Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompjûter

Revision Skiednis 

Revyzje	Datum	Feroarings
1.0	17-08-2022	Oanmakke
2.1	13-01-2022	Produkt feroaring Notice

Notysje foar produktferoaring:

As ûnderdiel fan ús trochgeande ferbetteringproses hawwe wy de ûndersteande wizigingen makke yn hardwareferzje D.
D'r is ynfloed op 'e software troch dizze feroaring.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• De beskriuwing yn 'e Linux is feroare:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • It adres fan de nije RTC is 0x51.

Ynlieding

EdgeBox-RPI-200 is in rûge fan minder 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.

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
• Fersifering chip ATECC608A
• Hardware Watchdog
• RTC mei Super Capacitor
• Isolearre DI&DO terminal
• 35mm DIN Rail stipe
• Wide voeding fan 9 oant 36V DC
• Opsjoneel: UPS mei SuperCap foar feilige ôfsluting *
• Raspberry Pi CM4 onboard WiFi 2.4 GHz, 5.0 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac útrist**
• Raspberry Pi CM4 onboard Bluetooth 5.0, BLE útrist**

Dizze funksjes meitsje de EdgeBox-RPI-200 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 tapassingen yn romtebeheinende omjouwings, soarget derfoar dat it betrouber kin operearje yn in ferskaat oan ekstreme omjouwings, ynklusyf applikaasjes yn auto's.

NOAT: Foar UPS-funksje nim dan kontakt mei ús op foar mear ynformaasje. WiFi- en BLE-funksjes kinne fûn wurde yn 2GB en 4GB ferzjes.

Schnittstellen

1. Multi-Func phoenix connector
2. Ethernet ferbiner
3. USB 2.0 x 2
4. HDMI
5. LED 2
6. LED 1
7. SMA-antenne 1
8. Konsole (USB type C)
9. SIM card slot
10. SMA-antenne 2

Multi-Func phoenix connector

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	DO1_0
	DI1+	15	16	DO1_1

NOAT: 24awg oant 16awg kabel wurde foarsteld

Blokdiagram

De ferwurkingskearn fan 'e EdgeBox-RPI-200 is in Raspberry CM4-board. In spesifyk basisboerd ymplementearret de spesifike funksjes. Ferwize nei folgjende figuer foar it blokdiagram.

Ynstallaasje

Montage

De EdgeBox-RPI-200 is bedoeld foar twa muorremounts, lykas ien mei 35mm DIN-rail. Ferwize nei folgjende figuer foar de rekommandearre mounting oriïntaasje.

Anschlüsse en ynterfaces

Streamtafier

Pin #	Sinjaal	Beskriuwing
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Grûn (Referinsjepotinsjeel)

It PE-sinjaal is opsjoneel. As der gjin EMI oanwêzich is, kin de PE-ferbining iepen litte.

Serial Port (RS232 en RS485)

Pin #	Sinjaal	Beskriuwing
4	RS232_RX	RS232 ûntfange line
6	RS232_TX	RS232 transmit line
8	GND	Grûn (Referinsjepotinsjeel)

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)

Pin #	Sinjaal fan terminal	PIN Level fan aktyf	PIN fan GPIO út 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:

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 ynfier binne isolearre mei elkoar
4. Kanaal 0 en kanaal 1 fan útfier binne isolearre mei elkoar

HDMI

Direkt ferbûn mei de Raspberry PI CM4 board mei TVS array.

Ethernet

Ethernet ynterface is itselde as Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT stipe, beskikber fia de shielded modulêre jack. Twisted pair kabel of shielded twisted pair kabel kin brûkt wurde om te ferbinen mei dizze haven.

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.

Konsole (USB type-C)

It ûntwerp fan konsole brûkt in USB-UART converter, de measte OS fan 'e kompjûter hawwe de bestjoerder, as net, kin de link hjirûnder nuttich wêze: Dizze poarte wurdt brûkt as standert Linux-konsole. Jo kinne oanmelde 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.

LED

EdgeBox-RPI-200 brûke 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, low aktyf, programmearber.

EdgeBox-RPI-200 ek brûke twa griene kleur LED foar debug.

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 ynterne WI-FI-sinjaal fan CM4-module.

NOAT: De funksjes fan 'e antennes binne net fêst, miskien oanpast om oare gebrûk te dekken.

NANO SIM-kaartslot (opsjoneel)

De sim-kaart is allinich nedich yn sellulêre (4G, LTE of oaren basearre op sellulêre technology) modus.

NOAT: 

1. Allinnich NANO Sim-kaart wurdt akseptearre, omtinken foar de kaartgrutte.
2. De NANO sim-kaart wurdt ynfoege mei chip side top.

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.

Pinout: 

Sinjaal	PIN#	PIN#	Sinjaal
	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

NOAT: 

1. Alle lege sinjalen binne NC (net ferbine).
2. 4G_PWR is de yndividuele Netzteil foar Mini-PCIe card. It kin wurde ôfsletten of ynskeakele troch de GPIO6 fan CM4, it kontrôlesinjaal is heech aktyf.
3. 4G_LED sinjaal is ferbûn oan LED2 yntern, ferwize nei seksje fan 2.2.8.
4. SPI1 sinjalen wurde brûkt allinnich foar LoraWAN card, lykas WM1302.

M.2

EdgeBox-RPI-200 foarsjoen fan in M.2 socket fan M KEY type. ONLY 2242 grutte NVME SSD-kaart wurdt stipe, NET mSATA.

Bestjoerders en programmearring Schnittstellen

LED

It is in LED brûkt as brûker indicator, ferwize nei 2.2.8. Brûk LED2 as in 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
  OR
• $ echo 1 > wearde # útsette de brûker LED

Serial Port (RS232 en RS485)

Der binne twa yndividuele serial havens yn it systeem. De /dev/ ttyACM1 as RS232-poarte en /dev/ ttyACM0 as RS485-poarte. Brûk RS232 as eksample.

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

10

Cellular oer Mini-PCIe (opsjoneel)

Brûk Quectel EC20 as in eksample en folgje de stappen:

1. Foegje de EC20 yn Mini-PCIe-socket en mikro-sim-kaart yn relatearre slot, ferbine de antenne.
2. Oanmelde by it systeem fia konsole brûke pi/raspberry.
3. Skeakelje de krêft fan Mini-PCIe socket en loslitte it 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
  EN
• $ cd gpio5
• $ echo out> rjochting
• $ echo 1> wearde # loslitte it reset sinjaal fan Mini PCIe

NOAT: Dan begjint de LED fan 4G te flitsen.

Kontrolearje it apparaat:

$ lsusb

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

$dmesg

[185.421911] usb 1-1.3: nij USB-apparaat nûmer 5 mei hege snelheid mei dwc_otg
[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-apparatenstrings: Mfr = 1, Produkt = 2, SerialNumber = 0
[185.561963] usb 1-1.3: Produkt: Android
[185.561972] usb 1-1.3: Makker: 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-port) 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-port) 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-port) converter ûntdutsen
[185.667384] usb 1-1.3: GSM modem (1-poarte) 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-1.3, WWAN/QMI-apparaat, xx:xx:xx:xx:xx:xx
NOAT: 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 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20<link: 0x6 ether:41queen:60fuel: 42xtuel: 1000xtuel: XNUMX (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 dragers 0 botsingen 0

Hoe te brûken AT kommando

$ miniterm - Beskikbere havens:

• 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'

Fier poarteyndeks of folsleine namme yn:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

Guon nuttige AT-kommando's:

• AT // moat werom OK
• AT + QINISTAT // jout de inisjalisaasjestatus fan (U) SIM-kaart werom, it antwurd moat 7 wêze
• AT+QCCID // jout it ICCID (Integrated Circuit Card Identifier) ​​nûmer fan de (U)SIM-kaart werom

Hoe te skiljen

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

Dan knippert de 4G-led. As súkses, it rendemint like this

Foegje it routerpaad ta

• $ rûte tafoegje standert gw 10.64.64.64 of jo gateway XX.XX.XX.XX

Nim dan in test mei ping:

• $ ping google.com

WDT
Blokdiagram fan WDT

De WDT-module hat trije terminals, input, output en LED-yndikator.

NOAT: De LED is opsjoneel en net beskikber yn eardere hardware ferzje.

Hoe't it wurket

1. Systeem POWER ON.
2. Fertraging 200 ms.
3. Stjoer WDO in negative puls mei 200ms leech nivo om it systeem werom te setten.
4. Werom nei WDO.
5. Fertrage 120 sekonden wylst de yndikator knippert (typysk 1hz).
6. Skeakelje de yndikator.
7. Wachtsje op 8 pulsen by WDI nei aktive WDT-module en ljocht de LED.
8. Krij yn WDT-FEED-modus, op syn minst ien puls moat yn op syn minst elke 2 sekonden yn WDI ynfierd wurde, as net, moat de WDT-module in negative puls útfiere om it systeem werom te setten.
9. Gean nei 2.

RTC

RTC Chip ynformaasje

Nije revyzje: De chip fan RTC is PCF8563 fan NXP. It is monteard op it systeem I2C bus, it i2c adres moat wêze 0x51.

It OS sels hat de bestjoerder binnen, allinich wat wy nedich binne wat konfiguraasjes.

RTC ynskeakelje

• Om de RTC yn te skeakeljen moatte jo:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Foegje dan de folgjende rigel ta oan 'e boaiem fan' e /boot/config.txt
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Dan werstart it systeem
  • $sudo opnij starte
• Brûk dan it folgjende kommando om te kontrolearjen oft de RTC ynskeakele is:
  • $sudo hwclock -rv
• De útfier moat wêze:

NOAT: 

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.

Produktferoaring OPMERKING:

OLD Revision: De chip fan RTC is MCP79410 fan mikrochip. It is fêstmakke op it systeem I2C bus. It i2c-adres fan dizze chip moat 0x6f wêze. Om it yn te skeakeljen moatte jo:

Iepenje /etc/rc.local EN foegje 2 rigels ta:

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

Reset dan it systeem en de RTC wurket

UPS foar feilige ôfsluting (opsjoneel)

It UPS-modulediagram wurdt hjirûnder neamd.

De UPS-module wurdt ynfoege tusken de DC5V en CM4, in GPIO wurdt brûkt om 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 te brûken dizze funksje is Initiate in shutdown doe't GPIO pin feroarings. De opjûne GPIO-pin is konfigureare as in ynfierkaai dy't KEY_POWER-eveneminten genereart. Dit barren wurdt behannele troch systemd-logind troch in shutdown te begjinnen. Systeemferzjes âlder dan 225 hawwe in udev-regel nedich om it harkjen nei it ynfierapparaat mooglik te meitsjen: Brûk /boot/overlays/README as referinsje, wizigje dan /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

NOAT: 

1. Foar UPS-funksje nim dan kontakt mei ús op foar mear ynformaasje.
2. It alarmsinjaal is aktyf LOW.

Elektryske spesifikaasjes

Stromferbrûk

It enerzjyferbrûk fan 'e EdgeBox-RPI-200 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-RPI-200:

Noat: Op betingst fan stroomfoarsjenning 24V, gjin tafoegingskaart yn sockets en gjin USB-apparaten.

Mode fan operaasje	Aktueel (ma)	Krêft	Opmerking
Idle	81
Stress test	172		spanning -c 4 -t 10m -v &

UPS (opsjoneel)

De reservekopy tiid fan UPS module is tige ôfhinklik fan it systeem lading fan it systeem. Guon typyske betingsten wurde hjirûnder neamd. De testmodule fan CM4 is 4GB LPDDR4,32GB eMMC mei Wi-Fi-module.

Mode fan operaasje	Tiid (twadde)	Opmerking
Idle	55
Folsleine lading fan CPU	18	spanning -c 4 -t 10m -v &

Meganyske tekeningen

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Dokuminten / Resources

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompjûter [pdf] Brûkershânlieding EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompjûter, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompjûter, Raspberry PI CM4 Based Edge kompjûter, CM4 Based Edge kompjûter, Based Edge kompjûter

Referinsjes

• User Manual