EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Based Edge Komputer
EdgeBox-RPI4 User Manual
EdgeBox-RPI4 User Manual
Riwayat Revisi
01-05-2021 Digawe
|
Revisi |
Tanggal |
Owah-owahan |
|
1.0 |
01-05-2021 |
Digawe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EdgeBox-RPI4 User Manual
1. Pambuka
EdgeBox-RPI4 minangka Pengontrol Komputasi Edge tanpa sirip kanthi Modul Komputer Raspberry Pi 4 (CM4) kanggo lingkungan industri sing atos. Bisa digunakake kanggo nyambungake jaringan lapangan karo aplikasi awan utawa IoT. Iki dirancang saka dhasar kanggo nyukupi tantangan aplikasi kasar kanthi rega sing kompetitif, cocog kanggo bisnis cilik utawa pesenan cilik kanthi panjaluk multi-tingkat skala.
1.1 Fitur
- State-saka-saka-gambar sasis Aluminium kanggo lingkungan Atos
- Heat sink pasif terpadu
- Soket PCIe mini sing dibangun kanggo modul RF, kayata 4G, WI-FI, Lora utawa Zigbee
- bolongan antena SMA x2
- Dibangun ing UPS karo supercap kanggo mati aman
- Chip enkripsi ATECC608A
- Pengawas Hardware
- RTC karo Super Capacitor
- Terminal DI&DO terisolasi
- Dhukungan 35mm DIN Rail
- Wide sumber daya saka 9 kanggo 36V DC
Fitur kasebut ndadekake EdgeBox-RPI4 dirancang kanggo persiyapan sing gampang lan penyebaran cepet kanggo aplikasi industri sing khas, kayata ngawasi status, manajemen fasilitas, signage digital lan remot kontrol utilitas umum. Salajengipun, minangka solusi gateway sing ramah pangguna kanthi 4 intine ARM Cortex A72 lan umume protokol industri bisa ngirit biaya panyebaran total kalebu biaya kabel listrik lan mbantu nyuda wektu panyebaran produk. Desain ultra-entheng lan kompak minangka jawaban kanggo aplikasi ing lingkungan sing nyepetake ruang, njamin bisa digunakake kanthi andal ing macem-macem lingkungan ekstrem kalebu aplikasi ing kendharaan.
1.2 Antarmuka
|
Cathetan |
Jeneng fungsi |
PIN # |
PIN # |
Jeneng fungsi |
Cathetan |
|
|
DAYA |
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 |
|
CATETAN: kabel 24awg kanggo 16awg disaranake
2 konektor Ethernet
3 USB 2.0 x 2
4 HDMI
5 LED2
6 LED1
7 Antena SMA 1
8 Konsol (USB tipe C)
9 slot kertu SIM
10 Antena SMA 2
1.3 Diagram Blok
Inti pangolahan EdgeBox-RPI4 yaiku papan Raspberry CM4. Papan dasar khusus OpenEmbed ngetrapake fitur tartamtu. Deleng gambar sabanjure kanggo diagram blok.
2. Instalasi
2.1 Pemasangan
EdgeBox-RPI4 dimaksudaké kanggo loro gunung tembok, uga siji karo 35mm DIN-rail. Waca gambar sabanjure kanggo orientasi soyo tambah dianjurake.
www.OpenEmbed.com8
EdgeBox-RPI4 User Manual
2.2 Konektor lan Antarmuka
2.2.1 Sumber daya
|
Pin # |
Sinyal |
Katrangan |
|
1 |
DAYA_IN |
DC 9-36V |
|
2 |
GND |
Tanah (Potensi referensi) |
GND Ground (Potensi referensi)
The sinyal PE iku opsional. Yen ora ana EMI, sambungan PE bisa dibukak.
2.2.2 Port Serial (RS232 lan RS485)
|
Pin # |
Sinyal |
Katrangan |
|
4 |
RS232_RX |
RS232 nampa baris |
|
6 |
RS232_TX |
RS232 ngirim line |
|
8 |
GND |
Tanah (Potensi referensi) |
EdgeBox-RPI4 User Manual
Sinyal RS485_GND diisolasi karo sinyal "GND". Yen kabel pasangan bengkong sing nganggo tameng, RS485_GND disambungake menyang tameng kasebut.
CATETAN: Resistor terminasi 120 Ohm kanggo RS485 wis dipasang ing njero.
|
Pin # |
Sinyal |
Katrangan |
|
3 |
RS485_A |
garis prabédan RS485 dhuwur |
|
5 |
RS485_B |
garis prabédan RS485 kurang |
|
7 |
RS485 _GND |
RS485 Ground (diisolasi saka GND) |
Sinyal RS485_GND diisolasi karo sinyal "GND". Yen kabel pasangan bengkong sing nganggo tameng, RS485_GND disambungake menyang tameng kasebut.
CATETAN: Resistor terminasi 120 Ohm kanggo RS485 wis dipasang ing njero.
2.2.3 DI & DO
|
Pin # |
sinyal terminal |
aktif |
BCM2711 |
CATETAN |
|
09 |
DI0- |
Dhuwur |
GPIO17 |
|
|
11 |
DI0+ |
|||
|
13 |
DI1- |
Dhuwur |
GPIO27 |
|
|
15 |
DI1+ |
|||
|
10 |
DO0_0 |
Dhuwur |
GPIO23 |
|
|
12 |
DO0_1 |
|||
|
14 |
DO1_0 |
Dhuwur |
GPIO24 |
|
|
16 |
DO1_1 |
CATETAN:
EdgeBox-RPI4 User Manual
CATETAN:
1. DC voltage kanggo input yaiku 24V (+- 10%).
2. DC voltage kanggo output kudu ing 60V, kapasitas saiki 500ma.
3. Saluran 0 lan saluran 1 input diisolasi siji liyane
4. Saluran 0 lan saluran 1 output diisolasi siji liyane
2.2.4 HDMI
Langsung disambungake menyang papan Raspberry PI CM4 kanthi susunan TVS.
2.2.5 Ethernet
Antarmuka Ethernet padha karo Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT didhukung, kasedhiya liwat shielded modular jack. Kabel pasangan bengkong utawa dilindhungi tkabel wisted pasangan bisa digunakake kanggo nyambung menyang port iki.
EdgeBox-RPI4 User Manual
2.2.6 USB HOST
Ana rong antarmuka USB ing panel konektor. Loro port nuduhake sekring elektronik sing padha.
CATETAN: Max saiki kanggo loro bandar diwatesi kanggo 1000ma.
2.2.7 Konsol (USB tipe C)
Desain konsol nggunakake konverter USB-UART, umume OS komputer duwe driver, yen ora, link ing ngisor iki bisa migunani: https://www.silabs.com/products/interface/usb-bridges/classic-usb-bridges/device.cp2104 Port iki digunakake minangka standar console Linux. Sampeyan bisa mlebu menyang OS nggunakake setelan 115200,8n1(Bit: 8,Paritas: Ora ana, Stop Bits: 1, Kontrol Aliran: Ora ana).Program terminal kayata putty uga dibutuhake. Jeneng pangguna standar yaiku pi lan sandhi yaiku raspberry.
2.2.8 LED
EdgeBox-RPI4 nggunakake loro LED dual werna ijo / abang minangka indikator njaba.
LED 1: ijo minangka indikator daya lan abang minangka eMMC aktif.
LED 2: ijo minangka 4G Indikator lan abang minangka pangguna programmable dipimpin disambungake menyang GPIO21,lowactive,programmable.
EdgeBox-RPI4 User Manual
EdgeBox-RPI4 uga nggunakake rong LED warna ijo kanggo debug.
2.2.9 Konektor SMA
Ana rong bolongan SMA Konektor kanggo antena. Jinis antena gumantung banget marang modul apa sing dipasang ing soket Mini-PCIe. ANT1 minangka standar digunakake kanggo soket Mini-PCIe lan ANT2 kanggo Internal Sinyal WI-FI saka modul CM4. 1. Fungsi antena ora tetep, bisa uga diatur kanggo nutupi panggunaan liyane.2.2.10 slot kertu SIM NANO
Kertu SIM mung dibutuhake ing mode seluler (4G, LTE utawa liyane adhedhasar teknologi seluler).
Cathetan:
1. Fungsi antena ora tetep, bisa uga diatur kanggo nutupi panggunaan liyane.
2.2.10 slot kertu SIM NANO
Kertu SIM mung dibutuhake ing mode seluler (4G, LTE utawa liyane adhedhasar teknologi seluler).
EdgeBox-RPI4 User Manual
Cathetan:
- Only kertu SIM NANO ditampa, mbayar manungsa waé kanggo ukuran kertu.
- Kertu SIM NANO dipasang ing sisih ndhuwur chip.
2.2.11 Mini-PCIe ![]()
Wilayah oranye minangka posisi kertu tambahan Mini-PCIe sing kasar, mung siji m2x5 meneng dibutuhake.
Tabel ing ngisor iki nuduhake kabeh sinyal. Kertu Mini-PCIe ukuran lengkap didhukung.
|
Sinyal |
PIN# |
PIN# |
PIN # Sinyal |
|
|
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: Sinyal 4G_LED disambungake menyang LED2 internally, deleng bagean of 2.2.8.
NOTE 4: Sinyal SPI1 digunakake mung kanggo Lora WAN mobild, kayata SX1301,SX1302 sakamtdheweke third kompany.
2.2.12 M.2
EdgeBox-RPI4 dilengkapi soket M.2 saka jinis M KUNCI. Mung kertu NVME SSD ukuran 2242 ndhukung, ORA msata.
EdgeBox-RPI4 User Manual
3. Driver lan Antarmuka Pemrograman
3.1 LED ![]()
Iki minangka LED sing digunakake minangka indikator pangguna, deleng 2.2.8.
Gunakake LED2 minangka example kanggo nyoba fungsi.
$ sudo -i # ngaktifake hak istimewa akun root
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 21 > ekspor # GPIO21 yaiku LED pangguna saka LED2 $ cd gpio21
$echo metu > arah
$ echo 0 > nilai # nguripake LED pangguna, LOW aktif $ echo 1> nilai # mateni LED pangguna
3.2 Port Serial (RS232 lan RS485)
Ana rong port serial individu ing sistem. Ing / dev / ttyUSB1 minangka port RS232 lan/dev / ttyUSB0 minangka port RS485. Gunakake RS232 minangka mantanample. $ python
>>> ngimpor serial
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyUSB1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')
3.3 Seluler liwat Mini-PCIe
Gunakake Quectel EC20 minangka mantanample lan tindakake langkah:
1. Lebokake EC20 menyang soket Mini-PCIe lan kertu SIM mikro ing slot sing gegandhengan, sambungake antena.
2. Log in sistem liwat console nggunakake pi / raspberry.
3. Nguripake daya soket Mini-PCIe lan ngeculake sinyal reset. $ sudo -i # ngaktifake hak istimewa akun root
$ cd /sys/class/gpio
$ echo 6 > ekspor # GPIO6 yaiku sinyal POW_ON
$ echo 5> ekspor #GPIO5 sing sinyal reset
$cd gpio6
$echo metu > arah
$ kumandhang 1> nilai # nguripake daya Mini PCIe bener
$cd gpio5
$echo metu > arah
$ echo 1> nilai # ngeculake sinyal reset saka Mini PCIe
CATETAN: Banjur LED 4G wiwit sumunar.
4. Priksa piranti:
$lsusb
$ Bus 001 Piranti 005: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE modem
…… $ dmesg
LAN
$
EdgeBox-RPI4 User Manual
[ 185.421911] usb 1-1.3: piranti USB kacepetan dhuwur anyar nomer 5 nggunakake dwco tg
[ 185.561937] usb 1-1.3: Piranti USB anyar ditemokake, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18[ 185.561953] usb 1-1.3: String piranti USB anyar: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0[ 185.561963] usb 1-1.3: Produk: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Produsen: Android
[ 185.651402] usbcore: ndhaptar driver antarmuka anyar cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: pangguna pilihan driver antarmuka anyar [ 185.665593] usbserial: Dhukungan Serial USB kadhaptar kanggo modem GSM (1-port) [ 185.665973] opsi 1-1.3:1.0: Konverter modem GSM (1-port) dideteksi [ 185.666283] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) saiki dipasang ing ttyUSB2
[ 185.666499] opsi 1-1.3:1.1: Konverter modem GSM (1-port) dideteksi [ 185.666701] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) saiki dipasang ing ttyUSB3
[ 185.666880] opsi 1-1.3:1.2: Konverter modem GSM (1-port) dideteksi [ 185.667048] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) saiki dipasang ing ttyUSB4
[ 185.667220] pilihan 1-1.3:1.3: Konverter modem GSM (1-port) dideteksi [ 185.667384] usb 1-1.3: Konverter modem GSM (1-port) saiki dipasang ing ttyUSB5
[ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3: 1.4: cdc-wdm0: piranti USB WDM [ 185.669160] qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: ndhaftar 'qmi_wwan' ing usb-3f980000.usb-1.3fXNUMX.us
……
xx:xx:xx:xx:xx:xx iku alamat MAC.
$ ifconfig -a
……wwan0: gendera=4163 mtu 1500 inet 169.254.69.13 netmask 255.255.0.0 siaran 169.254.255.255inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20eter 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
Paket RX 0 byte 0 (0.0 B)
RX error 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
Paket TX 165 byte 11660 (11.3 KiB)
kesalahan TX 0 dropped 0 overruns 0 operator 0 tabrakan 0 5. Cara nggunakake printah AT
$ miniterm — Port sing kasedhiya:
— 1: /dev/ttyAMA0 'ttyAMA0'
— 2: /dev/ttyUSB0 'CP2105 Dual USB menyang UART Bridge Controller' — 3: / dev/ttyUSB1 'CP2105 Dual USB menyang UART Bridge Controller' — 4: / dev/ttyUSB2 'Android'
— 5: /dev/ttyUSB3 'Android'
— 6: /dev/ttyUSB4 'Android'
piranti, xx:xx:xx:xx:xx:xx
— 7: /dev/ttyUSB5 'Android'
- Ketik indeks port utawa jeneng lengkap:
$ istilah mini /dev/ttyUSB5 115200
Sawetara perintah AT sing migunani:
EdgeBox-RPI4 User Manual
- AT // kudu bali OK
- AT+QINISTAT // mbalekake status initialization kertu SIM (U), respon kudu 7
- AT+QCCID //ngasilake nomer ICCID (Integrated Circuit Card Identifier) saka kertu SIM (U)
6. Carane nelpon ![]()
$su root
$ cd /usr/app/linux-ppp-scripts
Banjur led 4G sumunar.
Yen sukses, bali kaya iki:
7. Tambah path router
$ route nambah default gw 10.64.64.64 utawa gateway sampeyan XX.XX.XX.XX Banjur duwe test
$ ping google.com
EdgeBox-RPI4 User Manual
3.4 WDT
3.4.1 Diagram Blok WDT
Modul WDT duwe telung terminal, ingput, output lan indikator LED.
WDI (GPIO25) WDO(Sistem RST#)
Cathetan: LED opsional lan ora kasedhiya ing awalr versi hardware.
3.4.2 Carane kerjane
1. Sistemem POWER ON.
2. Delay 200ms.
3. Ngirim WDO negative pulsa karo 200ms tingkat kurang kanggo ngreset ing sistem.
4. Tarik munggah WDO.
5. Delay 120 detik nalika indikator flashing (khas 1hz).
3 v3
6. Nguripake mati indikator.
7. Ngenteni kanggo 8 pulsa ing WDI kanggo modul WDT aktif lan cahya LED.
8. Njaluk menyang WDT-FEED mode , paling siji pulse kudu feed menyang WDI ing paling saben 2 detik, yen ora, modul WDT ngirim output pulsa negatif kanggo ngreset sistem.
9. Sugih 2.
GREEN LED WDT
3.5 RTC
Tchip RTC punika MCP79410 saka microchip. Iku dipasang ing system I2C bus. R16 22R R0402
R17 22R R0402
3.5.1
GPIO2 GPIO3
I2C_SDA I2C_SCL
www.OpenEmbed.com21
EdgeBox-RPI4 User Manual
OS dhewe duwe driver ing njero, mung kita butuh sawetara konfigurasi. Bukak /etc/rc.local LAN tambahake 2 baris:
kumandhang "mcp7941x 0x6f" > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device hwclock -s
Banjur ngreset sistem lan RTC bisa digunakake.
1.priksa manawa titik driver i2c-1 mbukak, lan titik ditutup standar. 2. kira-kira wektu serep saka RTC punika 15 dina.
3.10 UPS kanggo mati aman Diagram modul UPS kapacak ing ngisor iki.
3.5.2
Cathetan:
Modul UPS dipasang ing antarane DC5V lan CM4, GPIO digunakake kanggo weker CPU nalika sumber daya 5V mudhun. Banjur CPU kudu nindakake soko urgent ing script sadurunge kesel energi saka kapasitor super lan mbukak "$ shutdown" Cara liya kanggo nggunakake fungsi iki yaiku miwiti mati nalika pin GPIO diganti. Pin GPIO sing diwenehi dikonfigurasi minangka kunci input sing ngasilake acara KEY_POWER. Acara iki ditangani dening sistem logind dening miwiti shutdown. Sistem d versi lawas saka 225 mbutuhake aturan udev mbisakake ngrungokake input
www.OpenEmbed.com22
EdgeBox-RPI4 User Manual
Gunakake /boot/overlays/README minangka referensi, banjur ngowahi /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1
CATETAN:Sinyal weker aktif LOW.
piranti:
EdgeBox-RPI4 User Manual
4. Spesifikasi Kelistrikan
4.1 konsumsi daya
Ing konsumsi daya saka EdgeBox-RPI4 banget gumantung ing aplikasi, mode operasi lan piranti peripheral disambungake. Nilai sing diwenehake kudu katon minangka nilai perkiraan. Tabel ing ngisor iki nuduhake paramèter konsumsi daya saka EdgeBox-RPI4: Cathetan: Ing kondisi sumber daya 24V, ora ana kertu tambahan ing soket lan ora ana piranti USB. Mode operasi 81Uji tegangan 172 stres -c 4 -t 10m -v &
| Mode operasi | Saiki (ma) | daya | Cathetan |
| nganggur | 81 | ||
| Tes stres | 172 |
tekanan -c 4 -t 10m -v &
|
|
4.2 UPS
Ing wektu serep modul UPS banget gumantung ing mbukak sistem saka sistem. Sawetara kondisi khas kadhaptar ngisor. Modul test CM4 yaiku 4GB LPDDR4,32GB eMMC kanthi modul Wi-FI. Mode operasi 55Beban penuh CPU 18 stress -c 4 -t 10m -v &5. Gambar Mekanik
| Mode operasi | Saiki (ma) | daya | Cathetan |
| nganggur | 55 | ||
| Muat CPU lengkap | 18 |
tekanan -c 4 -t 10m -v &
|
|
5. Gambar Mekanik
TBD
Dokumen / Sumber Daya
 |
OpenEmbed EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Based Edge Computer [pdf] Manual pangguna EdgeBox-RPI4, Raspberry PI CM4 Based Edge Computer, EdgeBox-RPI4 Raspberry PI CM4 Based Edge Computer, CM4 Based Edge Computer, Based Edge Computer, Komputer |
