EdgeBox-ESP-100 Primeiros Passos com Arduino

Edgebox-ESP-100

O 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 loops de controle PID, controle de sequência lógica ou um gateway com expansão flexível de sensores de campo e sem fio.

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

Ele oferece conexões isoladas de CAN, RS485 Fieldbus e recursos ricos de E/S 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 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, mantendo sua função em uma ampla faixa de temperatura e fornecendo alta proteção contra surtos e curtos-circuitos, para diversos métodos de implantação baseados em 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.

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❗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 do PC pode resultar em comportamento inadequado.
• Use apenas a nova versão se planejar programar ou depurar o dispositivo via USB.

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🔍 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 Múltiplos Fieldbus: CAN, RS485, Ethernet
• Capacidade Multi-sem Fio: Conectividade Wi-Fi no chip, BLE; módulo celular 4G LTE integrado
• Design de Hardware Confiável: Estrutura robusta e de baixa manutenção
• Design Elétrico Confiável: Alto isolamento, alta proteção contra surtos e curtos-circuitos
• 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	no chip 2.4 GHz
Bluetooth	no chip Bluetooth 5.0, BLE
Cellular	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)
RS Serial	RS485 *1 (Isolado)
Entrada Digital	4 (Isolados) onboard
	Tensão de entrada CC - 24V
Saída Digital	6 (isolados)
	Tensão Recomendada - 24V
Entrada Analógica	4 (Isolados)
	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 do hardware

Visão Frontal

Portas Laterais

1. 4 X LEDs
2. Porta Ethernet
3. Barramento CAN e Porta RS485
4. Conector multifuncional Phoenix

Indicador LED

Nome do LED	Sinal	Descrição
PWR	Status de Energia
Cellular	4G/LTE
ACT	Status de TX Serial	Multiplexado com U0TXD
ERR	Status de RX Serial	Multiplexado com U0RXD

Porta Ethernet

PIN#	Sinal	Descrição
1	TXP
2	TXN
3	RXP
4	N.C.
5	N.C.
6	RXN
7	N.C.
8	N.C.
LED Amarelo	ATIVO	Ativo quando dados TX e RX passam
LED Verde	LINK	Ativo quando LINK UP

Barramento CAN e Porta RS485

PIN#	Sinal	Descrição
1	N.C.
2	N.C.
3	N.C.
4	CAN_H
5	CAN_L
6	N.C.
7	RS485_A
8	RS485_B
LED Amarelo	ATIVO	Ativo quando TX e RX de dados do CAN BUS passam
LED Verde	LINK	Ativo quando TX e RX de dados do RS485 passam

nota

1. O resistor de terminação de 120 Ohm para RS485 foi instalado internamente.
2. O resistor de terminação de 120 Ohm para CAN BUS foi instalado internamente.

Conector multifuncional Phoenix

Função	PIN No.	PIN No.	Função
S/S	2	1	DO_24V
DI0	4	3	DO_0V
DI1	6	5	DO0
DI2	8	7	DO1
DI3	10	9	DO2
AGND	12	11	DO3
AI0	14	13	DO4
AI1	16	15	DO5
AI2	18	17	AO0
AI3	20	29	AO1
AGND	22	21	AGND
GND	24	23	+24V

nota

1. Cabos de 24AWG a 16AWG são sugeridos
2. GND e AGND são isolados
3. Todos os sinais AGND são conectados internamente
4. A tensão DC para entrada é 24V (+- 10%)
5. A tensão DC para saída deve ser 24V (+- 10%). A capacidade de corrente é 1A.

Portas Superiores

1. Porta da Antena Wi-Fi (SMA Fêmea)
2. Cartão SIM
3. Reset
4. Porta USB (apenas saída de energia 5V)
5. Porta da Antena 4G/LTE (SMA Fêmea)

Multiplexação de GPIO

Nome do Pino	IO ESP32S3	Tipo	Função
DO0	IO40	Saída Digital	Saída Digital 0
DO1	IO39	Saída Digital	Saída Digital 1
DO2	IO38	Saída Digital	Saída Digital 2
DO3	IO37	Saída Digital	Saída Digital 3
DO4	IO36	Saída Digital	Saída Digital 4
DO5	IO35	Saída Digital	Saída Digital 5
DI0	IO4	Entrada Digital	Entrada Digital 0
DI1	IO5	Entrada Digital	Entrada Digital 1
DI2	IO6	Entrada Digital	Entrada Digital 2
DI3	IO7	Entrada Digital	Entrada Digital 3
AO0	IO42	Saída Analógica	Saída Analógica 0
	IO41	Saída Analógica	Saída Analógica 1
RS485	IO17	U1TXD
	IO18	U1RXD
	IO8	RS485_RTS
4G/LTE	IO48	U2TXD	WWAN
	IO47	U2RXD
	IO21	PWR_KEY
	IO16	PWR_EN
Ethernet	IO10	FSPI_CS0	Conectado ao W5500
	IO11	FSPI_MISO
	IO12	FSPI_MOSI
	IO13	FSPI_SCLK
	IO14	INT #
	IO15	RST #
CAN_TXD	IO1	CAN BUS TX
CAN_RXD	IO2	CAN BUS RX
TXD0/LED_ACT#	U0TXD		Programação/Debug e driver de LED
RXD0/LED_ERR#	U0RXD
Beep	IO45	Beep	Ativo em Alto habilita o Buzzer
Reset	IO0	Botão de Reset
I2C	IO19		I2C_SCL
	IO20		I2C_SDA
	IO9		Alarme ou Wake up do PCF8563

Porta de Programação/Debug

Porta de Debug	ESP32 IO	Outra Função
RXD	RXD0	LED_ACT#
TXD	TXD0	LED_ERR#
GND	GND
GPIO0	IO0	Botão RESET

nota

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

Dispositivos Integrados

Mapa de PINs I2C & Dispositivos I2C Integrados

• Mapa de PINs I2C:

PIN I2C	ESP32 IO
I2C_SDA	IO20
I2C_SCL	IO19
I2C_INT	IO9

• Dispositivos I2C Integrados e Endereço:

Dispositivo	Endereço	Função
FM24CL64B	0x50	Memória de retenção
PCF8563	0x51	RTC
Atecc608a	0x68	Dispositivo criptográfico
SGM58031	0x48	ADC

4G LTE

Módulo 4G A7670G	ESP32 IO	Função
PWR_EN	IO16	Habilita energia para A7670G via SY8089A
PWRKEY	IO21	PWR_KEY
RXD	IO48	U2TXD
TXD	IO47	U2RXD

Entrada Analógica (SGM58031)

SGM58031 (endereço I2C 0x48)	IO
CH1+	AI0
CH2+	AI1
CH3+	AI2
CH4+	AI3
SDA	IO20/I2C_SDA
SCL	IO19/I2C_SCL

nota

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

Saída Analógica

Os dois canais de Saída Analógica são compostos por tecnologia PWM e LPF.

Saída analógica	ESP32 IO
AO0	IO42
AO1	IO41

Especificações elétricas

Como Alimentar

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 fonte de alimentação 24V

Modo de operação	Corrente(mA)
Inativo	81

Primeiros passos com Programação 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 PH2 (Opcional)
• 1 x Chave Allen H2.5
• 1 x Fonte de alimentação 12V3A (Requisito mínimo de entrada de energia)

Requisitos de software

• Arduino IDE

Preparação

Hardware

• PASSO 1: Remova a caixa e localize a porta de programação

• PASSO 1-1: Por favor, localize e remova os dois parafusos de cabeça sextavada preta

• PASSO 1-2: Em seguida, remova os 3 parafusos M.3 PH2 Phillips.

• PASSO 1-3: Agora você deve conseguir localizar a porta de programação.

• PASSO 2: conecte o USB-to-Serial ao Edgebox-ESP-100

A conexão deve seguir conforme abaixo

cuidado

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

Edgebox-ESP-100	USB-To-Serial
RXD	TX
TXD	RX
GND	GND
GPIO0	GND (Modo de Download de Programa)
	Desconectado quando usado como depurador serial

Software

• PASSO 1: Baixe o Arduino 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 Aba Placas (Segunda aba) para abrir o Gerenciador de Placas

• PASSO 2-2: Na Barra de Pesquisa, digite ESP32 e pressione enter, agora você deve conseguir ver a biblioteca da placa 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 versão 2.0.7

nota

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

• PASSO 2-4: Clique em Instalar

Controlando Solenoide com Arduino no Edgebox-ESP-100

Diagrama de fiação

Código

Aqui está o código para alternar todos os solenoides. Copie o código para o editor de código do 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);
}

Uploadar código

• STEP 1: Agora conecte o adaptador USB-To-Serial ao seu PC e a conexão do Edgebox-ESP-100 com o conversor USB-To-Serial deve ser configurada no modo de download de programa.

nota

Não alimente o Edgebox-ESP-100 até o próximo passo.

• STEP 2: Alimente o Edgebox-ESP-100.

• STEP 3: Selecione a Placa e PORTAS.

• STEP 3-1: Abra a janela de seleção de Placa e Porta.

• STEP 3: Selecione Placa e PORTAS na janela de seleção de Placa e Porta. Neste caso, podemos inserir "edgebox" na barra de pesquisa e selecionar Edgebox-ESP-100 como placa, e selecionar a Porta conforme seu adaptador USB-To-Serial. Então pressione OK para confirmar.

• STEP 4: Pressione o botão de upload de código para enviar o código.

• STEP 5: Reinicie a alimentação para monitorar o Edgebox-ESP-100 controlando o Solenoid.

Recursos

Documentação do módulo EdgeBox ESP 4G

Regulamentos de Garantia da Série Edge

Manual do Usuário Edgebox-ESP-100 V1.1

Datasheet do Produto EdgeBox-ESP-100

Arquivo 3D do EdgeBox ESP

Esquema do EdgeBox-ESP-100

Suporte técnico e discussão de produtos

Agradecemos por escolher nossos produtos! Estamos aqui para fornecer diferentes tipos de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atendermos diferentes preferências e necessidades.