Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Edge računalnik

Zgodovina revizij 

Revizija	Datum	Spremembe
1.0	17-08-2022	Ustvarjeno
2.1	13-01-2022	Obvestilo o spremembi izdelka

Obvestilo o spremembi izdelka:

Kot del našega nenehnega procesa izboljševanja smo naredili spodnje spremembe v različici strojne opreme D.
Ta sprememba vpliva na programsko opremo.

• CP2104->CH9102F
• USB2514B->CH334U
• CP2105->CH342F
• Opis v Linuxu je bil spremenjen:
  • ttyUSB0-> ttyACM0
  • ttyUSB1-> ttyACM1
  • MCP79410->PCF8563ARZ
  • Naslov novega RTC je 0x51.

Uvod

EdgeBox-RPI-200 je robusten krmilnik Edge Computing brez ventilatorjev z računalniškim modulom Raspberry Pi 4 (CM4) za težka industrijska okolja. Uporablja se lahko za povezovanje terenskih omrežij z aplikacijami v oblaku ali IoT. Zasnovan je od samega začetka, da se spopade z izzivi robustnih aplikacij po konkurenčnih cenah, kar je idealno za mala podjetja ali majhna naročila z zahtevami na več ravneh.

Lastnosti

• Najsodobnejše aluminijasto ohišje za zahtevna okolja
• Integriran pasivni hladilnik
• Vgrajena mini PCIe vtičnica za RF modul, kot je 4G, WI-FI, Lora ali Zigbee
• SMA luknje za anteno x2
• Šifrirni čip ATECC608A
• Nadzornik strojne opreme
• RTC s super kondenzatorjem
• Izoliran DI&DO terminal
• 35 mm nosilec za DIN letev
• Širok napajalnik od 9 do 36 V DC
• Izbirno: UPS s SuperCap za varen izklop*
• Raspberry Pi CM4 vgrajen WiFi 2.4 GHz, 5.0 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac opremljen**
• Raspberry Pi CM4 vgrajen Bluetooth 5.0, opremljen z BLE**

Zaradi teh lastnosti je EdgeBox-RPI-200 zasnovan za preprosto nastavitev in hitro uvajanje za tipične industrijske aplikacije, kot so spremljanje stanja, upravljanje objektov, digitalno označevanje in daljinski nadzor javnih služb. Poleg tega je uporabniku prijazna prehodna rešitev s 4 jedri ARM Cortex A72 in večina industrijskih protokolov lahko prihrani pri skupnih stroških uvajanja, vključno s stroški električne napeljave, in pomaga zmanjšati čas uvajanja izdelka. Njegova izjemno lahka in kompaktna zasnova je odgovor na aplikacije v prostorsko omejenih okoljih, saj zagotavlja zanesljivo delovanje v različnih ekstremnih okoljih, vključno z aplikacijami v vozilu.

OPOMBA: Za več informacij o funkciji UPS nas kontaktirajte. Funkciji WiFi in BLE sta na voljo v različicah z 2 GB in 4 GB.

Vmesniki

1. Večnamenski priključek Phoenix
2. Ethernet priključek
3. USB 2.0 x 2
4. HDMI
5. LED2
6. LED1
7. SMA antena 1
8. Konzola (USB tipa C)
9. Reža za kartico SIM
10. SMA antena 2

Večnamenski priključek Phoenix

Opomba	Ime funkcije	PIN številka	PIN #	Ime funkcije	Opomba
	MOČ	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

OPOMBA: Priporočljiv je kabel od 24 awg do 16 awg

Diagram blokov

Procesorsko jedro EdgeBox-RPI-200 je plošča Raspberry CM4. Posebna osnovna plošča izvaja posebne funkcije. Za blokovni diagram glejte naslednjo sliko.

Namestitev

Montaža

EdgeBox-RPI-200 je namenjen za dve stenski montaži, kot tudi eno s 35 mm DIN-letvijo. Glejte naslednjo sliko za priporočeno usmeritev namestitve.

Konektorji in vmesniki

Napajanje

Pin #	Signal	Opis
1	POWER_IN	DC 9-36V
2	GND	Ozemljitev (referenčni potencial)

Signal PE ni obvezen. Če ni prisotnega EMI, lahko povezava PE ostane odprta.

Serijska vrata (RS232 in RS485)

Pin #	Signal	Opis
4	RS232_RX	sprejemna linija RS232
6	RS232_TX	Oddajna linija RS232
8	GND	Ozemljitev (referenčni potencial)

Pin #	Signal	Opis
3	RS485_A	RS485 diferencialna linija visoka
5	RS485_B	Nizka linija razlike RS485
7	RS485 _GND	RS485 Ozemljitev (izolirano od GND)

Pin #	Signal terminala	PIN Raven aktivnega	PIN GPIO od BCM2711	OPOMBA
09	DI0-	VISOKA	GPIO17
11	DI0+
13	DI1-	VISOKA	GPIO27
15	DI1+
10	DO0_0	VISOKA	GPIO23
12	DO0_1
14	DO1_0	VISOKA	GPIO24
16	DO1_1

OPOMBA:

OPOMBA: 

1. DC voltage za vhod je 24 V (+- 10 %).
2. DC voltage za izhod mora biti pod 60 V, trenutna zmogljivost je 500 ma.
3. Kanal 0 in kanal 1 vhoda sta izolirana drug od drugega
4. Kanal 0 in kanal 1 izhoda sta izolirana drug od drugega

HDMI

Neposredno povezan s ploščo Raspberry PI CM4 z nizom TVS.

Ethernet

Ethernetni vmesnik je enak kot za Raspberry PI CM4,10, podprt je 100/1000/XNUMX-BaseT, na voljo prek zaščitenega modularnega priključka. Za povezavo s temi vrati je mogoče uporabiti kabel s prepletenimi paricami ali oklopljeni kabel s prepletenimi paricami.

USB HOST

Na priključni plošči sta dva vmesnika USB. Obe vrati imata isto elektronsko varovalko.

OPOMBA: Največji tok za oba priključka je omejen na 1000 ma.

Konzola (USB tip-C)

Zasnova konzole je uporabljala pretvornik USB-UART, večina operacijskih sistemov v računalniku ima gonilnik, če ne, je morda uporabna spodnja povezava: Ta vrata se uporabljajo kot privzeta nastavitev konzole Linux. V operacijski sistem se lahko prijavite z nastavitvami 115200,8n1 (Biti: 8, Pariteta: Brez, Stop Bits: 1, Nadzor pretoka: Brez). Potreben je tudi terminalski program, kot je putty. Privzeto uporabniško ime je pi, geslo pa raspberry.

LED

EdgeBox-RPI-200 uporablja dve zeleno/rdeči dvobarvni LED kot zunanji indikatorji.

LED1: zelena kot indikator napajanja in rdeča kot aktiven eMMC.

LED2: zelena kot indikator 4G in rdeča kot uporabniško programabilna lučka, povezana z GPIO21, nizko aktivna, programabilna.

EdgeBox-RPI-200 uporablja tudi dve zeleni LED za odpravljanje napak.

Priključek SMA

Obstajata dve luknji za priključek SMA za antene. Vrste anten so zelo odvisne od tega, kateri moduli so nameščeni v vtičnico Mini-PCIe. ANT1 se privzeto uporablja za vtičnico Mini-PCIe, ANT2 pa za notranji signal WI-FI iz modula CM4.

OPOMBA: Funkcije anten niso fiksne, morda so prilagojene za drugo uporabo.

Reža za kartico NANO SIM (izbirno)

Kartica SIM je potrebna samo v mobilnem načinu (4G, LTE ali drugi, ki temeljijo na mobilni tehnologiji).

OPOMBA: 

1. Sprejemamo samo kartico NANO Sim, bodite pozorni na velikost kartice.
2. Kartica NANO SIM je vstavljena tako, da je stran s čipom zgoraj.

Mini-PCIe

Oranžno območje je grob položaj dodatne kartice Mini-PCIe, potreben je le en vijak m2x5.

Spodnja tabela prikazuje vse signale. Podprte so kartice Mini-PCIe polne velikosti.

Pinout: 

Signal	PIN #	PIN #	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

OPOMBA: 

1. Vsi prazni signali so NC (brez povezave).
2. 4G_PWR je individualni napajalnik za kartico Mini-PCIe. Lahko se izklopi ali vklopi z GPIO6 CM4, krmilni signal je visoko aktiven.
3. Signal 4G_LED je interno povezan z LED2, glejte razdelek 2.2.8.
4. Signali SPI1 se uporabljajo samo za kartico LoraWAN, kot je WM1302.

M.2

EdgeBox-RPI-200 je opremljen z vtičnico M.2 tipa M KEY. Podprta je SAMO NVME SSD kartica velikosti 2242, NE mSATA.

Gonilniki in programski vmesniki

LED

Je LED, ki se uporablja kot indikator uporabnika, glejte 2.2.8. Uporabite LED2 kot primerample za testiranje funkcije.

• $ sudo -i #enable privilegije korenskega računa
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 21 > izvoz #GPIO21, ki je uporabniška LED LED2
• $ cd gpio21
• $ echo out > smer
• $ echo 0 > vrednost # vklopi uporabniško LED, LOW aktivno
  OR
• $ echo 1 > vrednost # izklopi uporabniško LED

Serijska vrata (RS232 in RS485)

V sistemu sta dva posamezna serijska vrata. /dev/ ttyACM1 kot vrata RS232 in /dev/ ttyACM0 kot vrata RS485. Uporabite RS232 kot primerample.

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

10

Cellular prek Mini-PCIe (izbirno)

Uporabite Quectel EC20 kot primerample in sledite korakom:

1. Vstavite EC20 v vtičnico Mini-PCIe in kartico micro sim v ustrezno režo, priključite anteno.
2. Prijavite se v sistem prek konzole z uporabo pi/raspberry.
3. Vklopite vtičnico Mini-PCIe in sprostite signal za ponastavitev.

 

• $ sudo -i #enable privilegije korenskega računa
• $ cd /sys/class/gpio
• $ echo 6 > izvoz #GPIO6, ki je signal POW_ON
• $ echo 5 > izvoz #GPIO5, ki je signal ponastavitve
• $ cd gpio6
• $ echo out > smer
• $ echo 1 > vrednost # vklopite Mini PCIe
  IN
• $ cd gpio5
• $ echo out > smer
• $ echo 1 > vrednost # sprosti signal ponastavitve Mini PCIe

OPOMBA: Nato LED 4G začne utripati.

Preverite napravo:

$ lsusb

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

$ dmesg

[ 185.421911] usb 1-1.3: nova hitra naprava USB številka 5 z uporabo dwc_otg
[ 185.561937] usb 1-1.3: Najdena nova naprava USB, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[185.561953] usb 1-1.3: novi USB-nizi naprav: Mfr = 1, izdelek = 2, SerialNumber = 0
[ 185.561963] usb 1-1.3: Izdelek: Android
[ 185.561972] usb 1-1.3: Proizvajalec: Android
[ 185.651402] usbcore: registriran nov gonilnik vmesnika cdc_wdm
[ 185.665545] usbcore: registrirana nova možnost gonilnika vmesnika
[ 185.665593] usbserial: Podpora USB Serial registrirana za modem GSM (1-port)
[ 185.665973] možnost 1-1.3:1.0: zaznan pretvornik modema GSM (1-port)
[ 185.666283] usb 1-1.3: GSM modem (1-port) pretvornik je zdaj priključen na ttyUSB2 [ 185.666499] možnost 1-1.3:1.1: GSM modem (1-port) pretvornik je zaznan
[ 185.666701] usb 1-1.3: GSM modem (1-port) pretvornik je zdaj priključen na ttyUSB3 [ 185.666880] možnost 1-1.3:1.2: GSM modem (1-port) pretvornik je zaznan
[ 185.667048] usb 1-1.3: GSM modem (1-port) pretvornik je zdaj priključen na ttyUSB4 [ 185.667220] možnost 1-1.3:1.3: GSM modem (1-port) pretvornik je zaznan
[ 185.667384] usb 1-1.3: GSM modem (1-vratni) pretvornik je zdaj priključen na ttyUSB5 [ 185.667810] qmi_wwan 1-1.3:1.4: cdc-wdm0: naprava USB WDM
[ 185.669160]qmi_wwan 1-1.3:1.4 wwan0: registrirajte 'qmi_wwan' na usb-3f980000.usb-1.3, naprava WWAN/QMI,xx:xx:xx:xx:xx:xx
OPOMBA: xx:xx:xx:xx:xx: xx je naslov MAC

$ ifconfig -a
…… wwan0: zastavice=4163 mtu 1500
inet 169.254.69.13 omrežna maska ​​255.255.0.0 oddajanje 169.254.255.255 inet6 fe80::8bc:5a1a:204a:1a4b predpona 64 scopeid 0x20 ether 0a:e6:41:60:cf:42 txqueuelen 1000 (Ethernet)
Paketi RX 0 bajtov 0 (0.0 B)
RX napake 0 izpuščene 0 prekoračitve 0 okvir 0
Paketi TX 165 bajtov 11660 (11.3 KiB)
Napake TX 0 padci 0 prekoračitve 0 nosilci 0 trki 0

Kako uporabljati ukaz AT

$ miniterm — Razpoložljiva vrata:

• 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'

Vnesite indeks vrat ali polno ime:

$ miniterm /dev/ttyUSB5 115200

Nekaj ​​uporabnih ukazov AT:

• AT //mora vrniti OK
• AT+QINISTAT //vrne status inicializacije kartice (U)SIM, odgovor mora biti 7
• AT+QCCID //vrne številko ICCID (identifikator kartice integriranega vezja) kartice (U)SIM

Kako klicati

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

Nato lučka 4G utripa. Če uspe, vrnitev tako

Dodajte pot usmerjevalnika

• $ route add default gw 10.64.64.64 ali vaš prehod XX.XX.XX.XX

Nato naredite test s pingom:

• $ ping google.com

WDT
Blok diagram WDT

Modul WDT ima tri terminale, vhod, izhod in LED indikator.

OPOMBA: LED je izbirna in ni na voljo v prejšnjih različicah strojne opreme.

Kako deluje

1. Sistem VKLOP.
2. Zakasnitev 200ms.
3. Pošljite WDO negativni impulz z nizko stopnjo 200 ms za ponastavitev sistema.
4. Potegnite gor WDO.
5. Zakasnitev 120 sekund, medtem ko indikator utripa (običajno 1 Hz).
6. Izklopite indikator.
7. Počakajte na 8 impulzov pri WDI do aktivnega modula WDT in prižgite LED.
8. Preklopite v način WDT-FEED, vsaj en impulz mora biti dodan v WDI vsaj vsaki 2 sekundi, če ne, mora modul WDT oddati negativen impulz za ponastavitev sistema.
9. Pojdi na 2.

RTC

Informacije o čipu RTC

Nova revizija: Čip RTC je PCF8563 podjetja NXP. Nameščen je na sistemsko vodilo I2C, naslov i2c mora biti 0x51.

Sam operacijski sistem ima v sebi gonilnik, potrebujemo le nekaj konfiguracij.

Omogoči RTC

• Če želite omogočiti RTC, morate:
  • $sudo nano /boot/config.txt
• Nato dodajte naslednjo vrstico na dno /boot/config.txt
  • dtoverlay=i2c-rtc,pcf8563
• Nato znova zaženite sistem
  • ponovni zagon $sudo
• Nato uporabite naslednji ukaz, da preverite, ali je RTC omogočen:
  • $sudo hwclock -rv
• Izhod mora biti:

OPOMBA: 

1. poskrbite, da je točka gonilnika i2c-1 odprta in da je točka privzeto zaprta.
2. predviden čas varnostnega kopiranja RTC je 15 dni.

OPOMBA o spremembi izdelka:

STARA Revizija: Čip RTC je MCP79410 iz mikročipa. Montiran je na sistemsko vodilo I2C. Naslov i2c tega čipa bi moral biti 0x6f. Če ga želite omogočiti, morate:

Odprite /etc/rc.local IN dodajte 2 vrstici:

echo “mcp7941x 0x6f” > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/nova_naprava hwclock -s

Nato ponastavite sistem in RTC deluje

UPS za varen izklop (izbirno)

Diagram modula UPS je naveden spodaj.

Modul UPS je vstavljen med DC5V in CM4, GPIO se uporablja za alarm CPE, ko napajanje 5V izpade. Nato mora CPE narediti nekaj nujnega v skriptu pred izčrpanostjo energije superkondenzatorja in zagnati "$ zaustavitev". Drug način za uporabo te funkcije je Zagon zaustavitve, ko se spremeni pin GPIO. Podan pin GPIO je konfiguriran kot vhodni ključ, ki generira dogodke KEY_POWER. Ta dogodek obravnava systemd-logind tako, da sproži zaustavitev. Različice Systemd, starejše od 225, potrebujejo pravilo udev, ki omogoča poslušanje vhodne naprave: uporabite /boot/overlays/README kot referenco, nato spremenite /boot/config.txt. dtoverlay=gpio-izklop, gpio_pin=GPIO22,active_low=1

OPOMBA: 

1. Za več informacij o funkciji UPS nas kontaktirajte.
2. Alarmni signal je aktiven LOW.

Električne specifikacije

Poraba energije

Poraba energije EdgeBox-RPI-200 je močno odvisna od aplikacije, načina delovanja in priključenih perifernih naprav. Podane vrednosti je treba obravnavati kot približne vrednosti. Naslednja tabela prikazuje parametre porabe energije EdgeBox-RPI-200:

Opomba: Pod pogojem napajanja 24 V, brez dodatne kartice v vtičnicah in brez USB naprav.

Način delovanja	Trenutni (ma)	Moč	Opomba
nedejaven	81
Stresni test	172		stres -c 4 -t 10m -v &

UPS (izbirno)

Čas varnostnega kopiranja UPS modula je zelo odvisen od obremenitve sistema. Nekateri tipični pogoji so navedeni spodaj. Testni modul CM4 je 4 GB LPDDR4,32 GB eMMC z modulom Wi-Fi.

Način delovanja	Čas (sekunda)	Opomba
nedejaven	55
Polna obremenitev procesorja	18	stres -c 4 -t 10m -v &

Mehanske risbe

• WWW.SEEEDSTUDIO.COM

Dokumenti / Viri

Seeedstudio EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Edge računalnik [pdfUporabniški priročnik EdgeBox-RPI-200 EC25 Raspberry PI CM4 Edge računalnik, EdgeBox-RPI-200, EC25 Raspberry PI CM4 Edge računalnik, Raspberry PI CM4 Edge računalnik, CM4 Edge računalnik, Based Edge računalnik

Reference

• Uporabniški priročnik