katso seuraavasta kuvasta suositeltu asennussuunta.

Liittimet ja liitännät

Virtalähde

Pin #	Signaali	Kuvaus
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Maadoitus (viitepotentiaali)

PE-signaali on valinnainen. Jos EMI:tä ei ole, PE-yhteys voi jäädä auki.

Sarjaportti (RS232 ja RS485)

Pin #	Signaali	Kuvaus
4	RS232_RX	RS232 vastaanottolinja
6	RS232_TX	RS232 lähetyslinja
8	GND	Maadoitus (viitepotentiaali)

Pin #	Signaali	Kuvaus
3	RS485_A	RS485 erolinja korkea
5	RS485_B	RS485-erolinja alhainen
7	RS485 _GND	RS485 maadoitus (eristetty GND:stä)

Pin #	Terminaalin signaali	PIN-taso aktiivinen	GPIO:n PIN-koodi BCM2711:stä	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:

HUOMAA: 

1. DC voltage tulolle on 24 V (+- 10 %).
2. DC voltage lähdön tulee olla alle 60 V, virtakapasiteetti on 500 ma.
3. Tulon kanava 0 ja kanava 1 on eristetty toisistaan
4. Ulostulon kanava 0 ja kanava 1 on eristetty toisistaan

HDMI

Kytketty suoraan Raspberry PI CM4 -korttiin TVS-järjestelmällä.

Ethernet

Ethernet-liitäntä on sama kuin Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT tuettu, saatavilla suojatun modulaarisen liittimen kautta. Tähän porttiin voidaan liittää kierretty parikaapeli tai suojattu kierretty parikaapeli.

USB -HOST

Liitinpaneelissa on kaksi USB-liitäntää. Molemmissa porteissa on sama elektroninen sulake.

HUOMAA: Molempien porttien maksimivirta on rajoitettu 1000 ma:iin.

Konsoli (USB-tyyppi C)

Konsolin suunnittelussa käytettiin USB-UART-muunninta, useimmissa tietokoneen käyttöjärjestelmissä on ajuri, jos ei, alla oleva linkki voi olla hyödyllinen: Tätä porttia käytetään Linux-konsolin oletuksena. Voit kirjautua käyttöjärjestelmään käyttämällä asetuksia 115200,8n1 (Bittejä: 8, Pariteetti: Ei mitään, Pysäytysbittejä: 1, Flow Control: Ei mitään). Tarvitaan myös pääteohjelma, kuten kitti. Oletuskäyttäjänimi on pi ja salasana on vadelma.

LED

EdgeBox-RPI-200 käyttää kahta vihreää/punaista kaksiväristä LEDiä ulkoilmaisina.

LED1: vihreä virran merkkivalo ja punainen eMMC aktiivinen.

LED2: vihreä 4G-ilmaisina ja punainen käyttäjän ohjelmoitavana ledinä kytkettynä GPIO21:een, matala aktiivinen, ohjelmoitava.

EdgeBox-RPI-200 käyttää myös kahta vihreää LED-valoa virheenkorjaukseen.

SMA-liitin

Antenneille on kaksi SMA-liittimen reikää. Antennityypit riippuvat suuresti siitä, mitä moduuleja Mini-PCIe-liitäntään on asennettu. ANT1 on oletusarvoisesti käytössä Mini-PCIe-liitännässä ja ANT2 on sisäiselle WI-FI-signaalille CM4-moduulista.

HUOMAA: Antennien toiminnot eivät ole kiinteät, ne voidaan säätää kattamaan muun käytön.

NANO SIM-korttipaikka (valinnainen)

SIM-korttia tarvitaan vain matkapuhelintilassa (4G, LTE tai muut matkapuhelintekniikkaan perustuvat tilat).

HUOMAA: 

1. Vain NANO Sim -kortti hyväksytään, huomioi kortin koko.
2. NANO-sim-kortti asetetaan sirupuolen yläosassa.

Mini-PCIe

Oranssi alue on karkea Mini-PCIe-lisäkorttipaikka, tarvitaan vain yksi m2x5 ruuvi.

Alla oleva taulukko näyttää kaikki signaalit. Täysikokoinen Mini-PCIe-kortti on tuettu.

Pinout: 

Signaali	PIN-koodi	PIN-koodi	Signaali
	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

HUOMAA: 

1. Kaikki tyhjät signaalit ovat NC (ei liitä).
2. 4G_PWR on Mini-PCIe-kortin yksilöllinen virtalähde. Se voidaan sammuttaa tai käynnistää CM6:n GPIO4:lla, ohjaussignaali on korkea aktiivinen.
3. 4G_LED-signaali on kytketty LED2:een sisäisesti, katso kohta 2.2.8.
4. SPI1-signaaleja käytetään vain LoraWAN-kortissa, kuten WM1302.

M.2

EdgeBox-RPI-200 varustettiin M.2-liitännällä M KEY tyyppiä. VAIN 2242-koon NVME SSD-kortti on tuki, EI mSATA.

Ajurit ja ohjelmointirajapinnat

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:n käyttäjän LED
• $ cd gpio21
• $ kaiku ulos > suunta
• $ kaiku 0 > arvo # sytyttää käyttäjän LED, LOW aktiivinen
  OR
• $ kaiku 1 > arvo # sammuta käyttäjän LED

Sarjaportti (RS232 ja RS485)

Järjestelmässä on kaksi erillistä sarjaporttia. /dev/ ttyACM1 RS232-porttina ja /dev/ ttyACM0 RS485-porttina. Käytä RS232:ta esimample.

$ python
>>> tuo sarja
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyACM1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
totta
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')

10

Matkapuhelin Mini-PCIe:n kautta (valinnainen)

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 Mini-PCIe-liitännän virta päälle ja vapauta nollaussignaali.

 

• $ sudo -i #ota pääkäyttäjän oikeudet käyttöön
• $ 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
  JA
• $ cd gpio5
• $ kaiku ulos > suunta
• $ echo 1 > arvo # vapauttaa Mini PCIe:n nollaussignaali

HUOMAA: Sitten 4G:n LED alkaa vilkkua.

Tarkista laite:

$ lsusb

Väylä 001 Device 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE -modeemi

$ dmesg

[ 185.421911] usb 1-1.3: uusi nopea USB-laite numero 5 käyttäen dwc_otg
[ 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, SerialNumber = 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 liitäntäohjainvaihtoehto
[ 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 liitettynä ttyUSB2:een [ 185.666499] vaihtoehto 1-1.3:1.1: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin havaittu
[ 185.666701] usb 1-1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) -muunnin nyt liitettynä ttyUSB3:een [ 185.666880] vaihtoehto 1-1.3:1.2: GSM-modeemi (1-porttinen) muunnin havaittu
[ 185.667048] usb 1-1.3: GSM-modeemi (1-porttinen) -muunnin nyt liitettynä 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 liitettynä 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.usb-1.3, WWAN/QMI-laite,xx:xx:xx:xx:xx:xx
HUOMAA: xx:xx:xx:xx:xx: xx on MAC-osoite

$ ifconfig -a
…… wwan0: liput=4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 verkkopeite 255.255.0.0 lähetys 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 Scope 0x20 eetteri 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)
Lähetysvirheet 0 pudonnut 0 ylivuoto 0 kantoaalto 0 törmäys 0

Kuinka käyttää AT-komentoa

$ miniterm — Käytettävissä olevat portit:

• 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'

Anna portin indeksi tai koko nimi:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

Joitakin hyödyllisiä AT-komentoja:

• 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).

Kuinka soittaa

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

Sitten 4G-ledi vilkkuu. Jos menestys, paluu näin

Lisää reitittimen polku

• $ reitti lisää oletusarvoinen gw 10.64.64.64 tai yhdyskäytäväsi XX.XX.XX.XX

Tee sitten testi pingillä:

• $ ping google.com

WDT
WDT:n lohkokaavio

WDT-moduulissa on kolme liitintä, tulo, lähtö ja LED-merkkivalo.

HUOMAA: LED on valinnainen, eikä sitä ole saatavana aiemmassa laitteistoversiossa.

Miten se toimii

1. Järjestelmän VIRTA PÄÄLLÄ.
2. Viive 200ms.
3. Lähetä WDO:lle negatiivinen pulssi 200 ms matalalla tasolla järjestelmän nollaamiseksi.
4. Vedä WDO ylös.
5. Viive 120 sekuntia, kun merkkivalo vilkkuu (tyypillinen 1hz).
6. Sammuta ilmaisin.
7. Odota 8 pulssia WDI:ssä aktivoidaksesi WDT-moduulin ja sytytä LED.
8. Siirry WDT-FEED-tilaan, vähintään yksi pulssi tulee syöttää WDI:hen vähintään joka toinen sekunti, jos ei, WDT-moduulin tulee lähettää negatiivinen pulssi järjestelmän nollaamiseksi.
9. Siirry 2.

RTC

RTC-sirun tiedot

Uusi versio: RTC:n siru on PCF8563 NXP:ltä. Se on asennettu järjestelmän I2C-väylään, i2c-osoitteen tulee olla 0x51.

Itse käyttöjärjestelmässä on ajuri sisällä, tarvitsemme vain joitain kokoonpanoja.

Ota RTC käyttöön

• Ota RTC käyttöön sinun on:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Lisää sitten seuraava rivi /boot/config.txt-tiedoston alaosaan
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Käynnistä sitten järjestelmä uudelleen
  • $sudo uudelleenkäynnistys
• Käytä sitten seuraavaa komentoa tarkistaaksesi, onko RTC käytössä:
  • $sudo hwclock -rv
• Ulostulon tulee olla:

HUOM: 

1. varmista, että i2c-1-ohjainpiste on auki ja piste suljettu oletuksena.
2. RTC:n arvioitu varmuuskopiointiaika on 15 päivää.

Tuotemuutos HUOMAA:

VANHA versio: RTC:n siru on MCP79410 mikrosirun kautta. Se on asennettu järjestelmän I2C-väylään. Tämän sirun i2c-osoitteen tulee olla 0x6f. Ota se käyttöön sinun on:

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

UPS turvalliseen sammutukseen (valinnainen)

UPS-moduulikaavio on lueteltu alla.

UPS-moduuli asetetaan DC5V:n ja CM4:n väliin, GPIO:ta käytetään prosessorin hälyttämiseen, kun 5V:n virtalähde on poissa. Sitten CPU:n tulisi tehdä jotain kiireellistä komentosarjassa ennen superkondensaattorin energian loppumista ja suorittaa "$ shutdown" Toinen tapa käyttää tätä toimintoa on käynnistää sammutus, kun GPIO-nasta vaihtuu. Annettu GPIO-nasta on määritetty syöttöavaimeksi, joka luo KEY_POWER-tapahtumia. Tämän tapahtuman käsittelee systemd-logind käynnistämällä sammutuksen. Yli 225-vuotiaat järjestelmäversiot tarvitsevat udev-säännön, joka mahdollistaa syöttölaitteen kuuntelemisen: Käytä /boot/overlays/README viitteenä ja muokkaa sitten tiedostoa /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

HUOMAA: 

1. UPS-toimintoa varten ota meihin yhteyttä saadaksesi lisätietoja.
2. Hälytyssignaali on aktiivinen LOW.

Sähköiset tiedot

Virrankulutus

EdgeBox-RPI-200:n virrankulutus riippuu voimakkaasti sovelluksesta, toimintatavasta ja liitetyistä oheislaitteista. Annetut arvot on nähtävä likimääräisinä arvoina. Seuraavassa taulukossa näkyvät EdgeBox-RPI-200:n virrankulutusparametrit:

Huomautus: Kun virtalähde on 24 V, ei lisäkorttia pistorasioissa eikä USB-laitteita.

Toimintatapa	Nykyinen (ma)	Tehoa	Huomautus
Tyhjäkäynti	81
Stressitesti	172		jännitys -c 4 -t 10m -v &

UPS (valinnainen)

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	Aika (sekunti)	Huomautus
Tyhjäkäynti	55
Täysi kuorma prosessoria	18	jännitys -c 4 -t 10m -v &

Mekaaniset piirustukset

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Asiakirjat / Resurssit

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 -pohjainen Edge-tietokone [pdfKäyttöopas EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone, Raspberry PI CM4 -pohjainen reunatietokone, CM4-pohjainen reunatietokone, Based Edge -tietokone

Viitteet

• Käyttöopas