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硬件和接口使用

本wiki介绍了reTerminal上各种不同的硬件和接口，以及如何使用它们来扩展您的项目想法。

注意： 对于某些硬件和接口，在运行Raspberry Pi OS镜像、Buildroot镜像和Yocto镜像时，使用说明会有所不同。默认步骤适用于Raspberry Pi OS镜像。但是，如果Buildroot镜像和Yocto镜像的说明不同，会有明确的标注。

硬件概览​

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40引脚Raspberry Pi兼容引脚​

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40引脚包含26个GPIO、最多5个I2C、最多5个SPI、最多5个UART、1个PCM、1个PWM、1个SDIO接口、1个DPI（并行RGB显示）、最多3个GPCLK输出和1个USB接口。

USB接口是从Compute Module 4内部的USB 2.0接口扩展而来。因此您可以使用此接口扩展到更多USB连接器，并获得高达480 Mbit/s的速度。

您还可以使用这40个引脚连接到Raspberry Pi兼容的Hat并扩展您的项目！

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GPIO引脚可以安全地提供最大50mA的电流。这意味着50mA分布在所有引脚上。因此，单个GPIO引脚只能安全地提供16mA电流。另一方面，其余每个引脚的最大电流消耗为2A。在将额外硬件连接到这些引脚时，请记住这一点。

原理图​

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提示： 点击这里查看高分辨率图像

使用方法 - GPIO​

  • 步骤1. 将引脚设置为GPIO
sudo -i   #enable root account privileges 
cd /sys/class/gpio
echo 23 > export #GPIO23 which is Pin 16
cd gpio23
  • Step 2. Set GPIO input/output
echo in > direction  #set GPIO as input
echo out > direction  #set GPIO as output
  • Step 3. Set GPIO high/low level
echo 1 > value  #set GPIO to high
echo 0 > value  #set GPIO to low
  • Step 4. Get GPIO input/output status
cat direction
  • Step 5. Get GPIO level status
cat value
  • 步骤 6. 将引脚设置回默认状态
cd ..
echo 23 > unexport

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 用 su - 替换 sudo -i 来启用 root 账户权限
  • 按照上述提到的其他步骤操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 不需要 sudo -i，因为我们已经以 root 身份登录
  • 按照上述提到的其他步骤操作

使用方法 - I2C​

  • 步骤 1. 打开 reTerminal，点击 Raspberry Pi 桌面 UI 上的 Raspberry Pi 图标，导航到 Preferences > Raspberry Pi Configuration

  • 步骤 2. 点击 Interfaces 选项卡，然后点击 I2C 旁边的 Enabled

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  • 步骤 3. 点击 OK

  • 步骤 4. 将 I2C 设备连接到 reTerminal

  • 步骤 5. 列出所有可用的 I2C 总线

i2cdetect -l

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  • 步骤 6. 扫描 I2C 总线 1 (i2c-1) 上的标准地址
i2cdetect -y 1

注意 1 代表 I2C 总线编号

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上图显示检测到的 I2C 设备地址为 0x20、0x51、0x45、0x19、0x29 和 0x5c

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 您无需为 Buildroot 镜像开启 I2C，因为 I2C 默认已启用
  • 按照上述提到的其他步骤操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 开启时 I2C 未启用。它仅在每次启动后使用 modprobe i2c-dev 才能工作。一旦修复此问题，将会更新。

使用方法 - SPI​

  • 步骤 1. 开启 reTerminal，点击 Raspberry Pi 桌面 UI 上的 Raspberry Pi 图标，导航到 Preferences > Raspberry Pi Configuration

  • 步骤 2. 点击 Interfaces 选项卡，然后点击 SPI 旁边的 Enabled

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  • 步骤 3. 将 SPI 设备连接到 reTerminal

  • 步骤 4. 列出所有可用的 SPI 设备

ls /dev/spi*

您将看到以下输出

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  • 步骤 5. 打开终端窗口并输入以下命令来下载一个 SPI 测试工具
wget https://files.seeedstudio.com/wiki/102110497/spidev_test
  • Step 6. Change the user rights of the tool
chmod +x spidev_test
  • 步骤 7. 使用跳线将 GPIO 10 (引脚 19) 和 GPIO 9 (引脚 21) 短接

注意： 这里我们短接 MOSI 和 MISO 引脚

  • 步骤 8. 运行以下 SPI 测试工具
./spidev_test -D /dev/spidev0.0 -v -p hello

如果您看到以下输出，SPI 正在正常工作

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在 Buildroot/ Yocto 镜像上的使用​

  • 要启用 SPI，通过 vi /boot/config.txt 命令打开 config.txt
  • 在末尾添加 dtparam=spi=on（按 i 进入编辑模式）
  • 按 ESC 退出编辑模式
  • 通过输入 :wq 保存文件
  • 重启
  • spidev_test 工具运行时存在问题。一旦修复将会更新。

扩展模块的高速接口​

reTerminal 背面有一个高速扩展接口。它包含 1 个 PCIe 1-lane Host Gen 2（支持高达 5Gbps 的速度）、1 个 USB 2.0、1 个 PoE 和 26 个 GPIO。这 26 个 GPIO 引脚可以进一步用作 2 个 I2C、2 个 SPI 和 1 个 UART。

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note

PCIe、USB 3.0、2 x CAN-FD 和 SDIO3.0 接口是为未来产品定义的，因此目前无法使用

我们计划在未来为 reTerminal 构建扩展模块，我们已经预留了这个接口来将这些模块连接到 reTerminal。我们将发布各种模块，例如：

  • 麦克风阵列和扬声器模块
  • 摄像头模块
  • 工业 I/O
  • LoraWAN 模块
  • 5G/4G 模块
  • PoE 模块
  • 以太网交换机

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reTerminal 侧面有 2 个 M4 机械螺丝孔，有助于固定扩展模块。

CSI 摄像头接口​

reTerminal 有一个 2-lane MIPI CSI 摄像头接口，这意味着您可以将多达 2 个摄像头连接到 reTerminal。一个接口有 15 个引脚，而另一个接口有 22 个引脚。因此，请确保使用与您打算使用的接口相对应的正确排线。这些摄像头接口可用于物体检测和机器学习应用。

原理图​

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使用方法​

  • 步骤 1. 将摄像头连接到 15 引脚或 22 引脚 FPC 接口

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  • 步骤 2. 打开 reTerminal，在 Raspberry Pi 桌面 UI 上点击 Raspberry Pi 图标，导航到 Preferences > Raspberry Pi Configuration

  • 步骤 3. 点击 Interfaces 选项卡，点击 Camera 旁边的 Enabled

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  • 步骤 4. 点击 Yes 重启

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  • 步骤 5. 打开终端窗口，输入以下命令拍摄静态照片并保存到桌面
raspistill -o Desktop/image.jpg

注意： 您可以根据自己的偏好更改保存位置

  • 步骤 6. 双击桌面上生成的文件来查看图像

  • 步骤 7. 输入以下命令来录制视频并将其保存到桌面

raspivid -o Desktop/video.h264
  • 步骤 8. 双击桌面上生成的文件来播放录制的视频

您可以通过访问官方树莓派文档了解更多关于摄像头使用的信息

在 Buildroot/ Yocto 镜像上的使用​

  • CSI 摄像头接口尚未测试。一旦测试完成，此部分将会更新。

5英寸LCD​

reTerminal 内置的5英寸LCD通过载板内部的 30针DSI接口 连接。此LCD支持 5点多点触控，为了启用此功能，LCD连接到载板上的另一个 TP接口。

原理图​

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LCD触摸面板​

使用方法​

LCD的触摸面板通过 6针FPC 连接器连接。您可以使用evtest工具来测试它

  • 步骤 1. 输入以下命令安装 evtest，这是一个输入设备事件监控和查询工具
sudo apt install evtest
  • Step 2. Open the evtest tool
evtest

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  • 步骤 3. 输入 1，您将看到以下输出

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  • 步骤 4. 在 reTerminal LCD 上随意触摸，您将看到以下输出

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在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 您无需安装 evtest 工具，因为它已经安装好了
  • 在运行 evtest 之前，您需要通过输入 su - 切换到 root 用户
  • 按照上述其他步骤操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 您无需安装 evtest 工具，因为它已经安装好了
  • 按照上述其他步骤操作

通过 I2C 将其他设备连接到 FPC 连接器​

触摸面板通过 I2C 通信协议连接到 reTerminal。因此，如果您愿意，可以轻松地将其他 I2C 设备连接到这个 6 针 FPC 接口。连接图如下

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之后按照前面关于如何使用 I2C 的主题中的步骤操作

4 个用户可编程按钮​

reTerminal 前面有 4 个用户可编程按钮。这些按钮可以通过软件轻松控制，并且可以根据您的应用程序分配来开启/关闭不同的功能！

原理图​

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使用方法​

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  • 步骤 1. 打开 evtest 工具
evtest

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  • 步骤 2. 输入 0，您将看到以下输出

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  • 步骤 3. 从左到右按下按钮，您将看到以下内容

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注意： 按钮默认从左到右配置为 a s d f

  • 步骤 4. 如果您想要配置按钮，请输入以下内容
sudo nano /boot/config.txt
  • Step 5. Modify the file by adding the following to the end
dtoverlay=reTerminal,key0=0x100,key1=0x101,key2=0x102,key3=0x103,tp_rotate=1

注意： 这里十六进制数字 100、101、102 和 103 分别分配给 key0、key1、key2、key3

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 您不需要安装 evtest 工具，因为它已经安装了
  • 在运行 evtest 之前，您需要通过输入 su - 切换到 root 用户
  • 按照上面提到的其他步骤进行操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 您不需要安装 evtest 工具，因为它已经安装了
  • 按照上面提到的其他步骤进行操作

3 用户可编程 LED​

reTerminal 前面有 2 个用户可编程 LED。这些 LED 可以通过软件开启/关闭，在您想要将它们用作状态 LED 来监控不同硬件功能的场景中非常有用。USR LED 可以点亮绿色，而 STA LED 可以点亮红色或绿色

原理图​

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使用方法​

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  • 步骤 1. 启用 root 账户权限
sudo -i
  • Step 2. Enter the following directory
cd /sys/class/leds
  • Step 3. Enter the following directory to control the Green Color USR LED
cd usr_led0
  • Step 4. Turn on the LED with maximum brightness
echo 255 > brightness

Note: You can enter values from 1 - 255 to adjust the brightness levels

  • Step 5. Turn off the LED
echo 0 > brightness
  • Step 6. Enter the following directory to control the Red Color STA LED
cd ..
cd usr_led1

  • 步骤 7. 重复步骤 4 - 5 来控制 LED

  • 步骤 8. 进入以下目录来控制绿色 STA LED

cd ..
cd usr_led2
  • 步骤 9. 重复步骤 4 - 5 来控制 LED

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 将 sudo -i 替换为 su - 来启用 root 账户权限
  • 按照上述其他步骤进行操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 不需要 sudo -i，因为我们已经以 root 身份登录
  • 按照上述其他步骤进行操作

千兆以太网端口​

reTerminal 板载千兆以太网连接器 (RJ45)。该端口连接到 CM4 模块的千兆以太网 PHY，基于 Broadcom BCM54210PE。它还符合 IEEE 1588-2008 标准。

原理图​

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加密协处理器​

reTerminal 具有安全功能，如Microchip ATECC608A 加密协处理器，具有安全的基于硬件的密钥存储。它还为多达 16 个密钥、证书或数据提供受保护的存储。它为对称签名、验证、密钥协商 – ECDSA 提供硬件支持。它具有对称算法、网络密钥管理和安全启动的硬件支持。

原理图​

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使用方法​

  • 步骤 1. 列出所有可用的 I2C 总线
i2cdetect -l

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  • 步骤 2. 扫描 I2C 总线 3 (i2c-3) 上的标准地址
i2cdetect -y 3

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注意： 3 代表 I2C 总线编号

I2C 地址为 0x60 的设备是加密协处理器

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 使用方法如上所述

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 开机时 I2C 未启用。每次启动后只有使用 modprobe i2c-dev 才能工作。一旦修复此问题，将会更新。

RTC​

reTerminal 内置的 RTC 基于 NXP Semiconductors PCF8563T，使用 CR1220 电池 供电。它具有低备用电流；在 VDD = 3.0 V 和温度 = 25°C 时典型值为 0.25μA。它可用于需要实现计时功能的项目。

注意： 开箱即用已安装 CR1220 电池。

原理图​

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使用方法​

输入以下命令从 RTC 获取日期和时间信息

sudo hwclock

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在 Buildroot 镜像上的使用方法​

  • 首先输入 su - 来启用 root 账户
  • 然后输入 hwclock

在 Yocto 镜像上的使用方法​

  • 不需要 sudo，因为我们已经以 root 身份登录
  • 只需输入 hwclock

光传感器​

reTerminal 配备了一个 Levelek LTR-303ALS-01 数字光传感器，它连接到 6 针 FPC 接口。它可以用来感知环境中的光照水平，也可以用于根据周围光照水平进行 LCD 背光的自动亮度调节。

原理图​

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使用方法​

  • 步骤 1. 启用 root 账户权限
sudo -i
  • Step 2. Enter the following directory
cd /sys/bus/iio/devices/iio:device0
  • Step 3. Type the following to obtain the light intensity value in Lux
cat in_illuminance_input

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光传感器通过 I2C 通信协议 连接到 reTerminal。因此，如果您愿意，可以轻松地将其他 I2C 设备连接到这个 6 针 FPC 接口。连接图如下所示

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之后，请按照前面主题中关于如何使用 I2C 的步骤进行操作

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 将 sudo -i 替换为 su - 以启用 root 账户权限
  • 按照上述其他步骤进行操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 不需要 sudo -i，因为我们已经以 root 身份登录
  • 按照上述其他步骤进行操作

加速度计​

内置的 STMicroelectronics LIS3DHTR 3 轴加速度计 可用于在 reTerminal 上实现许多不同的应用。您可以使用它在旋转 reTerminal 时自动更改屏幕方向等等。

原理图​

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使用方法​

  • 步骤 1. 打开 evtest 工具
evtest

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  • 步骤 2. 输入 1，您将看到 X、Y、Z 加速度值

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在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 您无需安装 evtest 工具，因为它已经安装了
  • 在运行 evtest 之前，您需要通过输入 su - 切换到 root 用户
  • 按照上述其他步骤操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 您无需安装 evtest 工具，因为它已经安装了
  • 按照上述其他步骤操作

蜂鸣器​

reTerminal 内置了一个蜂鸣器。可以通过软件控制。这个蜂鸣器可以在不同应用中用作指示器。

原理图​

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提示： 点击这里查看高分辨率图像

使用方法​

  • 步骤 1. 启用 root 账户权限
sudo -i
  • Step 2. Enter the following directory
cd /sys/class/leds/usr_buzzer
  • Step 3. Turn on the buzzer
echo 1 > brightness
  • Step 4. Turn off the buzzer
echo 0 > brightness

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 使用 su - 替换 sudo -i 来启用 root 账户权限
  • 按照上述提到的其他步骤进行操作

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 不需要 sudo -i，因为我们已经以 root 身份登录
  • 按照上述提到的步骤进行操作

USB 2.0 端口​

Raspberry Pi CM4 已经板载了一个 USB 2.0 集线器。该集线器在 reTerminal 上扩展为 2 个 USB 2.0 端口，作为 USB HOST

原理图​

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提示： 点击这里查看更高分辨率的图像

使用方法​

  • 步骤 1. 将 USB 设备连接到 reTerminal 上的其中一个 USB 2.0 端口

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  • 步骤 2. 在终端窗口中输入以下命令来列出已连接的 USB 设备
lsusb

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  • 步骤 3. 输入以下命令来收集有关已连接 USB 设备的更多信息，如驱动器大小、分区、挂载点等
lsblk

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  • 步骤 4. 访问连接的 USB 设备并列出其中的所有文件
cd /media/pi/NEW VOLUME
ls -l

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注意： 挂载点会因USB设备而异

Micro - SD卡插槽​

reTerminal配备了一个micro-sd卡插槽。当您想要将操作系统安装到micro-SD卡上，同时使用不带eMMC的CM4模块时，这非常有用。建议使用至少8GB的卡。点击此链接了解更多！

原理图​

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提示： 点击这里查看高分辨率图像

Micro HDMI端口​

reTerminal上有一个micro HDMI端口，您可以使用它通过micro HDMI转标准HDMI线缆连接到HDMI显示器。它支持高达4K分辨率，60fps。

原理图​

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提示： 点击这里查看高分辨率图像

使用方法​

  • 步骤1. 使用micro-HDMI转标准HDMI线缆将HDMI显示器连接到reTerminal的micro-HDMI端口

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  • 步骤2. 打开reTerminal，您将在reTerminal LCD和连接的HDMI显示器上都看到UI输出

注意： 如果您在reTerminal开机时连接显示器，需要输入sudo service lightdm restart来在连接的HDMI显示器上显示UI。

  • 步骤3. 在终端窗口中输入以下命令来安装屏幕配置实用程序
sudo apt install arandr
  • 步骤 4. 点击左上角的树莓派图标，导航到 Preferences > Screen Configuration

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  • 步骤 5. 在 Screen Layout Editor 窗口中，导航到 Configure > Screens > HDMI-1 > Resolution 并调整选择连接的 HDMI 显示器的分辨率。

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注意： 您也可以更改显示器的频率和方向

  • 步骤 6. 拖动两个框来更改显示器的排列。

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  • 步骤 7. 点击勾选标记来应用设置

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在 Buildroot/ Yocto 镜像上的使用​

  • 热插拔目前不工作。一旦修复，这将会更新。
  • 所以您需要先连接到 HDMI 显示器，然后打开 reTerminal
  • 注意 arandr 包在 Buildroot 系统镜像中不可用

USB Type-C 端口​

reTerminal 上的 USB Type-C 端口可以用来使用 5V/4A（推荐）为 reTerminal 供电。但是它也可以用作 USB 设备，您可以将 reTerminal 连接到主机 PC，reTerminal 将充当 USB 大容量存储设备。在这里，您将能够通过 PC 访问 reTerminal 的板载 eMMC 并将操作系统刷写到 eMMC。点击这里了解更多！

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标准相机支架（1/4 英寸）​

reTerminal 有一个直径为 1/4 英寸的标准相机支架。所以您可以将 reTerminal 连接到标准三脚架。

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reTerminal 的 Python 库​

我们准备了一个 Python 库，使您能够使用 reTerminal 上的板载硬件。目前可以使用这个 Python 库访问加速度计、用户 LED、用户按钮和蜂鸣器。

安装​

在 reTerminal 上打开终端窗口并执行以下命令

sudo pip3 install seeed-python-reterminal

注意： 源代码可以在这里找到

使用方法​

  • 步骤 1. 创建一个新的 python 文件 并使用 nano 文本编辑器 打开
nano test.py

  • 步骤 2. 输入 python 代码

  • 步骤 3. 按 CTRL + X 然后按 Y 保存文件

  • 步骤 4. 最后运行文件

python3 test.py

您可以按照上述步骤测试以下硬件功能。每个部分包含的Python代码可以直接输入到test.py文件中，然后执行该文件

用户LED测试​

import seeed_python_reterminal.core as rt
import time

print("STA ON, USR OFF")
rt.sta_led = True
rt.usr_led = False
time.sleep(1)

print("STA OFF, USR ON")
rt.sta_led = False
rt.usr_led = True
time.sleep(1)

print("STA RED, USR OFF")
rt.sta_led_green = False
rt.sta_led_red = True
rt.usr_led = False
time.sleep(1)

print("STA OFF, USR OFF")
rt.sta_led = False
rt.usr_led = False

Buzzer Test​

import seeed_python_reterminal.core as rt
import time

print("BUZZER ON")
rt.buzzer = True
time.sleep(1)

print("BUZZER OFF")
rt.buzzer = False

User Buttons Test​

import seeed_python_reterminal.core as rt
import seeed_python_reterminal.button as rt_btn


device = rt.get_button_device()
while True:
    for event in device.read_loop():
        buttonEvent = rt_btn.ButtonEvent(event)
        if buttonEvent.name != None:
            print(f"name={str(buttonEvent.name)} value={buttonEvent.value}")

Accelerometer Test​

import seeed_python_reterminal.core as rt
import seeed_python_reterminal.acceleration as rt_accel


device = rt.get_acceleration_device()
while True:
    for event in device.read_loop():
        accelEvent = rt_accel.AccelerationEvent(event)
        if accelEvent.name != None:
            print(f"name={str(accelEvent.name)} value={accelEvent.value}")

Accelerometer and Buttons Test​

import asyncio
import seeed_python_reterminal.core as rt
import seeed_python_reterminal.acceleration as rt_accel
import seeed_python_reterminal.button as rt_btn


async def accel_coroutine(device):
    async for event in device.async_read_loop():
        accelEvent = rt_accel.AccelerationEvent(event)
        if accelEvent.name != None:
            print(f"accel name={str(accelEvent.name)} value={accelEvent.value}")


async def btn_coroutine(device):
    async for event in device.async_read_loop():
        buttonEvent = rt_btn.ButtonEvent(event)
        if buttonEvent.name != None:
            print(f"name={str(buttonEvent.name)} value={buttonEvent.value}")


accel_device = rt.get_acceleration_device()
btn_device = rt.get_button_device()

asyncio.ensure_future(accel_coroutine(accel_device))
asyncio.ensure_future(btn_coroutine(btn_device))

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_forever()

在 Buildroot 镜像上的使用​

  • 此库稍后将添加到 Buildroot 镜像中
  • 首先输入 su - 启用 root 账户
  • 然后输入 pip3 install seeed-python-reterminal
  • 创建 Python 文件时使用 vi 作为文本编辑器
  • 加速度计 + 按钮演示存在问题。一旦修复将会更新

在 Yocto 镜像上的使用​

  • 尽管已安装 Python，但未安装 pip。我们稍后会将此库打包到系统镜像中

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在此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畅。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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