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Introdução ao EdgeBox-ESP-100 com Arduino

Edgebox-ESP-100​

EdgeBox-ESP-100 é um controlador baseado em ESP32 projetado para soluções de automação leves. Ele suporta entrada analógica, monitorando e controlando efetivamente em um ambiente remoto, ideal para malhas de controle PID, controle de sequenciamento lógico ou um gateway com expansão flexível de sensores sem fio e de campo.

Além do EdgeBox-ESP-100, também temos outros 2 produtos Edge para diferentes soluções na família Edge, alimentados por Raspberry Pi. Para ajudá-lo a entender melhor as diferenças e escolher a parte mais adequada para seus projetos, consulte a Página da Série Edge da Seeed Studio.

Ele oferece conexões Fieldbus isoladas CAN, RS485 e ricos recursos de IO para extensas instalações e entrada de sensores, tanto para sinais digitais quanto analógicos. É perfeitamente satisfatório para aplicações de automação de campo e CLP.

Como contém funções Wi-Fi e BLE integradas no chip, e também inclui um módulo Celular 4G LTE, o EdgeBox-ESP-100 pode ser utilizado para estabelecer um gateway industrial, permitindo que o CLP original se conecte à rede ou à nuvem.

Esta caixa portátil vem com hardware robusto, um design elétrico e um gabinete de liga de alumínio, pelo qual mantém sua função em uma ampla faixa de temperatura e fornece alta proteção contra surtos e curto-circuito, para diversos métodos de implantação com base no seu negócio.

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Recursos​

⚠️ Aviso Importante: Disponibilidade da Função de Programação/Depuração USB

  • A função de Programação/Depuração USB está disponível apenas na versão mais recente do EdgeBox-ESP-100.
  • A versão anterior suporta apenas alimentação via porta USB-A e não suporta programação ou depuração.

❗Aviso: Não Conecte a Porta USB-A das Versões Antigas a um PC

  • Conectar a porta USB-A da versão antiga a uma porta USB de PC pode resultar em comportamento inadequado.
  • Use apenas a nova versão se você planeja programar ou depurar o dispositivo via USB.

🔍 Como Identificar a Nova Versão

Verifique o rótulo do Número de Série (SN) no gabinete do dispositivo:

SNs da Versão Antiga:

  • Todos os números de série com 2437 ou anteriores
  • Exemplo: 102991735243700001, 102991735243700093
  • 2437 = produzido na Semana 37 de 2024

SNs da Nova Versão:

  • Todos os números de série com 2438 ou posteriores
  • Exemplo: 102991735243800001, 102991735243800093
  • 2438 = produzido a partir da Semana 38 de 2024 em diante
  • Suporte a Multi-Fieldbus: CAN, RS485, Ethernet
  • Capacidade Multiwireless: WiFi integrado no chip, conectividade BLE; módulo Celular 4G LTE embutido
  • Design de Hardware Confiável: Estrutura robusta, com redução de manutenção
  • Design Elétrico Confiável: Alta isolação, alta proteção contra surtos e curto-circuito
  • Suporte a programas compatíveis com IEC 61131-3 (em desenvolvimento)
  • Programável com ESP-IDF, Arduino

Comparação de especificações​

Parâmetros

Detalhes

Básico

CPU

ESP32S3

Memória

512KB + 8MB RAM

Armazenamento

16MB Flash

Sem fio

WiFi

2,4 GHz integrado no chip

Bluetooth

Bluetooth 5.0 integrado no chip, BLE

Celular

4G - Módulo SIMCom LTE Cat 1 A7670G

LoRa

Suportado*

Interface

Ethernet

100M RJ45 *1

USB

USB2.0 A*1

CAN BUS

CAN BUS *1 (Isolado)

Serial RS

RS485 *1 (Isolado)

Entrada Digital

4 (Isoladas) on-board

Tensão de Entrada CC - 24V

Saída Digital

6 (isoladas)

Tensão Recomendada - 24V

Entrada Analógica

4 (Isoladas)

Entrada: 0 ~ 20 mA padrão, 0-10V opcional

Saída Analógica

2 (Isolada)

Saída: 0 ~ 5 V

Fonte de Alimentação

10.8 ~ 36 V

Recursos extras

RTC

RTC

Chip de Criptografia

Atecc608a(opcional)

Temperatura de operação

-20 a +60 °C

Certificação

RoHS, CE, FCC, UKCA

Garantia

2 Anos

Visão geral de hardware​

Visão frontal​

Portas laterais​

  1. 4 X LEDs
  2. Porta Ethernet
  3. Porta CAN bus e RS485
  4. Conector Phoenix multifunção

Indicador LED​

Nome do LEDSinalDescrição
PWRStatus de energia
Celular4G/LTE
ACTStatus de TX SerialMultiplexado com U0TXD
ERRStatus de RX SerialMultiplexado com U0RXD

Porta Ethernet​

pir
PIN#SinalDescrição
1TXP
2TXN
3RXP
4N.C.
5N.C.
6RXN
7N.C.
8N.C.
LED AmareloACTIVEAtivo quando dados TX e RX passam
LED VerdeLINKAtivo quando LINK UP

Porta CAN bus e RS485​

pir
PIN#SinalDescrição
1N.C.
2N.C.
3N.C.
4CAN_H
5CAN_L
6N.C.
7RS485_A
8RS485_B
LED AmareloACTIVEAtivo quando dados TX e RX do CAN BUS passam
LED VerdeLINKAtivo quando dados TX e RX do RS485 passam
nota
  1. O resistor de terminação de 120 Ohms para RS485 já foi instalado internamente.
  2. O resistor de terminação de 120 Ohms para CAN BUS já foi instalado internamente.

Conector Phoenix multifunção​

pir
FunçãoNº do pinoNº do pinoFunção
S/S21DO_24V
DI043DO_0V
DI165DO0
DI287DO1
DI3109DO2
AGND1211DO3
AI01413DO4
AI11615DO5
AI21817AO0
AI32029AO1
AGND2221AGND
GND2423+24V
nota
  1. Cabos de 24AWG a 16AWG são recomendados
  2. GND e AGND são isolados
  3. Todos os sinais AGND são conectados internamente
  4. A tensão CC para entrada é 24V(+- 10%)
  5. A tensão CC para saída deve ser 24V(+- 10%). a capacidade de corrente é 1A.

Portas SUPERIORES​

pir
  1. Porta de antena Wi-Fi (SMA Fêmea)
  2. CARTÃO SIM
  3. Reset
  4. PORTA USB (somente saída de energia 5V)
  5. Porta de antena 4G/LTE (SMA Fêmea)

Multiplexação GPIO​

Nome do pinoESP32S3 IOTipoFunção
DO0IO40Saída DigitalSaída Digital 0
DO1IO39Saída DigitalSaída Digital 1
DO2IO38Saída DigitalSaída Digital 2
DO3IO37Saída DigitalSaída Digital 3
DO4IO36Saída DigitalSaída Digital 4
DO5IO35Saída DigitalSaída Digital 5
DI0IO4Entrada DigitalEntrada Digital 0
DI1IO5Entrada DigitalEntrada Digital 1
DI2IO6Entrada DigitalEntrada Digital 2
DI3IO7Entrada DigitalEntrada Digital 3
AO0IO42Saída AnalógicaSaída Analógica 0
IO41Saída analógicaSaída analógica 1
RS485 IO17U1TXD
IO18U1RXD
IO8RS485_RTS
4G/LTEIO48U2TXDWWAN
IO47U2RXD
IO21PWR_KEY
IO16PWR_EN
Ethernet IO10FSPI_CS0Conectado ao W5500
IO11FSPI_MISO
IO12FSPI_MOSI
IO13FSPI_SCLK
IO14INT #
IO15RST #
CAN_TXDIO1TX do barramento CAN
CAN_RXDIO2RX do barramento CAN
TXD0/LED_ACT#U0TXDProgramação/Depuração e driver de LED
RXD0/LED_ERR#U0RXD
BeepIO45BeepAtivo em nível alto habilita o buzzer
ResetIO0Botão de reset
I2C IO19I2C_SCL
IO20I2C_SDA
IO9Alarme ou despertar a partir do PCF8563

Porta de Programação/Depuração​

pir
Porta de depuraçãoESP32 IOOutra função
RXDRXD0LED_ACT#
TXDTXD0LED_ERR#
GNDGND
GPIO0IO0Botão RESET
nota

O GIPIO0 também está conectado ao botão de Reset. E o RXD, TXD da UART0 são usados no modo de download. Isso permite que os usuários desenvolvam o EdgeBox-ESP-100 em bare metal.

Dispositivos embutidos​

Mapa de pinos I2C e dispositivos I2C embutidos​

  • Mapa de pinos I2C:
Pino I2CESP32 IO
I2C_SDAIO20
I2C_SCLIO19
I2C_INTIO9
  • Dispositivos I2C embutidos e endereço:
DispositivoEndereçoFunção
FM24CL64B0x50Memória de retenção
PCF85630x51RTC
Atecc608a0x68Dispositivo criptográfico
SGM580310x48ADC

4G LTE​

pir
Módulo 4G A7670GESP32 IOFunção
PWR_ENIO16Habilitar energia para o A7670G através do SY8089A
PWRKEYIO21PWR_KEY
RXDIO48U2TXD
TXDIO47U2RXD

Entrada analógica (SGM58031)​

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

O tipo de entrada padrão é 4-20ma. O tipo de entrada 0-10V é opcional.

Saída analógica​

Os canais duplos de saída analógica são formados pela tecnologia PWM e LPF.

Saída analógicaESP32 IO
AO0IO42
AO1IO41

Especificações elétricas​

Como alimentar​

pir

Consumo de energia​

O consumo de energia do EdgeBox-ESP-100 depende fortemente da aplicação, do modo de operação e dos dispositivos periféricos conectados. Os valores fornecidos devem ser vistos como valores aproximados.

nota

Na condição de alimentação de 24V

Modo de operaçãoCorrente(ma)
Inativo81

Introdução à programação com Arduino​

Requisitos​

Requisitos de hardware​

Você precisa preparar o seguinte:

  • 1 x EdgeBox-ESP-100
  • 1 x PC
  • 1 x Adaptador USB para Serial
  • 1 x Chave de fenda Phillips de cabeça PH2 (Opcional)
  • 1 x Chave Allen H2.5
  • 1 x Fonte de alimentação 12V3A (requisito mínimo de potência de entrada)

Requisitos de software​

Preparação​

Hardware​

  • PASSO 1: Remova a case e localize a porta de Programação

  • PASSO 1-1: Localize e remova os dois parafusos pretos allen de cabeça sextavada

pir
  • PASSO 1-2: Em seguida, remova os 3 parafusos M.3 PH2 de cabeça Phillips.
pir
  • PASSO 1-3: Agora você deve conseguir localizar a porta de Programação.
pir
  • PASSO 2: conecte o USB-para-Serial ao Edgebox-ESP-100

A conexão deve seguir como abaixo

pir
cuidado

Certifique-se de que a conexão está correta e que o Edgebox-ESP-100 esteja desligado durante a conexão.

Edgebox-ESP-100USB-Para-Serial
RXDTX
TXDRX
GNDGND
GPIO0GND (modo de download de programa)
Desconectado quando usado como depurador serial

Software​

  • PASSO 1: Baixe o Ardunio IDE 2.0.X do site oficial do Arduino e então instale-o.

  • PASSO 2: Encontre e instale o ESP32 no gerenciador de placas.

  • PASSO 2-1: Abra o Arduino IDE e clique na Board Tab (segunda aba) para abrir o Board Manager

  • PASSO 2-2: Na barra de busca, digite ESP32 e pressione enter, agora você deverá ver a biblioteca de placas esp32 listada.

  • PASSO 2-3: Selecione a versão mais recente no menu suspenso de versão, por exemplo, no momento em que este wiki foi escrito a versão mais recente é version 2.0.7

nota

Por favor, instale a versão >= 2.0.7 da biblioteca de placas esp32.

  • PASSO 2-4: Clique em Install
pir

Edgebox-ESP-100 controlando solenóide com Arduino​

Diagrama de fiação​

pir

Código​

Aqui está o código para percorrer todos os solenoides. Copie o código para o editor de código da Arduino IDE

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);
}

Enviar código​

  • PASSO 1: Agora conecte o adaptador USB-para-Serial ao seu PC e a conexão da Edgebox-ESP-100 com o conversor USB-para-Serial deve ser configurada para o modo de download de programa.
nota

Não ligue a Edgebox-ESP-100 até o próximo passo

  • PASSO 2: Ligue a Edgebox-ESP-100

  • PASSO 3: Selecione Board e PORTS

  • PASSO 3-1: Abra a janela de seleção de Board e Port

pir
  • PASSO 3: Selecione Boards e PORTS na Board and Port selection window; neste caso, podemos colocar edgebox na barra de pesquisa e selecionar Edgebox-ESP-100 como a placa, e selecionar a porta de acordo com o seu adaptador USB-para-Serial. Em seguida, pressione OK para confirmar.
pir
  • PASSO 4: Pressione o botão de envio de código para enviar o código.
pir
  • PASSO 5: reinicie a alimentação para monitorar a Edgebox-ESP-100 controlando o solenoide.
pir

Suporte Técnico e Discussão de Produto​

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