EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Based Edge Computer
EdgeBox-RPI4 User Manual
EdgeBox-RPI4 User Manual
Revision Skiednis
01-05-2021 Oanmakke
|
Revyzje |
Datum |
Feroarings |
|
1.0 |
01-05-2021 |
Oanmakke |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EdgeBox-RPI4 User Manual
1. Ynlieding
EdgeBox-RPI4 is in rûge finless Edge Computing Controller mei Raspberry Pi Computer Module 4 (CM4) foar hurde yndustry omjouwing. It kin brûkt wurde om fjildnetwurken te ferbinen mei wolk- as IoT-applikaasjes. It is fan 'e grûn ôf ûntworpen om te foldwaan oan' e útdagings fan rûge applikaasjes tsjin konkurrearjende prizen, ideaal foar lyts bedriuw as lytse bestelling mei skaalfergrutting op meardere nivo's.
1.1 Features
- State-of-the-art aluminium chassis foar hurde omjouwing
- Yntegreare passive heatsink
- Ynboude mini PCIe-socket foar RF-module, lykas 4G, WI-FI, Lora of Zigbee
- SMA antenne gatten x2
- Ynboude UPS mei supercap foar feilige shutdown
- Fersifering chip ATECC608A
- Hardware Watchdog
- RTC mei Super Capacitor
- Isolearre DI&DO terminal
- 35mm DIN Rail stipe
- Wide voeding fan 9 oant 36V DC
Dizze funksjes meitsje de EdgeBox-RPI4 ûntworpen foar maklike opset en rappe ynset foar typyske yndustriële tapassingen, lykas statusmonitoring, foarsjenningsbehear, digitale paadwizers en ôfstânkontrôle fan iepenbiere nutsbedriuwen. Fierder is it in brûkerfreonlike poarte-oplossing mei 4-kearnen ARM Cortex A72 en de measte yndustryprotokollen kinne besparje op totale ynsetkosten ynklusyf kosten foar elektryske stroomkabel en helpe de ynsettiid fan it produkt te ferminderjen. It ultra-ljochtgewicht en kompakte ûntwerp is it antwurd foar applikaasjes yn romtebeheinende omjouwings, soarget derfoar dat it betrouber kin operearje yn in ferskaat oan ekstreme omjouwings, ynklusyf applikaasjes yn auto's.
1.2 Schnittstellen
|
Noat |
Func namme |
PIN # |
PIN # |
Func namme |
Noat |
|
|
KRÊFT |
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 |
|
NOAT: 24awg oant 16awg kabel wurde foarsteld
2 Ethernet-ferbining
3 USB 2.0 x 2
4 HDMI
5 led2
6 led1
7 SMA-antenne 1
8 Konsole (USB type C)
9 SIM card slot
10 SMA-antenne 2
1.3 Blokdiagram
De ferwurkingskearn fan 'e EdgeBox-RPI4 is in Raspberry CM4-board. In OpenEmbed spesifyk basis board ymplemintearret de spesifike funksjes. Ferwize nei folgjende figuer foar it blokdiagram.
2. Ynstallaasje
2.1 Montage
De EdgeBox-RPI4 is bedoeld foar twa muorremounts, lykas ien mei 35mm DIN-rail. Ferwize nei folgjende figuer foar de rekommandearre mounting oriïntaasje.
www.OpenEmbed.com8
EdgeBox-RPI4 User Manual
2.2 Anschlüsse en ynterfaces
2.2.1 Stromforsyning
|
Pin # |
Sinjaal |
Beskriuwing |
|
1 |
POWER_IN |
DC 9-36V |
|
2 |
GND |
Grûn (Referinsjepotinsjeel) |
GND Ground (Referinsjepotinsjeel)
The PE sinjaal is opsjoneel. As d'r gjin EMI oanwêzich is, kin de PE-ferbining iepen litte.
2.2.2 Serial Port (RS232 en RS485)
|
Pin # |
Sinjaal |
Beskriuwing |
|
4 |
RS232_RX |
RS232 ûntfange line |
|
6 |
RS232_TX |
RS232 transmit line |
|
8 |
GND |
Grûn (Referinsjepotinsjeel) |
EdgeBox-RPI4 User Manual
It RS485_GND-sinjaal is isolearre mei "GND"-sinjaal. As in shielded twisted pear tried wurdt brûkt, de RS485_GND is ferbûn oan it skyld.
NOAT: De 120 Ohm beëinigingswjerstân foar RS485 is binnen ynstalleare.
|
Pin # |
Sinjaal |
Beskriuwing |
|
3 |
RS485_A |
RS485 ferskil line heech |
|
5 |
RS485_B |
RS485 ferskil line leech |
|
7 |
RS485 _GND |
RS485 Ground (isolearre fan GND) |
It RS485_GND-sinjaal is isolearre mei "GND"-sinjaal. As in shielded twisted pear tried wurdt brûkt, de RS485_GND is ferbûn oan it skyld.
NOAT: De 120 Ohm beëinigingswjerstân foar RS485 is binnen ynstalleare.
2.2.3 DI&DO
|
Pin # |
sinjaal fan terminal |
aktyf |
BCM2711 |
NOAT |
|
09 |
DI0- |
HEECH |
GPIO17 |
|
|
11 |
DI0+ |
|||
|
13 |
DI1- |
HEECH |
GPIO27 |
|
|
15 |
DI1+ |
|||
|
10 |
DO0_0 |
HEECH |
GPIO23 |
|
|
12 |
DO0_1 |
|||
|
14 |
DO1_0 |
HEECH |
GPIO24 |
|
|
16 |
DO1_1 |
NOAT:
EdgeBox-RPI4 User Manual
NOAT:
1. DC voltage foar ynfier is 24V (+- 10%).
2. DC voltage foar útfier moat ûnder 60V wêze, de hjoeddeistige kapasiteit is 500ma.
3. Kanaal 0 en kanaal 1 fan ynput wurde isolearre foar elkoar
4. Kanaal 0 en kanaal 1 fan útfier wurde isolearre foar elkoar
2.2.4 HDMI
Direkt ferbûn mei de Raspberry PI CM4 board mei TVS array.
2.2.5 Ethernet
Ethernet-ynterface is itselde as Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT-stipe, beskikber fia de shielded modulêre jack. Twisted pair kabel of beskerme twisted pair kabel kin brûkt wurde om te ferbinen mei dizze haven.
EdgeBox-RPI4 User Manual
2.2.6 USB HOST
D'r binne twa USB-ynterfaces op it ferbiningpaniel. De twa havens diele deselde elektroanyske fuse.
NOAT: Maksimum stroom foar beide havens is beheind ta 1000ma.
2.2.7 Konsole (USB type C)
It ûntwerp fan 'e konsole brûkte in USB-UART-konverter, de measte OS fan' e kompjûter hawwe de bestjoerder, as net, de link hjirûnder kin nuttich wêze: https://www.silabs.com/products/interface/usb-bridges/classic-usb-bridges/device.cp2104 Dizze poarte wurdt brûkt as standert Linux-konsole. Jo kinne ynlogge by it OS mei de ynstellingen fan 115200,8n1 (Bits: 8,Parity: Gjin, Stop Bits: 1, Flow Control: Gjin). In terminalprogramma lykas stopverf is ek nedich. De standert brûkersnamme is pi en wachtwurd is raspberry.
2.2.8 ledj
EdgeBox-RPI4 brûkt twa griene / reade dual kleur LED as bûten yndikatoaren.
LED 1: grien as macht indicator en read as eMMC aktyf.
LED 2: grien as 4g indicator en read as brûker programmearre led ferbûn oan GPIO21, lowactive, programmeerber.
EdgeBox-RPI4 User Manual
EdgeBox-RPI4 brûkt ek twa griene kleur LED foar debug.
2.2.9 SMA Connector
Der binne twa SMA Connector gatten foar antennes. De antennetypen binne heul ôfhinklik fan hokker modules yn 'e Mini-PCIe-socket passe. De ANT1 wurdt standert brûkt foar Mini-PCIe-socket en ANT2 is foar Internal WI-FI sinjaal út CM4 module. 1. De funksjes fan 'e antennes binne net fêst, miskien oanpast om oare gebrûk te dekken.2.2.10 NANO SIM card slot
De sim-kaart is allinich nedich yn sellulêre (4G, LTE of oaren basearre op sellulêre technology) modus.
OPMERKINGEN:
1. De funksjes fan 'e antennes binne net fêst, miskien oanpast om oare gebrûk te dekken.
2.2.10 NANO SIM card slot
De sim-kaart is allinich nedich yn sellulêre (4G, LTE of oaren basearre op sellulêre technology) modus.
EdgeBox-RPI4 User Manual
OPMERKINGEN:
- Only NANO Sim card wurdt akseptearre, betelje omtinken oan de kaart grutte.
- De NANO sim-kaart wurdt ynfoege mei chip side top.
2.2.11 Mini-PCIe ![]()
It oranje gebiet is de rûge Mini-PCIe add-on card posysje, mar ien m2x5 screw is nedich.
De tabel hjirûnder lit alle sinjalen sjen. Folsleine grutte Mini-PCIe card wurde stipe.
|
Sinjaal |
PIN# |
PIN# |
PIN # sinjaal |
|
|
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 User Manual
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 sinjaal is ferbûn oan LED2 internally, ferwize nei paragraaf of 2.2.8.
NOTE 4: SPI1 sinjalen wurde brûkt allinnich foar Lora WAN autod, lykas SX1301, SX1302 oermthy thierd komdnij.
2.2.12 M.2
EdgeBox-RPI4 útrist in M.2 socket fan M KEY type .ONLY 2242 grutte NVME SSD card is stipe, NET msata.
EdgeBox-RPI4 User Manual
3. Bestjoerders en programmearring Schnittstellen
3.1 ledj ![]()
It is in LED brûkt as brûker indicator, ferwize nei 2.2.8.
Brûk LED2 as eksample om de funksje te testen.
$ sudo -i #enable root account privileezjes
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 21 > eksportearje #GPIO21 dat is brûker LED fan LED2 $ cd gpio21
$ echo out> rjochting
$ echo 0 > wearde # ynskeakelje de brûker LED, LOW aktyf $ echo 1 > wearde # útsette de brûker LED
3.2 Serial Port (RS232 en RS485)
Der binne twa yndividuele serial havens yn it systeem. De /dev/ttyUSB1 as RS232-poarte en/dev/ttyUSB0 as RS485-poarte. Brûk RS232 as eksample. $ python
>>> ymportearje serial
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyUSB1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')
3.3 Cellular oer Mini-PCIe
Brûk Quectel EC20 as in eksample en folgje de stappen:
1. Fier de EC20 yn Mini-PCIe socket en micro sim card yn besibbe slot, ferbine de antenne.
2. Oanmelde yn it systeem fia konsole gebrûk pi / framboos.
3. Skeakelje de krêft fan Mini-PCIe socket en loslitte de reset sinjaal. $ sudo -i #enable root account privileezjes
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 6> eksportearje #GPIO6 dat POW_ON-sinjaal is
$ echo 5> eksportearje #GPIO5 dat is reset sinjaal
$ cd gpio6
$ echo out> rjochting
$ echo 1> wearde # ynskeakelje de krêft fan Mini PCIe wier
$ cd gpio5
$ echo out> rjochting
$ echo 1> wearde # loslitte it reset sinjaal fan Mini PCIe
NOAT: Dan begjint de LED fan 4G te flitsen.
4. Kontrolearje it apparaat:
$ lsusb
$ Bus 001 Apparaat 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE modem
…… $dmesg
EN
$
EdgeBox-RPI4 User Manual
[ 185.421911] usb 1-1.3: nij USB-apparaat nûmer 5 mei hege snelheid mei dwco tg
[ 185.561937] usb 1-1.3: Nij USB-apparaat fûn, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18[ 185.561953] usb 1-1.3: Nije USB-apparaatstrings: Mfr=1, Produkt=2, SerialNumber=0[ 185.561963] usb 1-1.3: Produkt: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Fabrikant: Android
[ 185.651402] usbcore: registrearre nije ynterface-bestjoerder cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: registrearre nije ynterface stjoerprogramma opsje [ 185.665593] usbserial: USB Serial-stipe registrearre foar GSM-modem (1-poarte) [ 185.665973] opsje 1-1.3: 1.0: GSM-modem (1-poarte) converter ûntdutsen [ 185.666283] usb 1-1.3: GSM modem (1-poarte) converter no hechte oan ttyUSB2
[ 185.666499] opsje 1-1.3: 1.1: GSM-modem (1-poarte) converter ûntdutsen [ 185.666701] usb 1-1.3: GSM modem (1-poarte) converter no hechte oan ttyUSB3
[ 185.666880] opsje 1-1.3: 1.2: GSM-modem (1-poarte) converter ûntdutsen [ 185.667048] usb 1-1.3: GSM modem (1-poarte) converter no hechte oan ttyUSB4
[185.667220] opsje 1-1.3: 1.3: GSM modem (1-poarte) converter ûntdutsen [ 185.667384] usb 1-1.3: GSM modem (1-port) converter no hechte oan ttyUSB5
[185.667810] qmi_wwan 1-1.3: 1.4: cdc-wdm0: USB WDM-apparaat [ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3: 1.4 wwan0: registrearje 'qmi_wwan' by usb-3f980000, usb-1.3fXNUMX, MI.
……
xx:xx:xx:xx:xx:xx is it MAC-adres.
$ ifconfig -a
……wwan0: flaggen=4163 mtu 1500 inet 169.254.69.13 netmask 255.255.0.0 broadcast 169.254.255.255inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20ether 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX-pakketten 0 bytes 0 (0.0 B)
RX flaters 0 falle 0 oerrint 0 frame 0
TX-pakketten 165 bytes 11660 (11.3 KiB)
TX flaters 0 fallen 0 oerrinners 0 ferfierder 0 botsingen 0 5. Hoe AT kommando brûke
$ miniterm - Beskikbere havens:
— 1: /dev/ttyAMA0 'ttyAMA0'
— 2: /dev/ttyUSB0 'CP2105 Dual USB nei UART Bridge Controller' — 3: /dev/ttyUSB1 'CP2105 Dual USB nei UART Bridge Controller' — 4: /dev/ttyUSB2 'Android'
- 5: /dev/ttyUSB3 'Android'
- 6: /dev/ttyUSB4 'Android'
apparaat,xx:xx:xx:xx:xx:xx
- 7: /dev/ttyUSB5 'Android'
- Fier poarteyndeks of folsleine namme yn:
$ mini term /dev/ttyUSB5 115200
Guon brûkbere AT kommando:
EdgeBox-RPI4 User Manual
- AT //moat weromkomme OK
- AT+QINISTAT // de initialisaasjestatus fan (U)SIM-kaart weromjaan, it antwurd moat 7 wêze
- AT+QCCID // jout it ICCID (Integrated Circuit Card Identifier) nûmer fan de (U)SIM-kaart werom
6. Hoe te skiljen ![]()
$su root
$ cd /usr/app/linux-ppp-scripts
Dan knippert de 4G-led.
As sukses, it weromkommen sa:
7. Foegje it routerpaad ta
$ rûte tafoegje standert gw 10.64.64.64 of jo gateway XX.XX.XX.XX Hawwe dan in test
$ ping google.com
EdgeBox-RPI4 User Manual
3.4 WDT
3.4.1 Blokdiagram fan WDT
De WDT-module hat trije terminals, ynput, útfier en LED-yndikator.
WDI(GPIO25) WDO(Systeem RST#)
Opmerking: LED is opsjoneel en net beskikber yn betiidr hardware ferzje.
3.4.2 hoe it wurket
1. System POWER ON.
2. Delay 200 ms.
3. Stjoer WDO en negative pols mei 200ms leech nivo te resetten de systeem.
4. Trek op WDO.
5. Delay 120 sekonden wylst de yndikator flashing (typysk 1hz).
3 v3
6. Draaie út de yndikator.
7. Wachtsje foar 8 pulsen at WDI nei aktive WDT module en ljocht de LED.
8. Gean yn WDT-FEED modus, op syn minst ien pulse moat op syn minst elke 2 sekonden yn WDI ynfierd wurde, sa net, de WDT module moat útfier in negative pols te resetten it systeem.
9. Gean nei 2.
LED GREEN WDT
3.5 RTC
Thy chip fan RTC is MCP79410 út microchip. It is fêstmakke op 'e systam I2C bus. R16 22R R0402
R17 22R R0402
3.5.1
GPIO2 GPIO3
I2C_SDA I2C_SCL
www.OpenEmbed.com21
EdgeBox-RPI4 User Manual
It OS sels hat de bestjoerder binnen, allinich wat wy nedich binne wat konfiguraasjes. Iepenje /etc/rc.local EN foegje 2 rigels ta:
echo “mcp7941x 0x6f” > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device klok -s
Reset dan it systeem en de RTC wurket.
1.soargje derfoar dat de i2c-1 stjoerprogramma punt is iepen, en it punt is sletten standert. 2. de rûsde reservekopytiid fan 'e RTC is 15 dagen.
3.10 UPS foar feilige ôfsluting It UPS-modulediagram wurdt hjirûnder neamd.
3.5.2
Noat：
De UPS-module wurdt ynfoege tusken de DC5V en CM4, in GPIO wurdt brûkt om de CPU te alarmearjen as de 5V-stroomfoarsjenning del is. Dan de CPU moat dwaan wat driuwend yn in skript foar enerzjy útputting fan super capacitor en rinne in "$ shutdown" In oare manier om dizze funksje te brûken is in shutdown te begjinnen as GPIO-pin feroaret. De opjûne GPIO-pin is konfigureare as in ynfierkaai dy't KEY_POWER-eveneminten genereart. Dit evenemint wurdt behannele troch systeem login troch it inisjearjen fan in shutdown. Systeem d-ferzjes âlder dan 225 hawwe in udev-regel nedich om it harkjen nei de ynfier mooglik te meitsjen
www.OpenEmbed.com22
EdgeBox-RPI4 User Manual
Gebrûk /boot/overlays/README as referinsje, wizigje dan /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1
NOAT:It alarmsinjaal is aktyf LOW.
apparaat:
EdgeBox-RPI4 User Manual
4. Elektryske spesifikaasjes
4.1 Stromferbrûk
De enerzjyferbrûk fan 'e EdgeBox-RPI4 hinget sterk ôf fan' e applikaasje, de wurkwize en de ferbûne perifeare apparaten. De opjûne wearden moatte wurde sjoen as likernôch wearden. De folgjende tabel toant parameters foar enerzjyferbrûk fan 'e EdgeBox-RPI4: Noat: Op betingst fan stroomfoarsjenning 24V, gjin tafoegingskaart yn sockets en gjin USB-apparaten. Wurkwize 81Stress test 172 stress -c 4 -t 10m -v &
| Mode fan operaasje | Aktueel (ma) | Krêft | Opmerking |
| Idle | 81 | ||
| Stress test | 172 |
spanning -c 4 -t 10m -v &
|
|
4.2 UPS
De reservekopy tiid fan UPS module is tige ôfhinklik fan it systeem lading fan it systeem. Guon typyske betingsten wurde neamd ûnder. De testmodule fan CM4 is 4GB LPDDR4,32GB eMMC mei Wi-FI-module. Wurkwize 55Folle lading fan CPU 18 stress -c 4 -t 10m -v &5. meganyske tekeningen
| Mode fan operaasje | Aktueel (ma) | Krêft | Opmerking |
| Idle | 55 | ||
| Folsleine lading fan CPU | 18 |
spanning -c 4 -t 10m -v &
|
|
5. meganyske tekeningen
TBD
Dokuminten / Resources
 |
OpenEmbed EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Based Edge Computer [pdf] Brûkershânlieding EdgeBox-RPI4, Raspberry PI CM4 Based Edge Computer, EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Based Edge Computer, CM4 Based Edge Computer, Based Edge Computer, Computer |
