Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompiuteris

Revizijos istorija 

Peržiūra	Data	Pakeitimai
1.0	17-08-2022	Sukurta
2.1	13-01-2022	Produkto keitimo pranešimas

Produkto keitimo pranešimas:

Vykdydami nuolatinį tobulinimo procesą, atlikome toliau nurodytus D aparatinės įrangos versijos pakeitimus.
Šis pakeitimas turi įtakos programinei įrangai.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Linux aprašymas buvo pakeistas:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • Naujojo RTC adresas yra 0x51.

Įvadas

EdgeBox-RPI-200 yra tvirtas ventiliatorius Edge Computing Controller su Raspberry Pi Computer Module 4 (CM4) atšiaurioms pramonės aplinkoms. Jis gali būti naudojamas lauko tinklams sujungti su debesies ar IoT programomis. Jis sukurtas nuo pat pradžių, kad atitiktų sudėtingų programų iššūkius konkurencingomis kainomis, idealiai tinka smulkiam verslui arba nedideliems užsakymams, kuriems keliami dideli kelių lygių reikalavimai.

Savybės

• Šiuolaikinė aliuminio važiuoklė atšiaurioms aplinkoms
• Integruotas pasyvus šilumos kriauklė
• Integruotas mini PCIe lizdas RF moduliui, pvz., 4G, WI-FI, Lora arba Zigbee
• SMA antenos angos x2
• Šifravimo lustas ATECC608A
• Aparatūros sargybinis
• RTC su super kondensatoriumi
• Izoliuotas DI&DO terminalas
• 35 mm DIN bėgio atrama
• Platus maitinimo šaltinis nuo 9 iki 36 V DC
• Pasirenkama: UPS su SuperCap saugiam išjungimui*
• Raspberry Pi CM4 integruotas WiFi 2.4 GHz, 5.0 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac**
• Raspberry Pi CM4 integruotas Bluetooth 5.0, įrengtas BLE**

Dėl šių ypatybių EdgeBox-RPI-200 sukurtas taip, kad būtų lengva nustatyti ir greitai įdiegti įprastose pramonės srityse, pavyzdžiui, būsenos stebėjimas, patalpų valdymas, skaitmeniniai ženklai ir nuotolinis komunalinių paslaugų valdymas. Be to, tai patogus šliuzo sprendimas su 4 branduolių ARM Cortex A72, o dauguma pramonės protokolų gali sutaupyti visų diegimo išlaidų, įskaitant elektros maitinimo kabelių išlaidas, ir padėti sutrumpinti produkto diegimo laiką. Itin lengvas ir kompaktiškas jo dizainas yra tinkamas naudojimui ribotoje erdvėje, todėl jis gali patikimai veikti įvairiose ekstremaliose aplinkose, įskaitant transporto priemonėse.

PASTABA: Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su mumis dėl UPS funkcijos. WiFi ir BLE funkcijas galima rasti 2GB ir 4GB versijose.

Sąsajos

1. Multi-Func Phoenix jungtis
2. Ethernet jungtis
3. USB 2.0 x 2
4. HDMI
5. LED2
6. LED1
7. SMA antena 1
8. Konsolė (USB tipas C)
9. SIM kortelės lizdas
10. SMA antena 2

Multi-Func Phoenix jungtis

Pastaba	Funkcionalus pavadinimas	PIN kodas	PIN Nr.	Funkcionalus pavadinimas	Pastaba
	GALIA	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

PASTABA: Siūlomas 24awg–16awg kabelis

Blokuoti schemą

EdgeBox-RPI-200 apdorojimo šerdis yra Raspberry CM4 plokštė. Konkreti pagrindo plokštė įgyvendina specifines funkcijas. Kitame paveikslėlyje rasite blokinę schemą.

Montavimas

Montavimas

EdgeBox-RPI-200 skirtas dviem sieniniams laikikliams, taip pat vienam su 35 mm DIN bėgeliu. Rekomenduojamą montavimo kryptį žr. kitame paveikslėlyje.

Jungtys ir sąsajos

Maitinimas

PIN kodas	Signalas	Aprašymas
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Įžeminimas (atskaitos potencialas)

PE signalas yra neprivalomas. Jei EMI nėra, PE jungtis gali likti atvira.

Nuoseklus prievadas (RS232 ir RS485)

PIN kodas	Signalas	Aprašymas
4	RS232_RX	RS232 priėmimo linija
6	RS232_TX	RS232 perdavimo linija
8	GND	Įžeminimas (atskaitos potencialas)

PIN kodas	Signalas	Aprašymas
3	RS485_A	RS485 skirtumo linija aukšta
5	RS485_B	RS485 skirtumo linija žema
7	RS485 _GND	RS485 įžeminimas (izoliuotas nuo GND)

PIN kodas	Terminalo signalas	PIN lygis aktyvus	GPIO PIN kodas iš BCM2711	PASTABA
09	DI0-	AUKŠTAS	GPIO17
11	DI0+
13	DI1-	AUKŠTAS	GPIO27
15	DI1+
10	DO0_0	AUKŠTAS	GPIO23
12	DO0_1
14	DO1_0	AUKŠTAS	GPIO24
16	DO1_1

PASTABA:

PASTABA: 

1. DC ttage įvesties įtampa yra 24 V (+- 10%).
2. DC ttage išėjimo įtampa turi būti mažesnė nei 60 V, srovės galia yra 500 ma.
3. 0 kanalas ir 1 įvesties kanalas yra izoliuoti vienas nuo kito
4. 0 kanalas ir 1 išvesties kanalas yra izoliuoti vienas nuo kito

HDMI

Tiesiogiai prijungtas prie Raspberry PI CM4 plokštės su TVS masyvu.

Ethernet

Ethernet sąsaja yra tokia pati kaip Raspberry PI CM4,10, 100/1000/XNUMX-BaseT palaikoma, pasiekiama per ekranuotą modulinį lizdą. Prie šio prievado prijungti galima naudoti vytos poros kabelį arba ekranuotą vytos poros kabelį.

USB HOSTAS

Jungties skydelyje yra dvi USB sąsajos. Abiejuose prievaduose yra tas pats elektroninis saugiklis.

PASTABA: Didžiausia abiejų prievadų srovė yra ribojama iki 1000 ma.

Konsolė (C tipo USB)

Konsolės konstrukcijoje buvo naudojamas USB-UART keitiklis, dauguma kompiuterio OS turi tvarkyklę, jei ne, gali būti naudinga žemiau esanti nuoroda: Šis prievadas naudojamas kaip numatytasis Linux konsolės. Galite prisijungti prie OS naudodami nustatymus 115200,8n1 (bitai: 8, lyginumas: nėra, stabdymo bitai: 1, srauto valdymas: nėra). Taip pat reikalinga terminalo programa, pvz., glaistas. Numatytasis vartotojo vardas yra pi, o slaptažodis yra raspberry.

LED

EdgeBox-RPI-200 naudoja du žalius/raudonus dviejų spalvų šviesos diodus kaip išorinius indikatorius.

LED1: žalia kaip maitinimo indikatorius ir raudona kaip eMMC aktyvus.

LED2: žalias kaip 4G indikatorius ir raudonas kaip vartotojo programuojamas šviesos diodas, prijungtas prie GPIO21, mažai aktyvus, programuojamas.

„EdgeBox-RPI-200“ derinimui taip pat naudoja du žalios spalvos LED.

SMA jungtis

Antenoms yra dvi SMA jungties angos. Antenos tipai labai priklauso nuo to, kokie moduliai įtaisyti į Mini-PCIe lizdą. ANT1 yra numatytasis Mini-PCIe lizdas, o ANT2 skirtas vidiniam WI-FI signalui iš CM4 modulio.

PASTABA: Antenų funkcijos nėra fiksuotos, gali būti pritaikytos kitoms reikmėms.

NANO SIM kortelės lizdas (pasirinktinai)

SIM kortelė reikalinga tik korinio ryšio (4G, LTE ar kitų, pagrįstų korinio ryšio technologija) režimu.

PASTABA: 

1. Priimama tik NANO Sim kortelė, atkreipkite dėmesį į kortelės dydį.
2. NANO SIM kortelė yra įdėta su lusto šone.

„Mini-PCIe“

Oranžinė sritis yra grubi Mini-PCIe papildomos kortelės padėtis, reikia tik vieno m2x5 varžto.

Žemiau esančioje lentelėje parodyti visi signalai. Palaikoma viso dydžio Mini-PCIe kortelė.

Pinout: 

Signalas	PIN Nr.	PIN Nr.	Signalas
	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

PASTABA: 

1. Visi tušti signalai yra NC (neprisijungti).
2. 4G_PWR yra individualus Mini-PCIe kortelės maitinimo šaltinis. Jį gali išjungti arba įjungti CM6 GPIO4, valdymo signalas yra labai aktyvus.
3. 4G_LED signalas yra prijungtas prie LED2 viduje, žr. 2.2.8 skyrių.
4. SPI1 signalai naudojami tik LoraWAN kortelei, pvz., WM1302.

M.2

EdgeBox-RPI-200 buvo įrengtas M.2 M KEY tipo lizdas. Palaikoma TIK 2242 dydžio NVME SSD kortelė, NE mSATA.

Tvarkyklės ir programavimo sąsajos

LED

Tai šviesos diodas, naudojamas kaip vartotojo indikatorius, žr. 2.2.8. Naudokite LED2 kaip pvzample išbandyti funkciją.

• $ sudo -i #įgalinti root paskyros teises
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 21 > eksportuoti #GPIO21, kuris yra LED2 vartotojo šviesos diodas
• $ cd gpio21
• $ echo out > kryptis
• $ echo 0 > reikšmė # įjunkite vartotojo šviesos diodą, LOW aktyvus
  OR
• $ echo 1 > vertė # išjunkite vartotojo šviesos diodą

Nuoseklus prievadas (RS232 ir RS485)

Sistemoje yra du atskiri nuoseklieji prievadai. /dev/ ttyACM1 kaip RS232 prievadas ir /dev/ ttyACM0 kaip RS485 prievadas. Naudokite RS232 kaip pvzample.

$ Python
>>> importuoti seriją
>>> ser=serial.Serial('/dev/ttyACM1',115200,timeout=1) >>> ser.isOpen()
tiesa
>>> ser.isOpen()
>>> ser.write('1234567890')

10

Mobilusis ryšys per Mini-PCIe (pasirinktinai)

Naudokite Quectel EC20 kaip buvample ir atlikite šiuos veiksmus:

1. Įkiškite EC20 į Mini-PCIe lizdą ir mikro SIM kortelę į atitinkamą lizdą, prijunkite anteną.
2. Prisijunkite prie sistemos per konsolę naudodami pi/raspberry.
3. Įjunkite Mini-PCIe lizdo maitinimą ir atleiskite atstatymo signalą.

 

• $ sudo -i #įgalinti root paskyros teises
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 6 > eksportuoti #GPIO6, kuris yra POW_ON signalas
• $ echo 5 > eksportuoti #GPIO5, kuris yra iš naujo nustatytas signalas
• $ cd gpio6
• $ echo out > kryptis
• $ echo 1 > value # įjunkite Mini PCIe maitinimą
  IR
• $ cd gpio5
• $ echo out > kryptis
• $ echo 1 > value # atleiskite Mini PCIe atstatymo signalą

PASTABA: Tada pradeda mirksėti 4G šviesos diodas.

Patikrinkite įrenginį:

$ lsusb

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

$ dmesg

[ 185.421911] usb 1-1.3: naujas didelės spartos USB įrenginys Nr. 5 naudojant dwc_otg
[ 185.561937] usb 1-1.3: rastas naujas USB įrenginys, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: naujos USB įrenginio eilutės: Mfr = 1, produktas = 2, serialNumber = 0
[ 185.561963] usb 1-1.3: Produktas: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Gamintojas: Android
[ 185.651402] usbcore: užregistruota nauja sąsajos tvarkyklė cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: užregistruota nauja sąsajos tvarkyklės parinktis
[ 185.665593] usbserial: USB serijos palaikymas, užregistruotas GSM modemui (1 prievadas)
[ 185.665973] 1-1.3:1.0 parinktis: aptiktas GSM modemo (1 prievado) keitiklis
[ 185.666283] usb 1-1.3: GSM modemo (1 prievado) keitiklis dabar prijungtas prie ttyUSB2 [ 185.666499] 1-1.3:1.1 parinktis: aptiktas GSM modemo (1 prievado) keitiklis
[ 185.666701] usb 1-1.3: GSM modemo (1 prievado) keitiklis dabar prijungtas prie ttyUSB3 [ 185.666880] 1-1.3:1.2 parinktis: aptiktas GSM modemo (1 prievado) keitiklis
[ 185.667048] usb 1-1.3: GSM modemo (1 prievado) keitiklis dabar prijungtas prie ttyUSB4 [ 185.667220] 1-1.3:1.3 parinktis: aptiktas GSM modemo (1 prievado) keitiklis
[ 185.667384] usb 1-1.3: GSM modemo (1 prievado) keitiklis dabar prijungtas prie ttyUSB5 [ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: USB WDM įrenginys
[ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: registruokite „qmi_wwan“ adresu usb-3f980000.usb-1.3, WWAN/QMI įrenginys,xx:xx:xx:xx:xx:xx
PASTABA: xx:xx:xx:xx:xx: xx yra MAC adresas

$ ifconfig -a
…… wwan0: vėliavėlės = 4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 tinklo kaukė 255.255.0.0 transliacija 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b prefixlen 64 apimtis 0x20 eteris 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX paketai 0 baitų 0 (0.0 B)
RX klaidos 0 atmestas 0 viršijimas 0 kadras 0
TX paketai 165 baitų 11660 (11.3 KiB)
TX klaidos 0 nukrito 0 viršijimų 0 nešėjų 0 susidūrimų 0

Kaip naudoti AT komandą

$ miniterm – galimi prievadai:

• 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“

Įveskite prievado indeksą arba visą pavadinimą:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

Kai kurios naudingos AT komandos:

• AT //turėtų grįžti OK
• AT+QINISTAT //grąžina (U)SIM kortelės inicijavimo būseną, atsakymas turėtų būti 7
• AT+QCCID //pateikia (U)SIM kortelės ICCID (integruotosios grandinės kortelės identifikatoriaus) numerį

Kaip skambinti

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

Tada mirksi 4G lemputė. Jei pasiseks, grįš taip

Pridėkite maršrutizatoriaus kelią

• $ maršrutas pridėkite numatytąjį gw 10.64.64.64 arba savo šliuzą XX.XX.XX.XX

Tada atlikite testą su ping:

• $ ping google.com

WDT
WDT blokinė diagrama

WDT modulis turi tris gnybtus, įvestį, išvestį ir LED indikatorių.

PASTABA: Šviesos diodas yra neprivalomas ir nepasiekiamas ankstesnėje aparatinės įrangos versijoje.

Kaip tai veikia

1. Sistemos maitinimo įjungimas.
2. Vėlavimas 200 ms.
3. Nusiųskite WDO neigiamą impulsą su 200 ms žemu lygiu, kad iš naujo nustatytumėte sistemą.
4. Patraukite WDO.
5. Uždelskite 120 sekundžių, kol indikatorius mirksi (įprastai 1 Hz).
6. Išjunkite indikatorių.
7. Palaukite, kol WDI suaktyvins WDT modulį, 8 impulsus ir įjunkite šviesos diodą.
8. Įjunkite WDT-FEED režimą, bent vienas impulsas turi būti įvestas į WDI bent kas 2 sekundes, jei ne, WDT modulis turi išvesti neigiamą impulsą, kad iš naujo nustatytų sistemą.
9. Eiti 2.

RTC

RTC lusto informacija

Nauja versija: RTC lustas yra PCF8563 iš NXP. Jis sumontuotas ant sistemos I2C magistralės, i2c adresas turi būti 0x51.

Pačioje OS viduje yra tvarkyklė, tik mums reikia tam tikrų konfigūracijų.

Įgalinti RTC

• Norėdami įjungti RTC, turite:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Tada pridėkite šią eilutę failo /boot/config.txt apačioje
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Tada paleiskite sistemą iš naujo
  • $sudo paleisti iš naujo
• Tada naudokite šią komandą, kad patikrintumėte, ar RTC įjungtas:
  • $sudo hwclock -rv
• Išvestis turėtų būti:

PASTABA: 

1. įsitikinkite, kad i2c-1 tvarkyklės taškas yra atidarytas, o taškas uždarytas pagal numatytuosius nustatymus.
2. numatomas RTC atsarginės kopijos laikas yra 15 dienų.

Produkto keitimas PASTABA:

SENA versija: RTC lustas yra MCP79410 iš mikroschemos. Jis sumontuotas ant sistemos I2C magistralės. Šio lusto i2c adresas turėtų būti 0x6f. Norėdami jį įjungti, turite:

Atidarykite /etc/rc.local IR pridėkite 2 eilutes:

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

Tada iš naujo nustatykite sistemą ir RTC veikia

UPS saugiam išjungimui (pasirinktinai)

UPS modulio schema pateikta žemiau.

UPS modulis yra įdėtas tarp DC5V ir CM4, GPIO naudojamas signalizuoti CPU, kai nutrūksta 5 V maitinimas. Tada CPU turėtų atlikti kažką skubaus scenarijuje prieš išeikvodamas superkondensatoriaus energiją ir paleisti „$ išjungimą“. Kitas būdas naudoti šią funkciją yra inicijuoti išjungimą, kai pasikeičia GPIO kaištis. Nurodytas GPIO kaištis sukonfigūruotas kaip įvesties raktas, generuojantis KEY_POWER įvykius. Šį įvykį tvarko systemd-logind inicijuodamas išjungimą. Sisteminės versijos, senesnės nei 225, reikia udev taisyklės, leidžiančios klausytis įvesties įrenginio: naudokite /boot/overlays/README kaip nuorodą, tada pakeiskite /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-shutdown, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

PASTABA: 

1. Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su mumis dėl UPS funkcijos.
2. Pavojaus signalas yra aktyvus LOW.

Elektros specifikacijos

Energijos suvartojimas

EdgeBox-RPI-200 energijos suvartojimas labai priklauso nuo programos, veikimo režimo ir prijungtų išorinių įrenginių. Pateiktos vertės turi būti vertinamos kaip apytikslės vertės. Šioje lentelėje pateikiami EdgeBox-RPI-200 energijos suvartojimo parametrai:

Pastaba: Su sąlyga, kad maitinimas yra 24 V, nėra papildomos kortelės lizduose ir nėra USB įrenginių.

Veikimo režimas	Dabartinis (ma)	Galia	Pastaba
Tuščia eiga	81
Streso testas	172		įtempis -c 4 -t 10m -v &

UPS (pasirinktinai)

UPS modulio atsarginės kopijos laikas labai priklauso nuo sistemos apkrovos. Kai kurios tipinės sąlygos yra išvardytos žemiau. Bandomasis CM4 modulis yra 4 GB LPDDR4,32, XNUMX GB eMMC su Wi-Fi moduliu.

Veikimo režimas	Laikas (sekundė)	Pastaba
Tuščia eiga	55
Pilna procesoriaus apkrova	18	įtempis -c 4 -t 10m -v &

Mechaniniai brėžiniai

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Dokumentai / Ištekliai

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompiuteris [pdf] Naudotojo vadovas EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompiuteris, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Based Edge kompiuteris, Raspberry PI CM4 Based Edge kompiuteris, CM4 Based Edge kompiuteris, Based Edge kompiuteris

Nuorodos

• Vartotojo vadovas