Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 temeljeno Edge računalo

Povijest revizija 

Revizija	Datum	Promjene
1.0	17-08-2022	Stvoreno
2.1	13-01-2022	Obavijest o promjeni proizvoda

Obavijest o promjeni proizvoda:

Kao dio našeg kontinuiranog procesa poboljšanja, napravili smo dolje navedene promjene u hardverskoj verziji D.
Ova promjena utječe na softver.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Opis u Linuxu je promijenjen:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • Adresa novog RTC-a je 0x51.

Uvod

EdgeBox-RPI-200 robusni je rubni računalni kontroler bez ventilatora 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 male tvrtke ili male narudžbe s velikim zahtjevima na više razina.

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
• 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
• Dodatno: UPS sa SuperCap za sigurno isključivanje*
• Raspberry Pi CM4 ugrađen WiFi 2.4 GHz, 5.0 GHz opremljen IEEE 802.11 b/g/n/ac**
• Raspberry Pi CM4 ugrađeni Bluetooth 5.0, opremljen BLE**

Ove značajke čine EdgeBox-RPI-200 dizajniranim za jednostavno postavljanje i brzu implementaciju za tipične industrijske aplikacije, kao što su nadzor 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 u smanjenju vremena 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.

BILJEŠKA: Za više informacija o funkciji UPS-a kontaktirajte nas. WiFi i BLE značajke mogu se pronaći u verzijama od 2 GB i 4 GB.

sučelja

1. Višenamjenski feniks konektor
2. Ethernet priključak
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

Višenamjenski feniks konektor

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	DO1_0
	DI1+	15	16	DO1_1

BILJEŠKA: Preporučuju se kabeli od 24 awg do 16 awg

Blok dijagram

Procesorska jezgra EdgeBox-RPI-200 je ploča Raspberry CM4. Posebna osnovna ploča implementira specifične značajke. Pogledajte sljedeću sliku za blok dijagram.

Montaža

Montaža

EdgeBox-RPI-200 je namijenjen za dva zidna nosača, kao i jedan s 35mm DIN-šinom. Pogledajte sljedeću sliku za preporučenu orijentaciju montaže.

Priključci i sučelja

Napajanje

Prikvači #	Signal	Opis
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Uzemljenje (referentni potencijal)

PE signal nije obavezan. Ako nema EMI-ja, PE veza može ostati otvorena.

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)

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)

Prikvači #	Signal terminala	PIN Razina aktivnog	PIN GPIO od 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:

BILJEŠKA: 

1. DC voltage za ulaz je 24V (+- 10%).
2. DC voltage za izlaz bi trebao 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

HDMI

Izravno spojen na Raspberry PI CM4 ploču s TVS poljem.

Ethernet

Ethernet sučelje je isto kao i Raspberry PI CM4,10, podržano 100/1000/XNUMX-BaseT, dostupno preko oklopljene modularne utičnice. Za spajanje na ovaj priključak može se koristiti kabel s upredenom paricom ili oklopljeni kabel s upletenom paricom.

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.

Konzola (USB tip-C)

Dizajn konzole koristio je USB-UART konverter, većina OS-a računala ima upravljački program, ako ne, poveznica ispod može biti korisna: Ovaj priključak se koristi kao zadani Linux konzola. Možete se prijaviti u OS pomoću postavki 115200,8n1 (Bitovi: 8, Paritet: Ništa, Stop bitovi: 1, Kontrola toka: Ništa). Potreban je i terminalski program kao što je putty. Zadano korisničko ime je pi, a lozinka je malina.

LED

EdgeBox-RPI-200 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 crvena kao LED dioda koju može programirati korisnik spojena na GPIO21, slabo aktivna, programabilna.

EdgeBox-RPI-200 također koristi dvije LED zelene boje za otklanjanje pogrešaka.

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 zadano koristi za Mini-PCIe utičnicu, a ANT2 je za interni WI-FI signal iz CM4 modula.

BILJEŠKA: Funkcije antena nisu fiksne, možda su prilagođene za druge svrhe.

Utor za NANO SIM karticu (opcionalno)

SIM kartica je potrebna samo u mobilnom načinu rada (4G, LTE ili drugi koji se temelje na mobilnoj tehnologiji).

BILJEŠKA: 

1. Prihvaća se samo NANO Sim kartica, obratite pozornost na veličinu kartice.
2. NANO sim kartica umetnuta je s gornjom stranom s čipom.

Mini-PCIe

Narančasto područje je grubi položaj Mini-PCIe dodatne kartice, potreban je samo jedan m2x5 vijak.

Donja tablica prikazuje sve signale. Podržane su Mini-PCIe kartice pune veličine.

Pinout: 

Signal	PIN broj	PIN broj	Signal
	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	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

BILJEŠKA: 

1. Svi prazni signali su NC (ne povezuju se).
2. 4G_PWR je pojedinačno napajanje za Mini-PCIe karticu. Može se isključiti ili uključiti pomoću GPIO6 CM4, kontrolni signal je visoko aktivan.
3. 4G_LED signal interno je spojen na LED2, pogledajte odjeljak 2.2.8.
4. SPI1 signali se koriste samo za LoraWAN karticu, kao što je WM1302.

M.2

EdgeBox-RPI-200 opremljen je M.2 utičnicom tipa M KEY. SAMO NVME SSD kartica veličine 2242 je podržana, NE mSATA.

Upravljački programi i sučelja za programiranje

LED

LED se koristi kao indikator korisnika, pogledajte 2.2.8. Koristite LED2 kao primjerample 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
  OR
• $ echo 1 > vrijednost # isključite korisničku LED

Serijski priključak (RS232 i RS485)

U sustavu postoje dva zasebna serijska priključka. /dev/ ttyACM1 kao RS232 port i /dev/ ttyACM0 kao RS485 port. Koristite RS232 kao primjerample.

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

10

Mobilna veza preko Mini-PCIe (izborno)

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 napajanje Mini-PCIe utičnice 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
  I
• $ cd gpio5
• $ echo out > smjer
• $ echo 1 > value # otpusti signal resetiranja Mini PCIe

BILJEŠKA: Zatim LED dioda 4G počinje treperiti.

Provjerite uređaj:

$ lsusb

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

$ dmesg

[ 185.421911] usb 1-1.3: novi USB uređaj velike brzine broj 5 koristeći dwc_otg
[ 185.561937] usb 1-1.3: Pronađen novi USB uređaj, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: Novi nizovi USB uređaja: Mfr = 1, Proizvod = 2, SerialNumber = 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 priključka) sada je priključen na ttyUSB2 [ 185.666499] opcija 1-1.3:1.1: otkriven je pretvarač GSM modema (1 priključka)
[ 185.666701] usb 1-1.3: pretvarač GSM modema (1 priključka) sada je priključen na ttyUSB3 [ 185.666880] opcija 1-1.3:1.2: otkriven je pretvarač GSM modema (1 priključka)
[ 185.667048] usb 1-1.3: pretvarač GSM modema (1 priključka) sada je priključen na ttyUSB4 [ 185.667220] opcija 1-1.3:1.3: otkriven je pretvarač GSM modema (1 priključka)
[ 185.667384] usb 1-1.3: pretvarač 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 uređaj,xx:xx:xx:xx:xx:xx
BILJEŠKA: xx:xx:xx:xx:xx: xx je MAC adresa

$ ifconfig -a
…… wwan0: flags=4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 mrežna maska ​​255.255.0.0 emitiranje 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20 ether 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 XNUMX (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 odbačene 0 prekoračenja 0 nosioci 0 sudari 0

Kako koristiti AT naredbu

$ miniterm — Dostupni priključci:

• 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'

Unesite indeks porta ili puno ime:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

Neke korisne AT naredbe:

• 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

Kako birati

• $su korijen
• $ cd /usr/app/linux-ppp-skripte
• $./quectel-pppd.sh

Zatim treperi 4G LED. Ako uspije, povratak ovako

Dodajte putanju usmjerivača

• $ route add default gw 10.64.64.64 ili vaš gateway XX.XX.XX.XX

Zatim napravite test s pingom:

• $ ping google.com

WDT
Blok dijagram WDT-a

WDT modul ima tri terminala, ulaz, izlaz i LED indikator.

BILJEŠKA: LED je opcionalan i nije dostupan u ranijim verzijama hardvera.

Kako radi

1. Sustav UKLJUČEN.
2. Kašnjenje 200ms.
3. Pošaljite WDO-u negativan impuls s niskom razinom od 200 ms za resetiranje sustava.
4. Povucite gore WDO.
5. Odgoda od 120 sekundi dok indikator treperi (uobičajeno 1 Hz).
6. Isključite indikator.
7. Pričekajte 8 impulsa na WDI do aktivnog WDT modula i upalite LED.
8. Prijeđite u način rada WDT-FEED, najmanje jedan impuls treba unijeti u WDI najmanje svake 2 sekunde, ako ne, WDT modul bi trebao poslati negativni impuls za resetiranje sustava.
9. Idi na 2.

RTC

Informacije o RTC čipu

Nova revizija: RTC čip je PCF8563 iz NXP-a. Montira se na I2C sabirnicu sustava, i2c adresa bi trebala biti 0x51.

Sam OS ima upravljački program unutra, samo su nam potrebne neke konfiguracije.

Omogući RTC

• Da biste omogućili RTC, trebate:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Zatim dodajte sljedeći redak na dno /boot/config.txt
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Zatim ponovno pokrenite sustav
  • $sudo ponovno pokretanje
• Zatim upotrijebite sljedeću naredbu da provjerite je li RTC omogućen:
  • $sudo hwclock -rv
• Izlaz bi trebao biti:

BILJEŠKA: 

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.

NAPOMENA o promjeni proizvoda:

STARA Revizija: RTC čip je MCP79410 iz mikročipa. Montira se na I2C sabirnicu sustava. I2c adresa ovog čipa trebala bi biti 0x6f. Da biste ga omogućili, trebate:

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

UPS za sigurno isključivanje (opcionalno)

Dolje je naveden dijagram UPS modula.

UPS modul je umetnut između DC5V i CM4, GPIO se koristi za alarmiranje CPU-a kada 5V napajanje nestane. Tada bi CPU trebao učiniti nešto hitno u skripti prije iscrpljenosti energije superkondenzatora i pokrenuti "$ shutdown" Drugi način za korištenje 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 systemd-logind pokretanjem gašenja. Systemd verzije starije od 225 trebaju udev pravilo koje omogućuje slušanje ulaznog uređaja: Koristite /boot/overlays/README kao referencu, a zatim promijenite /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-gašenje, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

BILJEŠKA: 

1. Za više informacija o funkciji UPS-a kontaktirajte nas.
2. Signal alarma je aktivan LOW.

Električne specifikacije

Potrošnja energije

Potrošnja energije EdgeBox-RPI-200 uvelike ovisi o primjeni, načinu rada i priključenim perifernim uređajima. Navedene vrijednosti moraju se smatrati približnim vrijednostima. Sljedeća tablica prikazuje parametre potrošnje energije EdgeBox-RPI-200:

Bilješka: Pod uvjetom napajanja od 24 V, bez dodatne kartice u utičnicama i bez USB uređaja.

Način rada	Struja (ma)	Vlast	Napomena
besposlen	81
Test stresa	172		naprezanje -c 4 -t 10m -v &

UPS (opcionalno)

Vrijeme sigurnosne kopije UPS modula uvelike ovisi o opterećenju sustava. Dolje su navedeni neki tipični uvjeti. Testni modul CM4 je 4GB LPDDR4,32GB eMMC s Wi-Fi modulom.

Način rada	Vrijeme (sekunda)	Napomena
besposlen	55
Puno opterećenje procesora	18	naprezanje -c 4 -t 10m -v &

Mehanički crteži

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Dokumenti / Resursi

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 temeljeno Edge računalo [pdf] Korisnički priručnik EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge računalo, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge računalo, Raspberry PI CM4 Based Edge računalo, CM4 Based Edge računalo, Based Edge računalo

Reference

• korisnički priručnik