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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，是 PID 控制回路、逻辑顺序控制或具有灵活无线和现场传感器扩展的网关的理想选择。

除了 EdgeBox-ESP-100，我们还有另外两款基于 Raspberry Pi 的 Edge 系列产品，适用于不同的解决方案。为了帮助您深入了解差异并为您的项目选择最合适的部件，请参阅 Seeed Studio Edge 系列页面。

它提供隔离的 CAN、RS485 现场总线连接以及丰富的 IO 资源，适用于广泛的设施和传感器输入，包括数字和模拟信号。它完全满足 PLC 和现场自动化应用的需求。

由于它包含片上 Wi-Fi 和 BLE 功能，并且还包含一个 4G LTE 蜂窝模块，EdgeBox-ESP-100 可用于建立工业网关，使原有的 PLC 能够连接网络或云端。

这款便携式设备采用坚固的硬件、电气设计和铝合金外壳，使其能够在宽温度范围内保持功能，并提供高浪涌和短路保护，可根据您的业务需求进行多种部署。

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特性​

⚠️ 重要通知：USB 编程/调试功能可用性

  • USB 编程/调试功能仅在 EdgeBox-ESP-100 的最新版本上可用。
  • 旧版本仅支持通过 USB-A 端口供电，不支持编程或调试。

❗警告：请勿将旧版本的 USB-A 端口连接到 PC

  • 将旧版本的 USB-A 端口连接到 PC 的 USB 端口可能导致异常行为。
  • 如果您计划通过 USB 对设备进行编程或调试，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：

  • 所有序列号包含 2437 或更早的版本
  • 例如：102991735243700001, 102991735243700093
  • 2437 = 生产于 2024 年第 37 周

新版本 SN：

  • 所有序列号包含 2438 或更晚的版本
  • 例如：102991735243800001, 102991735243800093
  • 2438 = 生产于 2024 年第 38 周及之后
  • 多现场总线支持：CAN、RS485、以太网
  • 多无线能力：片上 Wi-Fi、BLE 连接；内置蜂窝 4G LTE 模块
  • 可靠的硬件设计：坚固耐用，维护需求低的结构
  • 可靠的电气设计：高隔离度、高浪涌和短路保护
  • 支持符合 IEC 61131-3 标准的程序（开发中）
  • 可使用 ESP-IDF、Arduino 编程

规格对比​

参数

详情

基本

CPU

ESP32S3

内存

512KB + 8MB RAM

存储

16MB Flash

无线

WiFi

片上 2.4 GHz

蓝牙

片上蓝牙 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 路 (隔离) 板载

直流输入电压 - 24V

数字输出

6 路 (隔离)

推荐电压 - 24V

模拟输入

4 路 (隔离)

输入：默认 0 ~ 20 mA，可选 0-10V

模拟输出

2 (隔离)

输出: 0 ~ 5 V

电源供应

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

硬件概述​

正面概览​

侧面接口​

  1. 4 X LED
  2. 以太网端口
  3. CAN 总线和 RS485 端口
  4. 多功能凤凰端子连接器

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

以太网端口​

pir
引脚号信号描述
1TXP
2TXN
3RXP
4N.C.
5N.C.
6RXN
7N.C.
8N.C.
黄色 LED活动当 TX 和 RX 数据通过时激活
绿色 LED连接连接建立时激活

CAN 总线和 RS485 端口​

pir
引脚号信号描述
1N.C.
2N.C.
3N.C.
4CAN_H
5CAN_L
6N.C.
7RS485_A
8RS485_B
黄色 LED活动当 CAN 总线的 TX 和 RX 数据通过时激活
绿色 LED连接当 RS485 的 TX 和 RX 数据通过时激活
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。

多功能凤凰端子连接器​

pir
功能引脚号引脚号功能
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 线缆
  2. GND 和 AGND 是隔离的
  3. 所有 AGND 信号在内部连接
  4. 输入直流电压为 24V(+- 10%)
  5. 输出直流电压应为 24V(+- 10%)，电流容量为 1A。

顶部接口​

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

GPIO 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连接至 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蜂鸣器高电平有效使能蜂鸣器
复位IO0复位按钮
I2C IO19I2C_SCL
IO20I2C_SDA
IO9来自 PCF8563 的警报或唤醒

编程/调试端口​

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

GIPIO0 也连接到复位按钮。UART0 的 RXD、TXD 用于下载模式。 这使得用户可以在裸金属上开发 EdgeBox-ESP-100。

内置设备​

I2C 引脚映射与内置 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保持存储器
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 使能电源
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 LPF 技术构成。

模拟输出ESP32 IO
AO0IO42
AO1IO41

电气规格​

如何供电​

pir

功耗​

EdgeBox-ESP-100 的功耗在很大程度上取决于应用程序、操作模式以及连接的外围设备。所给数值应视为近似值。

note

在电源为 24V 的条件下

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 PC
  • 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(最低输入功率要求) 电源

软件要求​

准备工作​

硬件​

  • 步骤 1：拆开外壳并找到编程端口

  • 步骤 1-1：请找到并卸下两颗黑色内六角沉头螺钉

pir
  • 步骤 1-2：然后卸下 3 颗 M.3 PH2 十字螺钉。
pir
  • 步骤 1-3：现在您应该能找到编程端口了。
pir
  • 步骤 2：将 USB 转串口连接到 Edgebox-ESP-100

连接应遵循以下方式

pir
caution

确保连接正确，Edgebox-ESP-100 在连接过程中处于断电状态。

Edgebox-ESP-100USB 转串口
RXDTX
TXDRX
GNDGND
GPIO0GND (程序下载模式)
用作串口调试器时悬空

软件​

  • 步骤 1：从 Arduino 官方网站 下载 Ardunio IDE 2.0.X 并安装。

  • 步骤 2：从开发板管理器查找并安装 ESP32。

  • 步骤 2-1：打开 Arduino IDE，点击 Board Tab (第二个标签页) 打开 Board Manager

  • 步骤 2-2：在搜索栏中输入 ESP32 并按回车，现在您应该能看到列出的 esp32 开发板库。

  • 步骤 2-3：从版本下拉菜单中选择最新版本，例如，撰写此 wiki 时最新版本是 version 2.0.7

note

请安装版本 >= 2.0.7 的 esp32 开发板库。

  • 步骤 2-4：点击 Install
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 代码编辑器中。

void setup() {
  //setup DO pins to output mode
  pinMode(DO0, OUTPUT);
  pinMode(DO1, OUTPUT);
  pinMode(DO2, OUTPUT);
  pinMode(DO3, OUTPUT);
  //setup DO pins default to Logic LOW
  digitalWrite(DO0, LOW);
  digitalWrite(DO1, LOW);
  digitalWrite(DO2, LOW);
  digitalWrite(DO3, LOW);
}

void loop() {
  //Switch on DO0 and Swith off DO3
  digitalWrite(DO0, HIGH);
  digitalWrite(DO3, LOW);
  delay(2000);

  //Switch on DO1 and Swith off DO0
  digitalWrite(DO0, LOW);
  digitalWrite(DO1, HIGH);
  delay(2000);

  //Switch on DO2 and Swith off DO1
  digitalWrite(DO1, LOW);
  digitalWrite(DO2, HIGH);
  delay(2000);

  //Switch on DO3 and Swith off DO2
  digitalWrite(DO2, LOW);
  digitalWrite(DO3, HIGH);
  delay(2000);
}

上传代码​

  • 步骤 1：现在请将 USB 转串口适配器插入您的电脑，并且 Edgebox-ESP-100 与 USB 转串口转换器的连接应设置为程序下载模式。
note

在下一步之前，请勿给 Edgebox-ESP-100 通电。

  • 步骤 2：给 Edgebox-ESP-100 通电。

  • 步骤 3：选择开发板和端口

  • 步骤 3-1：打开开发板和端口选择窗口

pir
  • 步骤 3：从 Board and Port selection window 中选择开发板和端口。在本例中，我们可以在搜索栏中输入 edgebox 并选择 Edgebox-ESP-100 作为开发板，并根据您的 USB 转串口适配器选择端口。然后按 OK 确认。
pir
  • 步骤 4：按上传代码按钮上传代码。
pir
  • 步骤 5：重置电源以观察 Edgebox-ESP-100 控制电磁阀。
pir

资源​

EdgeBox ESP 4G 模块文档

Edge 系列保修条例

Edgebox-ESP-100-用户手册 V1.1

EdgeBox-ESP-100 产品数据手册

EdgeBox ESP 3D 文件

EdgeBox-ESP-100 原理图

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺利。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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