Rubno računalo temeljeno na EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
Povijest revizija
01-05-2021 Kreirano
|
Revizija |
Datum |
Promjene |
|
1.0 |
01-05-2021 |
Stvoreno |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
1. Uvod
EdgeBox-RPI4 robusni je rubni računalni kontroler bez peraja s Raspberry Pi računalnim modulom 4 (CM4) za oštra industrijska okruženja. Može se koristiti za povezivanje terenskih mreža s aplikacijama u oblaku ili IoT. Dizajniran je od temelja kako bi se suočio s izazovima robusnih aplikacija po konkurentnim cijenama, idealan za mala poduzeća ili male narudžbe s velikim zahtjevima na više razina.
1.1 Značajke
- Vrhunska aluminijska šasija za teške uvjete rada
- Integrirani pasivni hladnjak
- Ugrađena mini PCIe utičnica za RF modul, kao što su 4G, WI-FI, Lora ili Zigbee
- SMA rupe za antenu x2
- Ugrađeni UPS sa superkapom za sigurno isključivanje
- Enkripcijski čip ATECC608A
- Nadzornik hardvera
- RTC sa super kondenzatorom
- Izolirani DI&DO terminal
- Nosač za DIN šinu od 35 mm
- Široko napajanje od 9 do 36V DC
Ove značajke čine EdgeBox-RPI4 dizajniranim za jednostavno postavljanje i brzu implementaciju za tipične industrijske aplikacije, kao što su praćenje statusa, upravljanje objektima, digitalno označavanje i daljinsko upravljanje javnim komunalnim uslugama. Nadalje, to je pristupno rješenje prilagođeno korisniku s 4 jezgre ARM Cortex A72 i većina industrijskih protokola može uštedjeti na ukupnim troškovima postavljanja, uključujući troškove kablova za električnu energiju, i pomoći smanjiti vrijeme postavljanja proizvoda. Njegov ultra-lagani i kompaktni dizajn odgovor je za primjene u prostorno ograničenim okruženjima i osigurava pouzdan rad u raznim ekstremnim okruženjima uključujući i aplikacije u vozilu.
1.2 Sučelja
|
Bilješka |
Naziv funkcije |
PIN broj |
PIN broj |
Naziv funkcije |
Bilješka |
|
|
VLAST |
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 |
|
BILJEŠKA: Preporučuju se kabeli od 24 awg do 16 awg
2 Ethernet konektora
3 USB 2.0 x 2
4 HDMI
5 LED2
6 LED1
7 SMA antena 1
8 Konzola (USB tip C)
9 utor za SIM karticu
10 SMA antena 2
1.3 Blok dijagram
Procesorska jezgra EdgeBox-RPI4 je ploča Raspberry CM4. Osnovna ploča specifična za OpenEmbed implementira specifične značajke. Pogledajte sljedeću sliku za blok dijagram.
2. Instalacija
2.1 Montaža
EdgeBox-RPI4 namijenjen je za dva zidna nosača, kao i jedan s 35 mm DIN-šinom. Pogledajte sljedeću sliku za preporučenu orijentaciju ugradnje.
www.OpenEmbed.com8
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
2.2 Priključci i sučelja
2.2.1 Napajanje
|
Prikvači # |
Signal |
Opis |
|
1 |
POWER_IN |
DC 9-36V |
|
2 |
GND |
Uzemljenje (referentni potencijal) |
GND uzemljenje (referentni potencijal)
The PE signal nije obavezan. Ako nema EMI-ja, PE veza se može ostaviti otvorenom.
2.2.2 Serijski priključak (RS232 i RS485)
|
Prikvači # |
Signal |
Opis |
|
4 |
RS232_RX |
RS232 prijemna linija |
|
6 |
RS232_TX |
RS232 prijenosna linija |
|
8 |
GND |
Uzemljenje (referentni potencijal) |
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
RS485_GND signal je izoliran sa "GND" signalom. Ako se koristi oklopljena upredena parica, RS485_GND spojen je na oklop.
BILJEŠKA: Unutra je ugrađen završni otpornik od 120 Ohma za RS485.
|
Prikvači # |
Signal |
Opis |
|
3 |
RS485_A |
RS485 linija razlike visoka |
|
5 |
RS485_B |
RS485 linija razlike niska |
|
7 |
RS485 _GND |
RS485 uzemljenje (izolirano od GND-a) |
RS485_GND signal je izoliran sa "GND" signalom. Ako se koristi oklopljena upredena parica, RS485_GND spojen je na oklop.
BILJEŠKA: Unutra je ugrađen završni otpornik od 120 Ohma za RS485.
2.2.3 DI&DO
|
Prikvači # |
signal terminala |
aktivan |
BCM2711 |
BILJEŠKA |
|
09 |
DI0- |
VISOKO |
GPIO17 |
|
|
11 |
DI0+ |
|||
|
13 |
DI1- |
VISOKO |
GPIO27 |
|
|
15 |
DI1+ |
|||
|
10 |
DO0_0 |
VISOKO |
GPIO23 |
|
|
12 |
DO0_1 |
|||
|
14 |
DO1_0 |
VISOKO |
GPIO24 |
|
|
16 |
DO1_1 |
BILJEŠKA:
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
BILJEŠKA:
1. DC svtage za ulaz je 24V (+- 10%).
2. DC svtage za izlaz treba biti ispod 60V, trenutni kapacitet je 500ma.
3. Kanal 0 i kanal 1 ulaza međusobno su izolirani
4. Kanal 0 i kanal 1 izlaza međusobno su izolirani
2.2.4 HDMI
Izravno spojen na Raspberry PI CM4 ploču s TVS poljem.
2.2.5 Ethernet
Ethernet sučelje je isto kao Raspberry PI CM4,10, podržano 100/1000/XNUMX-BaseT, dostupno putem oklopljenog modularna utičnica. Kabel s upletenom paricom ili oklopljena tžičane parice se mogu koristiti za spajanje na ovaj priključak.
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
2.2.6 USB HOST
Na konektorskoj ploči nalaze se dva USB sučelja. Dva priključka dijele isti elektronički osigurač.
BILJEŠKA: Maksimalna struja za oba priključka ograničena je na 1000 ma.
2.2.7 Konzola (USB tip C)
Dizajn konzole koristi USB-UART pretvarač, većina OS-a računala ima upravljački program, ako ne, poveznica ispod može biti korisna: https://www.silabs.com/products/interface/usb-bridges/classic-usb-bridges/device.cp2104 Ovaj se priključak koristi kao zadani Linux konzolni priključak. Možete se prijaviti u OS pomoću postavki 115200,8n1(bitovi: 8,Paritet: ništa, zaustavni bitovi: 1, kontrola toka: ništa). Potreban je i terminalski program kao što je putty. Zadano korisničko ime je pi, a lozinka je malina.
2.2.8 LED
EdgeBox-RPI4 koristi dvije zeleno/crvene dvobojne LED diode kao vanjske indikatore.
LED1: zelena kao indikator napajanja i crvena kao aktivan eMMC.
LED2: zelena kao 4G indikator i crveno kao LED dioda koju može programirati korisnik spojen na GPIO21, slabo aktivan, programabilan.
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
EdgeBox-RPI4 također koristi dvije LED zelene boje za otklanjanje pogrešaka.
2.2.9 SMA konektor
Postoje dvije rupe za SMA konektor za antene. Vrste antena uvelike ovise o tome koji su moduli ugrađeni u Mini-PCIe utičnicu. ANT1 se prema zadanim postavkama koristi za Mini-PCIe utičnicu, a ANT2 za Internul WI-FI signal iz CM4 modula. 1. Funkcije antena nisu fiksne, možda su prilagođene za druge svrhe.2.2.10 Utor za NANO SIM karticu
Sim kartica je potrebna samo u mobilnom (4G, LTE ili drugom načinu rada koji se temelji na mobilnoj tehnologiji).
BILJEŠKE:
1. Funkcije antena nisu fiksne, možda su prilagođene za druge svrhe.
2.2.10 Utor za NANO SIM karticu
Sim kartica je potrebna samo u mobilnom (4G, LTE ili drugom načinu rada koji se temelji na mobilnoj tehnologiji).
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
BILJEŠKE:
- OPrihvaća se samo NANO Sim kartica, obratite pozornost na veličinu kartice.
- NANO sim kartica umetnuta je s gornjom stranom s čipom.
2.2.11 Mini-PCIe ![]()
Narančasto područje gruba je pozicija Mini-PCIe dodatne kartice, samo jedna potreban je vijak m2x5.
Donja tablica prikazuje sve signale. Podržane su Mini-PCIe kartice pune veličine.
|
Signal |
PIN broj |
PIN broj |
PIN# signal |
|
|
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 korisnički priručnik
18 GND 20 21 22 PREST# 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 |
PREST # |
|
|
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 |
NNAPOMENA 3: 4G_LED signal je spojen na LED2 internally, pogledajte odjeljak of 2.2.8.
NNAPOMENA 4: SPI1 signali se koriste samo za Lora WAN automobild, kao što je SX1301,SX1302 naprijedmton third company.
2.2.12 M.2
EdgeBox-RPI4 je opremljen M.2 utičnicom tipa M KEY. SAMO NVME SSD kartica veličine 2242 podrška, NE msata.
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
3. Upravljački programi i programska sučelja
3.1 LED ![]()
LED se koristi kao indikator korisnika, pogledajte 2.2.8.
Koristite LED2 kao nprample za testiranje funkcije.
$ sudo -i #enable privilegije root računa
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 21 > izvoz #GPIO21 koji je korisnički LED LED2 $ cd gpio21
$ echo out > smjer
$ echo 0 > vrijednost # uključite korisničku LED, LOW aktivan $ echo 1 > vrijednost # isključite korisničku LED
3.2 Serijski priključak (RS232 i RS485)
U sustavu postoje dva zasebna serijska priključka. /dev/ttyUSB1 kao RS232 port i/dev/ttyUSB0 kao RS485 port. Koristite RS232 kao primjerample. $ python
>>> import serijski
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyUSB1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')
3.3 Cellular preko Mini-PCIe
Koristite Quectel EC20 kao primjerample i slijedite korake:
1. Umetnite EC20 u Mini-PCIe utičnicu i mikro sim karticu u odgovarajući utor, spojite antenu.
2. Prijavite se u sustav preko konzole koristeći pi/raspberry.
3. Uključite Mini-PCIe utičnicu i otpustite signal resetiranja. $ sudo -i #enable privilegije root računa
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 6 > izvoz #GPIO6 što je POW_ON signal
$ echo 5 > izvoz #GPIO5 koji je signal resetiranja
$ cd gpio6
$ echo out > smjer
$ echo 1 > vrijednost # uključi Mini PCIe pravi
$ cd gpio5
$ echo out > smjer
$ echo 1 > value # otpusti signal resetiranja Mini PCIe
BILJEŠKA: Zatim LED dioda 4G počinje treperiti.
4. Provjerite uređaj:
$ lsusb
$ Bus 001 Uređaj 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE modem
…… $ dmesg
I
$
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
[ 185.421911] usb 1-1.3: novi USB uređaj velike brzine broj 5 koji koristi dwco tg
[ 185.561937] usb 1-1.3: Pronađen novi USB uređaj, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18[ 185.561953] usb 1-1.3: nizovi novih USB uređaja: proizvođač=1, proizvod=2, serijski broj=0[ 185.561963] usb 1-1.3: Proizvod: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Proizvođač: Android
[ 185.651402] usbcore: registriran novi upravljački program sučelja cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: registrirana nova opcija upravljačkog programa sučelja [ 185.665593] usbserial: USB serijska podrška registrirana za GSM modem (1-port) [ 185.665973] opcija 1-1.3:1.0: otkriven pretvarač GSM modema (1 porta) [ 185.666283] usb 1-1.3: pretvarač GSM modema (1 port) sada je priključen na ttyUSB2
[ 185.666499] opcija 1-1.3:1.1: otkriven pretvarač GSM modema (1 porta) [ 185.666701] usb 1-1.3: pretvarač GSM modema (1 port) sada je priključen na ttyUSB3
[ 185.666880] opcija 1-1.3:1.2: otkriven pretvarač GSM modema (1 porta) [ 185.667048] usb 1-1.3: pretvarač GSM modema (1 port) sada je priključen na ttyUSB4
[ 185.667220] opcija 1-1.3:1.3: otkriven konverter GSM modema (1 port) [ 185.667384] usb 1-1.3: konverter GSM modema (1 port) sada je priključen na ttyUSB5
[ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: USB WDM uređaj [ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: registrirajte 'qmi_wwan' na usb-3f980000.usb-1.3, WWAN/QMI
……
xx:xx:xx:xx:xx:xx je MAC adresa.
$ ifconfig -a
……wwan0: zastavice=4163 mtu 1500 inet 169.254.69.13 mrežna maska 255.255.0.0 emitiranje 169.254.255.255inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefikslen 64 scopeid 0x20ether 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX paketi 0 bajtova 0 (0.0 B)
RX pogreške 0 ispuštene 0 prekoračenja 0 okvir 0
TX paketi 165 bajtova 11660 (11.3 KiB)
TX pogreške 0 ispuštene 0 prekoračenja 0 nosač 0 sudari 0 5. Kako koristiti AT naredbu
$ miniterm — Dostupni priključci:
— 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'
uređaj,xx:xx:xx:xx:xx:xx
— 7: /dev/ttyUSB5 'Android'
— Unesite indeks porta ili puno ime:
$ mini termin /dev/ttyUSB5 115200
Neke korisne AT naredbe:
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
- AT //treba vratiti OK
- AT+QINISTAT //vrati status inicijalizacije (U)SIM kartice, odgovor bi trebao biti 7
- AT+QCCID //vraća ICCID (Integrated Circuit Card Identifier) broj (U)SIM kartice
6. Kako birati ![]()
$su korijen
$ cd /usr/app/linux-ppp-skripte
Zatim treperi 4G LED.
U slučaju uspjeha, povratak ovako:
7. Dodajte putanju usmjerivača
$ route add default gw 10.64.64.64 ili vaš gateway XX.XX.XX.XX Zatim napravite test
$ ping google.com
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
3.4 WDT
3.4.1 Blok dijagram WDT-a
WDT modul ima tri terminala, input ,izlaz i LED indikator.
WDI (GPIO25) WDO(Sustav RST#)
Napomena: LED nije obavezan i nije dostupno u ranoj fazir verzija hardvera.
3.4.2 Kako djeluje
1. System UKLJUČITE.
2. Delay 200 ms.
3. Poslati WDO negacijative puls s 200ms niska razina za resetiranje sustav.
4. Povucite gore WDO.
5. Delay 120 sekundi dok indikator treperihing (tipično 1 Hz).
3 V 3
6. Okreni se isključite indikator.
7. Čekaj za 8 impulsa na WDI na aktivni WDT modul i upalite LED.
8. Uključite se u WDT-FEED način , barem jedna strulse treba unijeti u WDI najmanje svake 2 sekunde, ako nije, WDT modul bi trebao emitirati negativan impuls za resetiranje sustava.
9. Idi na 2.
LED ZELENA WDT
3.5 RTC
TRTC čip je MCP79410 iz mikročipa. Montira se na symatična I2C sabirnica. R16 22R R0402
R17 22R R0402
3.5.1
GPIO2 GPIO3
I2C_SDA I2C_SCL
www.OpenEmbed.com21
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
Sam OS ima upravljački program unutra, samo su nam potrebne neke konfiguracije. Otvorite /etc/rc.local I dodajte 2 retka:
echo “mcp7941x 0x6f” > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device hwclock -s
Zatim resetirajte sustav i RTC radi.
1.provjerite je li točka upravljačkog programa i2c-1 otvorena, a točka zatvorena prema zadanim postavkama. 2. procijenjeno vrijeme sigurnosne kopije RTC-a je 15 dana.
3.10 UPS za sigurno isključivanje Dolje je naveden dijagram UPS modula.
3.5.2
Bilješka：
UPS modul je umetnut između DC5V i CM4, a GPIO se koristi za alarmiranje CPU-a kada napajanje od 5V nestane. Tada bi CPU trebao učiniti nešto hitno u skripti prije iscrpljivanja energije super kondenzator i pokrenite " $shutdown" Drugi način korištenja ove funkcije je pokretanje isključivanja kada se promijeni GPIO pin. Navedeni GPIO pin konfiguriran je kao ulazni ključ koji generira događaje KEY_POWER. Ovim događajem upravlja login sustava iniciranje gašenja. System d verzije starije od 225 trebaju udev pravilo koje omogućuje slušanje unosa
www.OpenEmbed.com22
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
Koristiti /boot/overlays/README kao referencu, zatim izmijenite /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-gašenje, gpio_pin=GPIO22,active_low=1
BILJEŠKA:Signal alarma je aktivan LOW.
uređaj:
EdgeBox-RPI4 korisnički priručnik
4. Električne specifikacije
4.1 Potrošnja energije
The potrošnja energije EdgeBox-RPI4 uvelike ovisi o primjeni, načinu rada i priključenim perifernim uređajima. Navedene vrijednosti moraju se smatrati približnim vrijednostima. Sljedeća tablica prikazuje parametre potrošnje energije EdgeBox-RPI4: Bilješka: Pod uvjetom napajanja od 24 V, bez dodatne kartice u utičnicama i bez USB uređaja. Način rada 81Test stresa 172 stres -c 4 -t 10m -v &
| Način rada | Struja (ma) | Vlast | Napomena |
| besposlen | 81 | ||
| Test stresa | 172 |
naprezanje -c 4 -t 10m -v &
|
|
4.2 UPS
The vrijeme sigurnosne kopije UPS modula uvelike ovisi o opterećenju sustava. Navedena su neka tipična stanja ispod. Testni modul CM4 je 4GB LPDDR4,32GB eMMC s Wi-FI modulom. Način rada 55 Puno opterećenje CPU-a 18 stres -c 4 -t 10m -v &5. Mehanički crteži
| Način rada | Struja (ma) | Vlast | Napomena |
| besposlen | 55 | ||
| Puno opterećenje procesora | 18 |
naprezanje -c 4 -t 10m -v &
|
|
5. Mehanički crteži
TBD
Dokumenti / Resursi
 |
Rubno računalo temeljeno na OpenEmbed EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 [pdf] Korisnički priručnik EdgeBox-RPI4, rubno računalo temeljeno na Raspberry PI CM4, EdgeBox-RPI4 rubno računalo temeljeno na Raspberry PI CM4, rubno računalo temeljeno na CM4, rubno računalo temeljeno na rubu, računalo |
