Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 негизделген Edge компьютери

Кайра карап чыгуу тарыхы 

Ревизия	Дата	Өзгөрүүлөр
1.0	17-08-2022	түзүлгөн
2.1	13-01-2022	Продукт өзгөртүү эскертүүсү

Продукт өзгөртүү эскертүүсү:

Үзгүлтүксүз өркүндөтүү процессибиздин бир бөлүгү катары биз D аппараттык версиясына төмөндөгү өзгөртүүлөрдү киргиздик.
Бул өзгөртүүгө байланыштуу программалык камсыздоого таасири бар.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Linux ичиндеги сүрөттөмө өзгөртүлдү:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • Жаңы RTC дареги 0x51.

Introduction

EdgeBox-RPI-200 катаал өнөр жай чөйрөсү үчүн Raspberry Pi Компьютердик модулу 4(CM4) менен бекем желдеткич аз Edge эсептөө контроллери. Бул булут же IoT тиркемелери менен талаа тармактарын туташтыруу үчүн колдонсо болот. Бул чакан бизнес же чакан заказ үчүн идеалдуу, атаандаштыкка жөндөмдүү баада катаал тиркемелерди чечүү үчүн башынан иштелип чыккан.

Өзгөчөлүктөрү

• Катуу чөйрө үчүн заманбап алюминий шасси
• Интегралдык пассивдүү жылыткыч
• 4G, WI-FI, Lora же Zigbee сыяктуу RF модулу үчүн камтылган мини PCIe розетка
• SMA антенна тешиктери x2
• Шифрлөө чип ATECC608A
• Hardware Watchdog
• Супер конденсатор менен RTC
• Изоляцияланган DI&DO терминалы
• 35мм DIN Rail колдоо
• 9ден 36V DCге чейин кенен электр энергиясы
• Кошумча: коопсуз өчүрүү үчүн SuperCap менен UPS*
• Raspberry Pi CM4 борттогу WiFi 2.4 ГГц, 5.0 ГГц IEEE 802.11 b/g/n/ac жабдылган**
• Raspberry Pi CM4 борттогу Bluetooth 5.0, BLE жабдылган**

Бул өзгөчөлүктөр EdgeBox-RPI-200ду абалды көзөмөлдөө, объектти башкаруу, санариптик белги жана коммуналдык кызматтарды алыстан башкаруу сыяктуу типтүү өнөр жай колдонмолору үчүн оңой орнотуу жана тез жайылтуу үчүн иштелип чыккан. Андан тышкары, бул 4 өзөктүү ARM Cortex A72 менен колдонуучуга ыңгайлуу шлюз чечими жана көпчүлүк тармактык протоколдор жалпы жайгаштыруу чыгымдарын, анын ичинде электр энергиясын кабелдик баасын үнөмдөөгө жана продуктунун жайылтуу убактысын кыскартууга жардам берет. Анын өтө жеңил жана компакт дизайны мейкиндикти таркаган чөйрөлөрдөгү тиркемелерге жооп болуп саналат, анын ар кандай экстремалдык чөйрөлөрдө, анын ичинде унаа ичиндеги тиркемелерде ишенимдүү иштешин камсыздайт.

ЭСКЕРТҮҮ: UPS функциясы үчүн көбүрөөк маалымат алуу үчүн биз менен байланышыңыз. WiFi жана BLE функцияларын 2 ГБ жана 4 ГБ версияларында тапса болот.

Interfaces

1. Көп функциялуу Феникс туташтыргычы
2. Ethernet туташтыргычы
3. USB 2.0 x 2
4. HDMI
5. LED2
6. LED1
7. SMA антенна 1
8. Консол (USB түрү C)
9. SIM карта уячасы
10. SMA антенна 2

Көп функциялуу Феникс туташтыргычы

Эскертүү	Функциянын аты	PIN #	PIN#	Функциянын аты	Эскертүү
	КҮЧ	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

ЭСКЕРТҮҮ: 24awg дан 16awg кабели сунушталат

Блок-схема

EdgeBox-RPI-200 иштетүүчү өзөгү Raspberry CM4 тактасы болуп саналат. Белгилүү бир базалык такта белгилүү функцияларды ишке ашырат. Блок схема үчүн кийинки сүрөттү караңыз.

Орнотуу

Монтаждоо

EdgeBox-RPI-200 эки дубал монтаждоо үчүн, ошондой эле 35 мм DIN-рельс менен бири үчүн арналган. Сунушталган орнотуу багыты үчүн кийинки сүрөттү караңыз.

Коннекторлор жана интерфейстер

Электр камсыздоо

Pin #	Сигнал	Description
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Жер (маалымат потенциалы)

PE сигнал милдеттүү эмес. Эгерде EMI ​​жок болсо, PE байланышы ачык калышы мүмкүн.

Сериялык порт (RS232 жана RS485)

Pin #	Сигнал	Description
4	RS232_RX	RS232 кабыл алуу линиясы
6	RS232_TX	RS232 берүү линиясы
8	GND	Жер (маалымат потенциалы)

Pin #	Сигнал	Description
3	RS485_A	RS485 айырма сызыгы жогору
5	RS485_B	RS485 айырма сызыгы төмөн
7	RS485 _GND	RS485 Ground (GNDден обочолонгон)

Pin #	Терминал сигналы	PIN деңгээли активдүү	BCM2711ден GPIO PIN коду	ЭСКЕРТҮҮ
09	DI0-	ЖОГОРКУ	GPIO17
11	DI0+
13	DI1-	ЖОГОРКУ	GPIO27
15	DI1+
10	DO0_0	ЖОГОРКУ	GPIO23
12	DO0_1
14	DO1_0	ЖОГОРКУ	GPIO24
16	DO1_1

ЭСКЕРТҮҮ:

ЭСКЕРТҮҮ: 

1. DC томtagКиргизүү үчүн e 24V (+- 10%).
2. DC томtagчыгаруу үчүн д 60V астында болушу керек, учурдагы кубаттуулугу 500ma болуп саналат.
3. 0 каналы менен 1 каналы бири-биринен изоляцияланган
4. 0 каналы менен 1 каналы бири-биринен изоляцияланган

HDMI

TVS массиви менен Raspberry PI CM4 тактасына түз туташкан.

Ethernet

Ethernet интерфейси Raspberry PI CM4,10/100/1000-BaseT менен бирдей, корголгон модулдук уяча аркылуу жеткиликтүү. Бул портко туташуу үчүн бурмаланган жуп кабелин же экрандалган бурмаланган жуп кабелин колдонсо болот.

USB HOST

Туташтыргыч панелинде эки USB интерфейси бар. Эки порт бирдей электрондук сактагычты бөлүшөт.

ЭСКЕРТҮҮ: Эки порт үчүн максималдуу ток 1000ма менен чектелген.

Консол (USB түрү-C)

Консолдун дизайнында USB-UART конвертери колдонулган, компьютердин көпчүлүк ОСларында драйвер бар, эгерде жок болсо, төмөнкү шилтеме пайдалуу болушу мүмкүн: Бул порт Linux консолунун демейкиси катары колдонулат. Сиз ОСке 115200,8n1 орнотууларын колдонсоңуз болот (Биттер: 8, Паритет: Жок, Токтоочу биттер: 1, Агымды башкаруу: Жок). Шпаклевка сыяктуу терминалдык программа да керек. Демейки колдонуучу аты - pi жана сырсөз - малина.

LED

EdgeBox-RPI-200 эки жашыл/кызыл кош түстүү LEDди тышкы көрсөткүч катары колдонушат.

LED1: кубат индикатору катары жашыл жана eMMC активдүү катары кызыл.

LED2: жашыл 4G индикатору жана GPIO21ге туташтырылган колдонуучу программалоочу LED катары кызыл, аз активдүү, программалануучу.

EdgeBox-RPI-200 да мүчүлүштүктөрдү оңдоо үчүн эки жашыл түстөгү LEDди колдонот.

SMA туташтыргычы

Антенналар үчүн эки SMA Connector тешиктери бар. Антенналардын түрлөрү Mini-PCIe розеткасына кандай модулдар орнотулганынан көз каранды. ANT1 демейки Mini-PCIe розетка үчүн колдонулат, ал эми ANT2 CM4 модулунун ички WI-FI сигналы үчүн.

ЭСКЕРТҮҮ: Антенналардын функциялары такталган эмес, балким башка колдонууну камтуу үчүн жөндөлгөн.

NANO SIM карта слоту (кошумча)

SIM карта уюлдук (4G, LTE же уюлдук технологиянын негизиндеги башкалар) режиминде гана керек.

ЭСКЕРТҮҮ: 

1. NANO SIM картасы гана кабыл алынат, картанын өлчөмүнө көңүл буруңуз.
2. NANO сим-карта чип капталынын үстү менен салынган.

Мини-картриджа

Кызгылт сары аймак орой Mini-PCIe кошумча картасынын абалы, бир гана m2x5 бурамасы керек.

Төмөнкү таблица бардык сигналдарды көрсөтөт. Толук өлчөмдөгү Mini-PCIe картасы колдоого алынат.

Pinout: 

Сигнал	PIN#	PIN#	Сигнал
	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

ЭСКЕРТҮҮ: 

1. Бардык бош сигналдар NC (туташуу эмес).
2. 4G_PWR - Mini-PCIe картасы үчүн жеке энергия булагы. Аны өчүрүп же CM6 GPIO4 менен күйгүзсө болот, башкаруу сигналы активдүү.
3. 4G_LED сигналы LED2ге ички туташтырылган, 2.2.8 бөлүмүн караңыз.
4. SPI1 сигналдары WM1302 сыяктуу LoraWAN картасы үчүн гана колдонулат.

M.2

EdgeBox-RPI-200 M KEY тибиндеги M.2 розетка менен жабдылган. ГАНА 2242 өлчөмдөгү NVME SSD картасы колдоо болуп саналат, mSATA ЭМЕС.

Айдоочулар жана программалоо интерфейстери

LED

Колдонуучунун индикатору катары колдонулган LED, 2.2.8 караңыз. LED2ди мурунку катары колдонуңузampфункцияны текшерүү үчүн.

• $ sudo -i # тамыр каттоо эсебинин артыкчылыктарын иштетүү
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 21 > LED21 колдонуучу LED болгон #GPIO2 экспорттоо
• $ cd gpio21
• $ echo out > багыт
• $ echo 0 > маани # колдонуучу LEDди күйгүзөт, LOW активдүү
  OR
• $ echo 1 > маани # колдонуучунун LEDди өчүрүү

Сериялык порт (RS232 жана RS485)

Системада эки жеке сериялык порт бар. /dev/ ttyACM1 RS232 порту жана /dev/ ttyACM0 RS485 порту катары. RS232ди мурунку катары колдонуңузample.

$ питон
>>> импорт сериясы
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyACM1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
чын
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')

10

Mini-PCIe аркылуу уюлдук (кошумча)

Мурунку катары Quectel EC20 колдонуңузampжана кадамдарды аткарыңыз:

1. EC20ну Mini-PCIe розеткасына жана тиешелүү уячага микро SIM картаны кыстарыңыз, антеннаны туташтырыңыз.
2. Консолду колдонуу pi/raspberry аркылуу системага кириңиз.
3. Mini-PCIe розеткасын күйгүзүңүз жана баштапкы абалга келтирүү сигналын бошотуңуз.

 

• $ sudo -i # тамыр каттоо эсебинин артыкчылыктарын иштетүү
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 6 > POW_ON сигналы болгон #GPIO6 экспорттоо
• $ echo 5 > баштапкы абалга келтирилген сигнал болгон #GPIO5 экспорттоо
• $ cd gpio6
• $ echo out > багыт
• $ echo 1 > мааниси # Mini PCIe кубатын күйгүзүңүз
  ЖАНА
• $ cd gpio5
• $ echo out > багыт
• $ echo 1 > мааниси # Mini PCIe баштапкы абалга келтирүү сигналын чыгарат

ЭСКЕРТҮҮ: Андан кийин 4G диоду күйүп баштайт.

Аппаратты текшерүү:

$ lsusb

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

$ dmesg

[185.421911] usb 1-1.3: dwc_otg аркылуу жаңы жогорку ылдамдыктагы USB түзмөгү №5
[185.561937] usb 1-1.3: Жаңы USB түзмөгү табылды, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: Жаңы USB шайман саптары: Mfr = 1, Продукт = 2, SerialNumber = 0
[185.561963] usb 1-1.3: Продукт: Android
[185.561972] usb 1-1.3: Өндүрүүчү: Android
[185.651402] usbcore: катталган жаңы интерфейс драйвери cdc_wdm
[185.665545] usbcore: катталган жаңы интерфейс драйвери опциясы
[185.665593] usbserial: USB сериялык колдоо GSM модеми үчүн катталган (1-порт)
[185.665973] параметр 1-1.3:1.0: GSM модеми (1-порт) конвертери аныкталды
[185.666283] usb 1-1.3: GSM модеми (1-порт) конвертери азыр ttyUSB2ге тиркелген [185.666499] опция 1-1.3:1.1: GSM модеми (1-порт) конвертери аныкталды
[185.666701] usb 1-1.3: GSM модеми (1-порт) конвертери азыр ttyUSB3ге тиркелген [185.666880] опция 1-1.3:1.2: GSM модеми (1-порт) конвертери аныкталды
[185.667048] usb 1-1.3: GSM модеми (1-порт) конвертери азыр ttyUSB4ге тиркелген [185.667220] опция 1-1.3:1.3: GSM модеми (1-порт) конвертери аныкталды
[185.667384] usb 1-1.3: GSM модеми (1-порт) конвертер азыр ttyUSB5ке тиркелген [185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: USB WDM түзмөгү
[185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: usb-3f980000.usb-1.3, WWAN/QMI түзмөгү, xx:xx:xx:xx:xx:xx дарегинде 'qmi_wwan' катталыңыз
ЭСКЕРТҮҮ: xx:xx:xx:xx:xx: xx - MAC дареги

$ ifconfig -a
…… wwan0: flags=4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 netmask 255.255.0.0 уктуруу 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 scopeid 0x20<link:0c:x6:x41:60c 42 (Ethernet)
RX пакеттери 0 байт 0 (0.0 B)
RX каталары 0 төмөндөдү 0 ашып кетүү 0 кадр 0
TX пакеттери 165 байт 11660 (11.3 КБ)
TX каталары 0 төмөндөдү 0 ашып кетүү 0 ташуучулар 0 кагылышуу 0

AT буйругун кантип колдонуу керек

$ miniterm — Жеткиликтүү порттор:

• 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'

Порттун индексин же толук атын киргизиңиз:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

Кээ бир пайдалуу AT буйруктары:

• AT // OK кайтуу керек
• AT+QINISTAT //(U)SIM-картанын инициализация статусун кайтарыңыз, жооп 7 болушу керек
• AT+QCCID //(U)SIM картанын ICCID (Интегралдык схема картасынын идентификациялоочу) номерин кайтарат

Кантип терүү керек

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

Андан кийин 4G диоду күйүп турат. Ийгиликке жетсе, кайра ушундай болот

Роутер жолун кошуңуз

• $ маршруту демейки gw 10.64.64.64 же шлюз XX.XX.XX.XX кошуңуз

Андан кийин пинг менен тесттен өтүңүз:

• $ ping google.com

WDT
WDT блок диаграммасы

WDT модулунун үч терминалы, киргизүү, чыгаруу жана LED көрсөткүчү бар.

ЭСКЕРТҮҮ: LED кошумча жана мурунку аппараттык версиясында жеткиликтүү эмес.

Бул кантип иштейт

1. Тутум КУЧТУ КҮЙГҮЗҮҮ.
2. 200ms кечигүү.
3. Системаны баштапкы абалга келтирүү үчүн WDOга 200 мс төмөн деңгээлдеги терс импульс жөнөтүңүз.
4. WDOну тартыңыз.
5. Индикатор күйүп жатканда 120 секунд кечиктириңиз (адатта 1 Гц).
6. Индикаторду өчүрүңүз.
7. WDIда 8 импульс WDT модулу активдүү болушун күтүңүз жана LEDди күйгүзүңүз.
8. WDT-FEED режимине кириңиз, жок дегенде ар бир 2 секундада WDIга жок дегенде бир импульс берилиши керек, эгерде андай болбосо, WDT модулу системаны баштапкы абалга келтирүү үчүн терс импульс чыгарышы керек.
9. Goto 2.

RTC

RTC чип маалымат

Жаңы версия: RTC чип NXPден PCF8563 болуп саналат. Ал I2C шинасына орнотулган, i2c дареги 0x51 болушу керек.

ОСтин ичинде драйвер бар, бизге кээ бир конфигурациялар гана керек.

RTC иштетүү

• RTC иштетүү үчүн сизге керек:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Андан кийин /boot/config.txt түбүнө төмөнкү сапты кошуңуз
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Андан кийин системаны кайра жүктөө
  • $sudo кайра жүктөө
• Андан кийин RTC иштетилгенин текшерүү үчүн төмөнкү буйрукту колдонуңуз:
  • $sudo hwclock -rv
• Чыгуу төмөнкүдөй болушу керек:

ЭСКЕРТҮҮ: 

1. i2c-1 драйверинин чекити ачык экенин жана чекит демейки жабык экенин текшериңиз.
2. RTC болжолдуу камдык убактысы 15 күн.

Продукт өзгөртүү ЭСКЕРТҮҮ:

ЭСКИ версия: RTC чип микрочиптен MCP79410 болуп саналат. Ал I2C тутумунун автобусуна орнотулган. Бул чиптин i2c дареги 0x6f болушу керек. Аны иштетүү үчүн сизге керек:

/etc/rc.local ачыңыз ЖАНА 2 сап кошуңуз:

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

Андан кийин системаны баштапкы абалга келтириңиз жана RTC иштеп жатат

Коопсуз өчүрүү үчүн UPS (кошумча)

UPS модулунун диаграммасы төмөндө келтирилген.

UPS модулу DC5V жана CM4 ортосунда кыстарылган, GPIO 5V электр энергиясы өчүрүлгөндө CPU сигнализациясы үчүн колдонулат. Андан кийин CPU супер конденсатордун энергиясы түгөнүп калганга чейин скриптте шашылыш бир нерсени жасап, “$ өчүрүүнү” иштетиши керек. Бул функцияны колдонуунун дагы бир жолу - GPIO пин өзгөргөндө өчүрүүнү баштоо. Берилген GPIO пин KEY_POWER окуяларын жаратуучу киргизүү ачкычы катары конфигурацияланган. Бул окуя өчүрүүнү демилгелөө аркылуу systemd-logind тарабынан жөнгө салынат. 225тен эски системалык версиялар киргизүү түзмөгүн угууга мүмкүндүк берүүчү udev эрежеси керек: /boot/overlays/README шилтемесин колдонуңуз, андан кийин /boot/config.txt файлын өзгөртүңүз. dtoverlay=gpio-өчүрүү, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

ЭСКЕРТҮҮ: 

1. UPS функциясы үчүн көбүрөөк маалымат алуу үчүн биз менен байланышыңыз.
2. Ойготкуч сигналы активдүү LOW.

Электрдик мүнөздөмөлөр

Энергияны керектөө

EdgeBox-RPI-200 электр кубатын керектөө колдонууга, иштөө режимине жана туташтырылган перифериялык түзмөктөргө көз каранды. Берилген маанилер болжолдуу маанилер катары каралышы керек. Төмөнкү таблица EdgeBox-RPI-200 энергия керектөө параметрлерин көрсөтөт:

Эскертүү: 24V кубат менен камсыздоо шартында, розеткаларда кошумча карта жана USB түзмөктөрү жок.

Иштөө режими	Учурдагы(м)	Күч	Эскертүү
Бош	81
Стресс тест	172		стресс -c 4 -t 10m -v &

UPS (кошумча)

UPS модулунун резервдик көчүрүү убактысы системанын тутумдук жүгүнө жараша болот. Кээ бир типтүү шарттар төмөндө келтирилген. CM4 сыноо модулу Wi-Fi модулу менен 4GB LPDDR4,32GB eMMC болуп саналат.

Иштөө режими	Убакыт (секунд)	Эскертүү
Бош	55
CPU толук жүгү	18	стресс -c 4 -t 10m -v &

Механикалык чиймелер

• WWW.SEEEEDSTUDIO.COM

Документтер / Ресурстар

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 негизделген Edge компьютери [pdf] Колдонуучунун колдонмосу EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge компьютери, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge компьютери, Raspberry PI CM4 Based Edge компьютери, CM4 Based Edge компьютери, Based Edge компьютери

Шилтемелер

• User Manual