Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Komputer Edge Berbasis Raspberry PI CM4

Riwayat Revisi 

Revisi	Tanggal	Perubahan
1.0	Telepon: 17-08-2022	Dibuat
2.1	Telepon: 13-01-2022	Pemberitahuan Perubahan Produk

Pemberitahuan Perubahan Produk:

Sebagai bagian dari proses perbaikan berkelanjutan, kami membuat perubahan di bawah ini pada versi perangkat keras D.
Ada dampak pada perangkat lunak karena perubahan ini.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Deskripsi di Linux telah diubah:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • Alamat RTC baru adalah 0x51.

Perkenalan

EdgeBox-RPI-200 adalah Edge Computing Controller tanpa kipas yang tangguh dengan Modul Komputer Raspberry Pi 4 (CM4) untuk lingkungan industri yang keras. Ini dapat digunakan untuk menghubungkan jaringan lapangan dengan aplikasi cloud atau IoT. Ini dirancang dari awal untuk memenuhi tantangan aplikasi yang tangguh dengan harga yang kompetitif, ideal untuk usaha kecil atau pesanan kecil dengan permintaan skala multi-level.

Fitur

• Sasis Aluminium canggih untuk lingkungan yang keras
• Heat sink pasif terintegrasi
• Soket PCIe mini bawaan untuk modul RF, seperti 4G, WI-FI, Lora atau Zigbee
• Lubang antena SMA x2
• Chip enkripsi ATECC608A
• Pengawas Perangkat Keras
• RTC dengan Kapasitor Super
• Terminal DI&DO terisolasi
• Dukungan Rel DIN 35mm
• Catu daya lebar dari 9 hingga 36V DC
• Opsional: UPS dengan SuperCap untuk mematikan secara aman*
• Raspberry Pi CM4 WiFi onboard 2.4 GHz, 5.0 GHz dilengkapi IEEE 802.11 b/g/n/ac**
• Raspberry Pi CM4 bawaan Bluetooth 5.0, dilengkapi BLE**

Fitur-fitur ini membuat EdgeBox-RPI-200 dirancang untuk kemudahan pengaturan dan penerapan cepat untuk aplikasi industri pada umumnya, seperti pemantauan status, manajemen fasilitas, papan reklame digital, dan kendali jarak jauh utilitas publik. Selain itu, ini adalah solusi gateway yang ramah pengguna dengan 4 inti ARM Cortex A72 dan sebagian besar protokol industri dapat menghemat total biaya penerapan termasuk biaya pemasangan kabel daya listrik dan membantu mengurangi waktu penerapan produk. Desainnya yang sangat ringan dan kompak adalah jawaban untuk aplikasi di lingkungan yang terbatas ruang dan memastikannya dapat beroperasi dengan andal di berbagai lingkungan ekstrem termasuk aplikasi di dalam kendaraan.

CATATAN: Untuk fungsi UPS silahkan hubungi kami untuk informasi lebih lanjut. Fitur WiFi dan BLE dapat ditemukan pada versi 2GB dan 4GB.

Antarmuka

1. Konektor phoenix multi-fungsi
2. Konektor Ethernet
3. Kabel USB 2.0x2
4. Video yang menggunakan HDMI
5. LED2
6. LED1
7. Antena SMA 1
8. Konsol (USB tipe C)
9. Slot kartu SIM
10. Antena SMA 2

Konektor phoenix multi-fungsi

Catatan	Nama fungsi	nomor PIN	PIN#	Nama fungsi	Catatan
	KEKUATAN	1	2	GND
	RS485_A	3	4	RS232_RX
	RS485_B	5	6	RS232_TX
	RS485_GND	7	8	RS232_GND
	DI0-	9	10	LAKUKAN0_0
	DI0+	11	12	LAKUKAN0_1
	DI1-	13	14	LAKUKAN1_0
	DI1+	15	16	LAKUKAN1_1

CATATAN: Kabel 24awg ke 16awg disarankan

Diagram Blok

Inti pemrosesan EdgeBox-RPI-200 adalah papan Raspberry CM4. Papan dasar tertentu mengimplementasikan fitur-fitur spesifik. Lihat gambar berikutnya untuk diagram blok.

Instalasi

Pemasangan

EdgeBox-RPI-200 ditujukan untuk dua pemasangan di dinding, serta satu dengan rel DIN 35 mm. Lihat gambar berikutnya untuk orientasi pemasangan yang disarankan.

Konektor dan Antarmuka

Catu daya

Pin#	Sinyal	Keterangan
1	KEKUATAN_IN	DC 9-36V
2	GND	Tanah (Potensi referensi)

Sinyal PE bersifat opsional. Jika tidak ada EMI, sambungan PE dapat dibiarkan terbuka.

Port Serial (RS232 dan RS485)

Pin#	Sinyal	Keterangan
4	RS232_RX	RS232 menerima saluran
6	RS232_TX	Saluran transmisi RS232
8	GND	Tanah (Potensi referensi)

Pin#	Sinyal	Keterangan
3	RS485_A	Garis perbedaan RS485 tinggi
5	RS485_B	Garis perbedaan RS485 rendah
7	RS485_GND	RS485 Ground (terisolasi dari GND)

Pin#	Sinyal terminal	Tingkat PIN aktif	PIN GPIO dari BCM2711	CATATAN
09	DI0-	TINGGI	GPIO17
11	DI0+
13	DI1-	TINGGI	GPIO27
15	DI1+
10	LAKUKAN0_0	TINGGI	GPIO23
12	LAKUKAN0_1
14	LAKUKAN1_0	TINGGI	GPIO24
16	LAKUKAN1_1

CATATAN:

CATATAN: 

1. tegangan DCtage untuk input adalah 24V (+- 10%).
2. tegangan DCtage untuk output harus di bawah 60V, kapasitas saat ini adalah 500mA.
3. Saluran 0 dan saluran 1 masukan diisolasi satu sama lain
4. Saluran 0 dan saluran 1 keluaran diisolasi satu sama lain

Video yang menggunakan HDMI

Terhubung langsung ke papan Raspberry PI CM4 dengan TVS array.

Eternet

Antarmuka Ethernet sama dengan dukungan Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT, tersedia melalui jack modular terlindung. Kabel twisted pair atau kabel twisted pair berpelindung dapat digunakan untuk menyambung ke port ini.

HOST USB

Ada dua antarmuka USB di panel konektor. Kedua port berbagi sekering elektronik yang sama.

CATATAN: Arus maks untuk kedua port dibatasi hingga 1000mA.

Konsol (USB tipe-C)

Desain konsol menggunakan konverter USB-UART, sebagian besar OS komputer memiliki driver, jika tidak, tautan di bawah ini mungkin berguna: Port ini digunakan sebagai default konsol Linux. Anda dapat masuk ke OS menggunakan pengaturan 115200,8n1 (Bits: 8, Parity: None, Stop Bits: 1, Flow Control: None). Program terminal seperti putty juga diperlukan. Nama pengguna default adalah pi dan kata sandinya adalah raspberry.

DIPIMPIN

EdgeBox-RPI-200 menggunakan dua LED warna ganda hijau/merah sebagai indikator luar.

LED 1: hijau sebagai indikator daya dan merah sebagai eMMC aktif.

LED 2: hijau sebagai indikator 4G dan merah sebagai led yang dapat diprogram pengguna yang terhubung ke GPIO21, aktif rendah, dapat diprogram.

EdgeBox-RPI-200 juga menggunakan dua LED warna hijau untuk debug.

Konektor SMA

Ada dua lubang Konektor SMA untuk antena. Jenis antena sangat bergantung pada modul apa yang dipasang pada soket Mini-PCIe. ANT1 secara default digunakan untuk soket Mini-PCIe dan ANT2 untuk sinyal WI-FI internal dari modul CM4.

CATATAN: Fungsi antena tidak tetap, mungkin disesuaikan dengan penggunaan lain.

Slot kartu SIM NANO (Opsional)

Kartu sim hanya diperlukan dalam mode seluler (4G, LTE atau lainnya yang berbasis teknologi seluler).

CATATAN: 

1. Hanya kartu SIM NANO yang diterima, perhatikan ukuran kartu.
2. Kartu sim NANO dimasukkan dengan sisi atas chip.

Mini-PCIe

Area oranye adalah posisi kartu tambahan Mini-PCIe yang kasar, hanya diperlukan satu sekrup m2x5.

Tabel di bawah menunjukkan semua sinyal. Kartu Mini-PCIe ukuran penuh didukung.

Pin keluar: 

Sinyal	PIN#	PIN#	Sinyal
	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	PERTAMA #
	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

CATATAN: 

1. Semua sinyal kosong adalah NC (tidak terhubung).
2. 4G_PWR adalah catu daya individual untuk kartu Mini-PCIe. Dapat dimatikan atau dihidupkan dengan GPIO6 CM4, sinyal kontrol aktif tinggi.
3. Sinyal 4G_LED terhubung ke LED2 secara internal, lihat bagian 2.2.8.
4. Sinyal SPI1 hanya digunakan untuk kartu LoraWAN, seperti WM1302.

M.2

EdgeBox-RPI-200 dilengkapi soket M.2 tipe M KEY. HANYA kartu SSD NVME ukuran 2242 yang mendukung, BUKAN mSATA.

Driver dan Antarmuka Pemrograman

DIPIMPIN

Ini adalah LED yang digunakan sebagai indikator pengguna, lihat 2.2.8. Gunakan LED2 sebagai contohample untuk menguji fungsi.

• $ sudo -i #mengaktifkan hak istimewa akun root
• $ cd /sys/kelas/gpio
• $ echo 21 > ekspor #GPIO21 yang merupakan LED pengguna dari LED2
• $cd gpio21
• $ echo out > arah
• $ echo 0 > nilai # nyalakan LED pengguna, RENDAH aktif
  OR
• $ echo 1 > nilai # matikan LED pengguna

Port Serial (RS232 dan RS485)

Ada dua port serial individual dalam sistem. /dev/ ttyACM1 sebagai port RS232 dan /dev/ ttyACM0 sebagai port RS485. Gunakan RS232 sebagai contohampsaya.

$ ular piton
>>> impor serial
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyACM1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
BENAR
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')

10

Seluler melalui Mini-PCIe (Opsional)

Gunakan Quectel EC20 sebagai example dan ikuti langkah-langkahnya:

1. Masukkan EC20 ke soket Mini-PCIe dan kartu sim mikro di slot terkait, sambungkan antena.
2. Masuk sistem melalui konsol menggunakan pi/raspberry.
3. Nyalakan daya soket Mini-PCIe dan lepaskan sinyal reset.

 

• $ sudo -i #mengaktifkan hak istimewa akun root
• $ cd /sys/kelas/gpio
• $ echo 6 > ekspor #GPIO6 yang merupakan sinyal POW_ON
• $ echo 5 > export #GPIO5 yang merupakan sinyal reset
• $cd gpio6
• $ echo out > arah
• $ echo 1 > nilai # nyalakan daya Mini PCIe
  DAN
• $cd gpio5
• $ echo out > arah
• $ echo 1 > value # lepaskan sinyal reset Mini PCIe

CATATAN: Kemudian LED 4G mulai berkedip.

Periksa perangkat:

$ lsusb

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

$pesan

[185.421911] usb 1-1.3: perangkat USB berkecepatan tinggi baru nomor 5 menggunakan dwc_otg
[185.561937] usb 1-1.3: Perangkat USB baru ditemukan, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: String perangkat USB baru: Mfr = 1, Produk = 2, SerialNumber = 0
[185.561963] usb 1-1.3: Produk: Android
[185.561972] usb 1-1.3: Pabrikan: Android
[185.651402] usbcore: driver antarmuka baru yang terdaftar cdc_wdm
[185.665545] usbcore: mendaftarkan opsi driver antarmuka baru
[185.665593] usbserial: Dukungan Serial USB terdaftar untuk modem GSM (1-port)
[185.665973] opsi 1-1.3:1.0: Konverter modem GSM (1-port) terdeteksi
[185.666283] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) sekarang terpasang ke ttyUSB2 [185.666499] opsi 1-1.3:1.1: Konverter modem GSM (1-port) terdeteksi
[185.666701] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) sekarang terpasang ke ttyUSB3 [185.666880] opsi 1-1.3:1.2: Konverter modem GSM (1-port) terdeteksi
[185.667048] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) sekarang terpasang ke ttyUSB4 [185.667220] opsi 1-1.3:1.3: Konverter modem GSM (1-port) terdeteksi
[185.667384] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) sekarang terpasang ke ttyUSB5 [185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: perangkat USB WDM
[ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: daftarkan 'qmi_wwan' di usb-3f980000.usb-1.3, perangkat WWAN/QMI,xx:xx:xx:xx:xx:xx
CATATAN: xx:xx:xx:xx:xx: xx adalah alamat MAC

$ifconfig -a adalah perintah yang digunakan untuk membuat konfigurasi.
…… wwan0: flags=4163 mtu 1500
INET 169.254.69.13 Netmask 255.255.0.0 siaran 169.254.255.255 inet6 fe80 :: 8bc: 5a1a: 204a: 1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20 Ethere 0A: E6: 41: 60: CF: 42
Paket RX 0 byte 0 (0.0 B)
Kesalahan RX 0 dijatuhkan 0 kelebihan 0 bingkai 0
Paket TX 165 byte 11660 (11.3 KiB)
Kesalahan TX 0 terjatuh 0 overruns 0 operator 0 tabrakan 0

Cara menggunakan perintah AT

$ miniterm — Port yang tersedia:

• 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'

Masukkan indeks port atau nama lengkap:

$ jangka pendek /dev/ttyUSB5 115200

Beberapa perintah AT yang berguna:

• DI //harus kembali OK
• AT+QINISTAT //mengembalikan status inisialisasi kartu (U)SIM, responsnya harus 7
• AT+QCCID //mengembalikan nomor ICCID (Integrated Circuit Card Identifier) ​​dari kartu (U)SIM

Cara menelepon

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

Kemudian led 4G berkedip. Kalau sukses, kembalinya seperti ini

Tambahkan jalur router

• $ rute tambahkan default gw 10.64.64.64 atau gateway Anda XX.XX.XX.XX

Kemudian lakukan tes dengan ping:

• $ping google.com

WDT
Diagram Blok WDT

Modul WDT memiliki tiga terminal, input, output dan indikator LED.

CATATAN: LED bersifat opsional dan tidak tersedia di versi perangkat keras sebelumnya.

Bagaimana cara kerjanya

1. Sistem HIDUP.
2. Penundaan 200ms.
3. Kirimkan WDO pulsa negatif dengan level rendah 200ms untuk mengatur ulang sistem.
4. Tarik WDO.
5. Tunda 120 detik saat indikator berkedip (umumnya 1 hz).
6. Matikan indikatornya.
7. Tunggu 8 pulsa di WDI untuk mengaktifkan modul WDT dan menyalakan LED.
8. Masuk ke mode WDT-FEED, setidaknya satu pulsa harus dimasukkan ke WDI setidaknya setiap 2 detik, jika tidak, modul WDT harus mengeluarkan pulsa negatif untuk mengatur ulang sistem.
9. Pergi ke 2.

RTC

Informasi Chip RTC

Revisi Baru: Chip RTC adalah PCF8563 dari NXP. Itu dipasang pada bus sistem I2C, alamat i2c harus 0x51.

OS itu sendiri memiliki driver di dalamnya, hanya yang kita butuhkan adalah beberapa konfigurasi.

Aktifkan RTC

• Untuk Mengaktifkan RTC Anda perlu:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Kemudian tambahkan baris berikut di bagian bawah /boot/config.txt
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Kemudian reboot sistem
  • $sudo reboot
• Kemudian gunakan perintah berikut untuk memeriksa apakah RTC diaktifkan:
  • $sudo jam berapa -rv
• Outputnya harus:

CATATAN: 

1. pastikan titik driver i2c-1 terbuka, dan titik default tertutup.
2. perkiraan waktu cadangan RTC adalah 15 hari.

Perubahan Produk CATATAN：

Revisi LAMA: Chip RTC adalah MCP79410 dari microchip. Itu dipasang pada bus sistem I2C. Alamat i2c chip ini harus 0x6f. Untuk mengaktifkannya, Anda perlu:

Buka /etc/rc.local DAN tambahkan 2 baris:

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

Kemudian reset sistem dan RTC berfungsi

UPS untuk mematikan secara aman (Opsional)

Diagram modul UPS tercantum di bawah ini.

Modul UPS disisipkan di antara DC5V dan CM4, GPIO digunakan untuk memberi alarm pada CPU ketika catu daya 5V mati. Kemudian CPU harus melakukan sesuatu yang mendesak dalam skrip sebelum energi kapasitor super habis dan menjalankan "$ shutdown" Cara lain untuk menggunakan fungsi ini adalah Memulai pematian ketika pin GPIO berubah. Pin GPIO yang diberikan dikonfigurasi sebagai kunci masukan yang menghasilkan peristiwa KEY_POWER. Event ini ditangani oleh systemd-logind dengan memulai shutdown. Versi Systemd yang lebih tua dari 225 memerlukan aturan udev yang memungkinkan mendengarkan perangkat input: Gunakan /boot/overlays/README sebagai referensi, lalu modifikasi /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

CATATAN: 

1. Untuk fungsi UPS silahkan hubungi kami untuk informasi lebih lanjut.
2. Sinyal alarm aktif RENDAH.

Spesifikasi listrik

Konsumsi daya

Konsumsi daya EdgeBox-RPI-200 sangat bergantung pada aplikasi, mode pengoperasian, dan perangkat periferal yang terhubung. Nilai yang diberikan harus dilihat sebagai nilai perkiraan. Tabel berikut menunjukkan parameter konsumsi daya EdgeBox-RPI-200:

Catatan: Dalam kondisi catu daya 24V, tidak ada kartu tambahan di soket dan tidak ada perangkat USB.

Cara kerja	Saat ini (ma)	Kekuatan	Komentar
Menganggur	81
Tes stres	172		tegangan -c 4 -t 10m -v &

UPS (Opsional)

Waktu pencadangan modul UPS sangat bergantung pada beban sistem pada sistem. Beberapa kondisi umum tercantum di bawah ini. Modul uji CM4 adalah eMMC 4GB LPDDR4,32GB dengan modul Wi-Fi.

Cara kerja	Waktu (detik)	Komentar
Menganggur	55
Beban penuh CPU	18	tegangan -c 4 -t 10m -v &

Gambar Mekanik

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Dokumen / Sumber Daya

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Komputer Edge Berbasis Raspberry PI CM4 [Bahasa Indonesia:] Panduan Pengguna EdgeBox-RPI-200 EC25 Komputer Edge Berbasis Raspberry PI CM4, EdgeBox-RPI-200, EC25 Komputer Edge Berbasis Raspberry PI CM4, Komputer Edge Berbasis Raspberry PI CM4, Komputer Edge Berbasis CM4, Komputer Edge Berbasis

Referensi

• Panduan Pengguna