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EdgeBox-ESP-100 使用 Arduino 入门

Edgebox-ESP-100​

EdgeBox-ESP-100 是一款基于 ESP32 的控制器，专为轻量级自动化解决方案设计。它支持模拟输入，可在远程环境中有效监控和控制，非常适合用于 PID 控制回路、逻辑顺序控制或作为具有灵活无线和现场传感器扩展功能的网关。

除了 EdgeBox-ESP-100，我们还提供了其他两款基于 Raspberry Pi 的 Edge 系列产品，以满足不同的解决方案需求。为了帮助您深入了解差异并选择最适合您项目的产品，请参考 Seeed Studio 的 Edge 系列页面。

它提供了隔离的 CAN、RS485 现场总线连接，以及丰富的 IO 资源，可用于数字和模拟信号的广泛设施和传感器输入，非常适合 PLC 和现场自动化应用。

由于其内置的 Wi-Fi 和 BLE 功能，以及包含的 4G LTE 模块，EdgeBox-ESP-100 可用作工业网关，使原有的 PLC 能够连接网络或云端。

这款便携式设备配备了坚固的硬件、电气设计和铝合金外壳，能够在宽温范围内保持功能，并提供高浪涌和短路保护，适用于基于业务的多种部署方式。

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特性​

⚠️ 重要通知：USB 编程/调试功能可用性

  • USB 编程/调试功能仅适用于 最新版本 的 EdgeBox-ESP-100。
  • 旧版本 仅支持通过 USB-A 接口供电，不支持编程或调试。

❗警告：请勿将旧版本的 USB-A 接口连接到 PC

  • 将 旧版本 的 USB-A 接口连接到 PC 的 USB 接口可能会导致 不正常行为。
  • 如果计划通过 USB 编程或调试设备，请仅使用 新版本。

🔍 如何识别新版本

检查设备外壳上的 序列号 (SN) 标签：

旧版本 SN:

  • 所有序列号为 2437 或 更早
  • 示例：102991735243700001，102991735243700093
  • 2437 = 2024 年第 37 周生产

新版本 SN:

  • 所有序列号为 2438 或 更晚
  • 示例：102991735243800001，102991735243800093
  • 2438 = 2024 年第 38 周及以后生产
  • 多现场总线支持：CAN、RS485、以太网
  • 多无线功能：内置 Wi-Fi、BLE 连接；内置 4G LTE 模块
  • 可靠的硬件设计：坚固、低维护结构
  • 可靠的电气设计：高隔离、高浪涌和短路保护
  • 支持 IEC 61131-3 标准程序（开发中）
  • 可使用 ESP-IDF、Arduino 编程

规格对比​

参数

详情

基本信息

CPU

ESP32S3

内存

512KB + 8MB RAM

存储

16MB Flash

无线连接

WiFi

芯片内置 2.4 GHz

蓝牙

芯片内置 Bluetooth 5.0, BLE

蜂窝网络

4G - A7670G SIMCom LTE Cat 1 模块

LoRa

支持*

接口

以太网

100M RJ45 *1

USB

USB2.0 A*1

CAN 总线

CAN 总线 *1 (隔离)

RS 串口

RS485 *1 (隔离)

数字输入

4 (隔离) 板载

直流输入电压 - 24V

数字输出

6 (隔离)

推荐电压 - 24V

模拟输入

4 (隔离)

输入：0 ~ 20 mA 默认，0-10V 可选

模拟输出

2 (隔离)

输出：0 ~ 5 V

电源

10.8 ~ 36 V

额外功能

RTC

RTC

加密芯片

Atecc608a(可选)

工作温度

-20 至 +60 °C

认证

RoHS, CE, FCC, UKCA

保修

2 年

硬件概览​

前视图​

侧面接口​

  1. 4 个 LED 指示灯
  2. 以太网接口
  3. CAN 总线和 RS485 接口
  4. 多功能凤凰端子

LED 指示灯：​

LED 名称信号描述
PWR电源状态
Cellular4G/LTE
ACT串口 TX 状态与 U0TXD 复用
ERR串口 RX 状态与 U0RXD 复用

以太网接口：​

pir
引脚编号信号描述
1TXP
2TXN
3RXP
4N.C.
5N.C.
6RXN
7N.C.
8N.C.
黄色 LEDACTIVE当 TX 和 RX 数据通过时激活
绿色 LEDLINK当连接建立时激活

CAN 总线和 RS485 接口：​

pir
引脚编号信号描述
1N.C.
2N.C.
3N.C.
4CAN_H
5CAN_L
6N.C.
7RS485_A
8RS485_B
黄色 LEDACTIVE当 CAN 总线数据的 TX 和 RX 通过时激活
绿色 LEDLINK当 RS485 数据的 TX 和 RX 通过时激活
note
  1. RS485 的 120 欧姆终端电阻已内置。
  2. CAN 总线的 120 欧姆终端电阻已内置。

多功能凤凰端子​

pir
功能引脚编号引脚编号功能
S/S21DO_24V
DI043DO_0V
DI165DO0
DI287DO1
DI3109DO2
AGND1211DO3
AI01413DO4
AI11615DO5
AI21817AO0
AI32029AO1
AGND2221AGND
GND2423+24V
note
  1. 建议使用 24AWG 至 16AWG 的电缆
  2. GND 和 AGND 是隔离的
  3. 所有 AGND 信号内部连接
  4. 输入的直流电压为 24V（±10%）
  5. 输出的直流电压应为 24V（±10%），电流容量为 1A。

顶部接口​

pir
  1. Wi-Fi 天线接口（SMA 母头）
  2. SIM 卡
  3. 复位按钮
  4. USB 接口（仅 5V 电源输出）
  5. 4G/LTE 天线接口（SMA 母头）

GPIO 多路复用​

引脚名称ESP32S3 IO类型功能
DO0IO40数字输出数字输出 0
DO1IO39数字输出数字输出 1
DO2IO38数字输出数字输出 2
DO3IO37数字输出数字输出 3
DO4IO36数字输出数字输出 4
DO5IO35数字输出数字输出 5
DI0IO4数字输入数字输入 0
DI1IO5数字输入数字输入 1
DI2IO6数字输入数字输入 2
DI3IO7数字输入数字输入 3
AO0IO42模拟输出模拟输出 0
IO41模拟输出模拟输出 1
RS485 IO17U1TXD
IO18U1RXD
IO8RS485_RTS
4G/LTEIO48U2TXDWWAN
IO47U2RXD
IO21PWR_KEY
IO16PWR_EN
以太网 IO10FSPI_CS0连接到 W5500
IO11FSPI_MISO
IO12FSPI_MOSI
IO13FSPI_SCLK
IO14INT #
IO15RST #
CAN_TXDIO1CAN 总线 TX
CAN_RXDIO2CAN 总线 RX
TXD0/LED_ACT#U0TXD编程/调试和 LED 驱动
RXD0/LED_ERR#U0RXD
蜂鸣器IO45蜂鸣器高电平激活启用蜂鸣器
复位IO0复位按钮
I2C IO19I2C_SCL
IO20I2C_SDA
IO9来自 PCF8563 的报警或唤醒

编程/调试端口​

pir
调试端口ESP32 IO其他功能
RXDRXD0LED_ACT#
TXDTXD0LED_ERR#
GNDGND
GPIO0IO0重置按钮
note

GPIO0 也连接到重置按钮。而 UART0 的 RXD 和 TXD 在下载模式下使用。 这些功能允许用户以裸机方式开发 EdgeBox-ESP-100。

内置设备​

I2C 引脚映射及内置 I2C 设备​

  • I2C 引脚映射：
I2C 引脚ESP32 IO
I2C_SDAIO20
I2C_SCLIO19
I2C_INTIO9
  • 内置 I2C 设备及地址：
设备地址功能
FM24CL64B0x50保持内存
PCF85630x51RTC
Atecc608a0x68加密设备
SGM580310x48ADC

4G LTE​

pir
A7670G 4G 模块ESP32 IO功能
PWR_ENIO16通过 SY8089A 为 A7670G 启用电源
PWRKEYIO21PWR_KEY
RXDIO48U2TXD
TXDIO47U2RXD

模拟输入 (SGM58031)​

SGM58031 (I2C 地址 0x48)IO
CH1+AI0
CH2+AI1
CH3+AI2
CH4+AI3
SDAIO20/I2C_SDA
SCLIO19/I2C_SCL
note

默认输入类型为 4-20mA。 0-10V 输入类型为可选。

模拟输出​

双通道模拟输出由 PWM 和低通滤波器 (LPF) 技术组成。

模拟输出ESP32 IO
AO0IO42
AO1IO41

电气规格​

如何供电​

pir

功耗​

EdgeBox-ESP-100 的功耗强烈依赖于应用、操作模式以及连接的外设设备。以下值为近似值。

note

在 24V 电源条件下

操作模式电流 (mA)
空闲81

开始使用 Arduino 编程​

要求​

硬件要求​

您需要准备以下物品：

  • 1 x EdgeBox-ESP-100
  • 1 x 电脑
  • 1 x USB 转串口适配器
  • 1 x PH2 十字螺丝刀（可选）
  • 1 x H2.5 内六角扳手
  • 1 x 12V3A（最低输入电源要求）电源

软件要求​

准备工作​

硬件​

  • 第一步：拆下外壳并找到编程端口

  • 第 1-1 步：找到并拆下两个黑色内六角螺钉

pir
  • 第 1-2 步：然后拆下 3 个 M.3 PH2 十字螺钉。
pir
  • 第 1-3 步：现在您应该能够找到编程端口。
pir
  • 第二步：将 USB 转串口适配器连接到 EdgeBox-ESP-100

连接方式如下所示：

pir
caution

确保连接正确，并且在连接过程中 EdgeBox-ESP-100 处于断电状态。

EdgeBox-ESP-100USB 转串口
RXDTX
TXDRX
GNDGND
GPIO0GND（程序下载模式）
用作串口调试时不连接

软件​

  • 第一步：从 Arduino 官方网站 下载 Arduino IDE 2.0.X 并安装。

  • 第二步：从板管理器中查找并安装 ESP32。

  • 第 2-1 步：打开 Arduino IDE，点击 板卡选项卡（第二个选项卡）以打开 板管理器。

  • 第 2-2 步：在搜索栏中输入 ESP32 并按回车键，现在您应该能看到列出的 ESP32 板库。

  • 第 2-3 步：从版本下拉菜单中选择最新版本，例如，在撰写本文时，最新版本是 版本 2.0.7。

note

请安装版本 >= 2.0.7 的 ESP32 板库。

  • 第 2-4 步：点击 安装。
pir

使用 Arduino 控制 EdgeBox-ESP-100 的电磁阀​

接线图​

pir

代码​

以下是循环控制所有电磁阀的代码，请将代码复制到 Arduino IDE 的代码编辑器中。

void setup() {
  // 设置 DO 引脚为输出模式
  pinMode(DO0, OUTPUT);
  pinMode(DO1, OUTPUT);
  pinMode(DO2, OUTPUT);
  pinMode(DO3, OUTPUT);
  // 设置 DO 引脚默认逻辑为 LOW
  digitalWrite(DO0, LOW);
  digitalWrite(DO1, LOW);
  digitalWrite(DO2, LOW);
  digitalWrite(DO3, LOW);
}

void loop() {
  // 打开 DO0 并关闭 DO3
  digitalWrite(DO0, HIGH);
  digitalWrite(DO3, LOW);
  delay(2000);

  // 打开 DO1 并关闭 DO0
  digitalWrite(DO0, LOW);
  digitalWrite(DO1, HIGH);
  delay(2000);

  // 打开 DO2 并关闭 DO1
  digitalWrite(DO1, LOW);
  digitalWrite(DO2, HIGH);
  delay(2000);
  
  // 打开 DO3 并关闭 DO2
  digitalWrite(DO2, LOW);
  digitalWrite(DO3, HIGH);
  delay(2000);
}

上传代码​

  • 第一步：现在请将 USB 转串口适配器插入电脑，并将 EdgeBox-ESP-100 的连接设置为程序下载模式。
note

在下一步之前不要给 EdgeBox-ESP-100 通电。

  • 第二步：给 EdgeBox-ESP-100 通电。

  • 第三步：选择板卡和端口。

  • 第 3-1 步：打开板卡和端口选择窗口。

pir
  • 第 3-2 步：从 板卡和端口选择窗口 中选择板卡和端口。在搜索栏中输入 EdgeBox 并选择 EdgeBox-ESP-100 作为板卡，并根据您的 USB 转串口适配器选择端口。然后按 OK 确认。
pir
  • 第四步：点击上传代码按钮上传代码。
pir
  • 第五步：重置电源以监控 EdgeBox-ESP-100 控制电磁阀的情况。
pir

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们致力于为您提供多种支持，确保您在使用我们的产品时获得尽可能顺畅的体验。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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