Uso de Hardware e Interfaces do reComputer Rugged J401

Este wiki apresenta os diversos hardwares e interfaces do reComputer Rugged J40 e explica como usá-los para expandir suas ideias de projeto. A maioria das interfaces no reComputer Rugged J40 utiliza conectores M12, oferecendo resistência à água e poeira com classificação IP66, bem como excelente resistência a vibrações. Isso o torna adequado para implantação de longo prazo em ambientes externos severos, como embarcações e sistemas de monitoramento de portos.

Visão Geral das Interfaces de Hardware

Alimentação

O reComputer Rugged J401 está equipado com uma interface de alimentação M12 A-code DC 19–48V, compatível com uma ampla faixa de tensão de entrada, tornando-o adequado para diversos ambientes de fornecimento de energia. A definição da interface é mostrada na tabela abaixo.

Pino	Uso	Tipo	Cor do fio
1	Entrada de alimentação DC	Energia	Marrom
2			Branco
3	Terra	Terra	Azul
4			Preto

Display

Remova os dois parafusos que fixam a tampa lateral à prova d'água e abra-a para acessar a porta HDMI 2.1, que fornece saída de vídeo de alta qualidade.

M.2 Key M para SSD e M.2 Key E para Wi-Fi e Bluetooth

O reComputer Rugged J401 possui uma interface M.2 Key E, por meio da qual você pode expandir os recursos de Bluetooth e Wi-Fi do dispositivo. Recomendamos o uso da placa de rede sem fio Intel Dual Band RTL8822CE.

M.2 Key M é uma interface projetada para unidades de estado sólido (SSDs) de alta velocidade, oferecendo velocidades de transferência de dados ultrarrápidas, ideal para aplicações de alto desempenho.

A localização da interface é mostrada na figura abaixo.

Instruções de Uso

Se você quiser remover o SSD incluído e instalar um novo, precisa garantir que seu SSD atenda às duas condições a seguir:

• Suportar o slot M.2 Key M com interface x4 PCIe Gen3.

• Estar em conformidade com a especificação de tamanho 2242.

Abra o terminal no dispositivo Jetson e insira o seguinte comando para testar a velocidade de leitura e gravação do SSD.

sudo dd if=/dev/zero of=tempfile bs=1M count=1024 conv=fdatasync

Execute o comando sudo rm tempfile para excluir os arquivos de cache após a conclusão do teste.

Após instalar o módulo Wi-Fi e ligar o dispositivo, podemos configurar as configurações de Wi-Fi e Bluetooth do dispositivo.

Claro, também podemos verificar o status de operação do dispositivo usando os seguintes comandos.

ifconfig

bluetoothctl

M.2 Key B para Módulo 4G/5G

O slot M.2 Key B oferece suporte a módulos celulares 4G/5G com suporte a Nano SIM.

Conexão de Hardware

Instruções de Uso

Passo 1. Verificar Reconhecimento de Hardware

lsusb 

Este comando exibe uma lista de todos os dispositivos USB conectados ao sistema, juntamente com seu fabricante (ID), tipo e outras informações. Por exemplo, a saída pode mostrar um dispositivo da Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EM12-G, indicando que o módulo 5G está presente.

Passo 2. Confirmar Carregamento do Driver

É essencial garantir que o driver option, necessário para o módulo 5G, esteja carregado. Podemos usar o comando lsmod para verificar.

lsmod | grep option 

Se o driver option for carregado com sucesso, informações relevantes sobre o driver serão exibidas na saída.

Passo 3. Configurar o ModemManager

ModemManager é uma ferramenta para gerenciar dispositivos modem, e precisa ser instalado e reiniciado.

sudo apt install modemmanager 
sudo systemctl restart ModemManager 

O comando apt install é usado para instalar o pacote ModemManager, enquanto systemctl restart reinicia o serviço ModemManager para garantir que as novas configurações entrem em vigor.

Passo 4. Verificar Identificação do Módulo

Podemos usar o comando mmcli -L para verificar se o ModemManager consegue identificar corretamente o módulo 5G.

mmcli -L 

Se o módulo 5G for reconhecido, será exibida uma saída semelhante a /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0, indicando o caminho para o dispositivo modem detectado.

Passo 5. Definir o APN

APN (Access Point Name) é crucial para conectar um dispositivo móvel à rede. Usaremos o comando nmcli para criar um perfil de portadora. Tomando a China Mobile como exemplo, podemos criar um arquivo de configuração com os seguintes comandos:

sudo nmcli con add type gsm ifname "*" apn "CMNET" ipv4.method  auto 

Este comando adiciona uma nova conexão do tipo GSM (Global System for Mobile Communications), especificando o APN como "CMNET" e usando configuração IPv4 automática.

Passo 6. Ativar a Conexão

Após criar o perfil de portadora, precisamos ativar a conexão.

sudo nmcli con up "gsm" 

Este comando ativa a conexão GSM e, se for bem-sucedido, uma mensagem de confirmação será exibida.

Passo 7. Re-verificar a Identificação do Módulo

Execute novamente o comando mmcli -L para garantir que o módulo continue sendo reconhecido após a configuração do APN.

mmcli -L 

Passo 8. Verificar o Status do Módulo

Por fim, podemos usar o comando mmcli -m 0 para visualizar informações detalhadas sobre o módulo, como alocação de IP, operadora e status da conexão de rede.

mmcli -m 0 

Este comando fornece detalhes abrangentes sobre o módulo 5G, incluindo seu fabricante, modelo, tecnologias de rede suportadas e atuais, status do dispositivo e operadoras de rede conectadas.

Ethernet

O reComputer Rugged J401 oferece 1x porta Ethernet Gigabit padrão (10/100/1000M) RJ45 (J35) e 4x portas Gigabit PSE (Power Sourcing Equipment) RJ45 (J36–J39). A porta Gigabit padrão é usada para conectividade geral de rede. As portas PSE suportam os padrões IEEE 802.3af/at, permitindo fornecimento de energia via Ethernet para dispositivos conectados, como câmeras IP e pontos de acesso sem fio, com saída máxima de 15,4 W por porta (802.3af). Isso o torna ideal para aplicações industriais, AMR e de computação de borda externa, eliminando a necessidade de cabeamento de energia separado. Todas as portas Gigabit são derivadas do controlador PCIe dentro do módulo Jetson Orin e suportam auto-negociação 10/100/1000M.

USB

O reComputer Rugged J401 oferece 4x portas USB 3.2 Type-A (por meio de um hub interno USB 3.1 Gen1, suportando taxas de dados de até 5 Gbps para conexão de periféricos de alta velocidade, dispositivos de armazenamento ou câmeras) e 1x porta USB 2.0 Type-C de depuração (que funciona como um console serial para acessar logs do sistema, depurar problemas de boot e realizar atualizações de firmware).

Teste de Velocidade USB-A

Crie um script para testar a velocidade do dispositivo USB:

vim test_usb.sh

Cole o seguinte conteúdo:

cat <<'EOF' | sudo tee test_usb.sh >/dev/null
#!/bin/bash
set -e

MOUNT_POINT="$1"
TEST_FILE="$MOUNT_POINT/test_usb_speed.bin"

if [ -z "$MOUNT_POINT" ]; then
  echo "Usage: $0 <mount_point>"
  echo "Example: $0 /media/seeed/USB"
  exit 1
fi

if [ ! -d "$MOUNT_POINT" ]; then
  echo "Error: $MOUNT_POINT is not a directory"
  exit 1
fi

echo "Write test..."
dd if=/dev/zero of="$TEST_FILE" bs=1M count=2048 conv=fdatasync status=progress

echo
echo "Drop caches..."
sync
echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches >/dev/null

echo "Read test..."
dd if="$TEST_FILE" of=/dev/null bs=1M count=2048 status=progress

echo
echo "Cleaning up..."
rm -f "$TEST_FILE"
EOF

Pressione Esc para sair do modo Insert, depois digite :w e pressione Enter para salvar o script e, em seguida, saia do processo.

Torne o script executável e teste:

sudo chmod +x test_usb.sh
./test_usb.sh /mnt          # If your USB drive is mounted at /mnt
# Or
./test_usb.sh /media/usb    # If your USB drive is mounted at /media/usb
# Or
./test_usb.sh /path/to/your/usb/mount_point

Porta USB 2.0 Type-C

Usando esta porta serial, por meio do cabo de dados USB-C, você pode monitorar as informações de depuração de entrada e saída no lado do PC.

Instale o Silicon Labs CP210x Universal Windows VCP Driver no Windows.

No Gerenciador de Dispositivos, localize e confirme a porta COM atribuída ao dispositivo serial

(COM8 na captura de tela).

Execute o seguinte comando no PowerShell：

#Choose your own serial port 
python -m serial.tools.miniterm COM8 115200

Faça login com nome de usuário e senha.

RTC

O reComputer Rugged J401 inclui um RTC de hardware com bateria de backup para manter a hora com precisão.

Conexão de hardware

Instruções de uso

Passo 1. Conecte uma bateria de RTC conforme mencionado acima.

Passo 2. Ligue o reComputer Rugged J401.

Passo 3. No Ubuntu Desktop, clique no menu suspenso no canto superior direito, navegue até Settings > Date & Time, conecte-se a uma rede via cabo Ethernet e selecione Automatic Date & Time para obter a data/hora automaticamente.

Se você não tiver se conectado à internet via Ethernet, pode definir a data/hora manualmente aqui.

Passo 4. Abra uma janela de terminal e execute o comando abaixo para verificar a hora do relógio de hardware:

cat /sys/devices/platform/bpmp/bpmp:i2c/i2c-4/4-003c/nvvrs-pseq-rtc/rtc/rtc0/time

Passo 5. Desconecte a conexão de rede e reinicie o dispositivo. Você verá que o horário do sistema perdeu a alimentação, mas ainda funciona normalmente.

CAN

Testes e uma introdução serão adicionados assim que a documentação estiver concluída.

DI/DO

As interfaces DI/DO do reComputer Rugged J401 são integradas no conector J47 2x10P, compartilhando a interface com as interfaces CAN. Elas suportam 2 canais de entrada digital e 2 canais de saída digital, com transmissão de sinal estável e adaptação de tensão em nível industrial, adequadas para conectar sensores digitais, relés e outros dispositivos periféricos.

Conexão de hardware

Os pinos DI/DO correspondentes na interface M12 são mostrados na figura abaixo.

Canais de Entrada Digital (DI) / Saída Digital (DO)

Instruções de uso

Operação de Saída Digital (DO)

As interfaces DO adotam saída de dreno aberto. Você pode definir o nível de saída (alto/baixo) por meio de comandos para controlar periféricos como relés e LEDs.

Execute o seguinte comando para habilitar o canal DO (saída de 12 V, alimentado pelo resistor de pull-up externo e pela fonte de alimentação de 12 V):

# Enable DO_30V_1 (gpiochip0 106)
sudo gpioset --mode=wait 0 106=1

# Enable DO_30V_2 (gpiochip0 43)
sudo gpioset --mode=wait 0 43=1

Execute o seguinte comando para desabilitar o canal DO (saída ~0 V):

# Disable DO_30V_1 (gpiochip0 106)
sudo gpioset --mode=wait 0 106=0

# Disable DO_30V_2 (gpiochip0 43)
sudo gpioset --mode=wait 0 43=0

DO antes de puxar para alto:

DO depois de puxar para alto:

Operação de Entrada Digital (DI)

Use o comando gpioget para ler o nível de entrada do canal DI (valor de retorno 1 = nível alto, 0 = nível baixo) e obter o status dos dispositivos periféricos.

# Read DI_12V_1 (gpiochip0 105) status
gpioget gpiochip0 105

# Read DI_12V_2 (gpiochip0 144) status
gpioget gpiochip0 144

UART

O reComputer Rugged J401 está equipado com uma interface UART independente (UART1) que suporta os modos de comunicação RS232, RS422 e RS485, com transmissão de sinal estável e ampla compatibilidade com dispositivos periféricos.

Conexão de hardware

Canais da interface UART

Alterne entre os modos RS232, RS485 e RS422 alternando a chave SW3.

Observação: Quando a chave é pressionada para baixo (ON), o bit é 0; quando não está pressionada, o bit é 1

Mode_0	Mode_1	Mode_2	Mode	Status
0	0	0	RS-422 Full Duplex	1T/1R RS-422
0	0	1	RS-232 Puro	3T/5R RS-232
0	1	0	RS-485 Half Duplex	1T/1R RS-485, TX ENABLE Ativo em nível baixo
0	1	1	RS-485 Half Duplex	1T/1R RS-485, TX ENABLE Ativo em nível alto
1	0	0	RS-422 Full Duplex	RS-422 com resistor de terminação
1	0	1	RS-232	1T/1R RS-232 coexiste com aplicação RS485 sem necessidade de chave de barramento (para uso especial)
1	1	0	RS-485	1T/1R RS-485 com resistor de terminação, TX ENABLE Ativo em nível baixo
1	1	1	Desligado	Todos os pinos de E/S estão em alta impedância

SPI

Conexão de hardware

Instruções de uso

Use fios Dupont para conectar os pinos centrais do canal SPI de destino (tomando /dev/spidev0.0 como exemplo): conecte o pino MOSI ao pino MISO correspondente (realizando transmissão/recepção de dados em loopback).

O diagrama de fiação é o seguinte:

Passo 1: Carregar o módulo de kernel SPI (pré-requisito)

Antes de operar a interface SPI, certifique-se de que o módulo de kernel spidev esteja carregado (o sistema padrão pode pré-carregá-lo, mas é recomendável verificar manualmente):

sudo modprobe spidev

Se o comando for executado sem mensagens de erro, significa que o módulo foi carregado com sucesso; se o módulo já estiver carregado, o comando não retornará nenhuma informação, o que é um fenômeno normal.

Passo 2: Ver os nós de dispositivo SPI

Digite o seguinte comando no terminal para ver o nome do dispositivo mapeado pela interface SPI do reComputer Rugged J401:

ls /dev/spidev*

Se nenhum nó de dispositivo for exibido, significa que o módulo spidev não foi carregado com sucesso. Execute novamente sudo modprobe spidev e verifique o log do sistema para solução de problemas.

Passo 3: Obter e compilar o código de teste SPI

Obtenha o código de teste spidev-test do GitHub e compile-o:

git clone https://github.com/rm-hull/spidev-test
cd spidev-test
gcc spidev_test.c -o spidev_test

Passo 4: Executar o programa de teste SPI

Digite o seguinte comando no terminal para executar o programa de teste SPI (tomando /dev/spidev2.0 como exemplo):

sudo ./spidev_test -v -D /dev/spidev0.0 -s 100000 -p "Hello SPI"

Passo 5: Verificar o resultado do teste

Após executar o comando de teste, você pode observar no terminal o status de transmissão e recepção de dados da interface SPI0.0. A saída principal é a seguinte:

Padrão-chave de avaliação: os dados TX (transmitidos) são consistentes com os dados RX (recebidos), indicando que o teste de loopback SPI foi bem-sucedido e que a função da interface SPI está normal.

I2C

O Rugged J401 fornece uma interface I2C por meio do conector J8 2x10 pinos, permitindo a fácil conexão de sensores e periféricos para expansão do sistema.

Conexão de hardware

Conecte seu dispositivo I2C à interface I2C na placa carrier:

• Ground -> Ground (Pino 1)

• SDA -> SDA (Pino 16)

• SCL -> SCL (Pino 14)

• VCC -> 3V3 (Pino 20)

Instruções de uso

Passo 1. Instale as ferramentas de teste I2C:

sudo apt update
sudo apt-get install i2c-tools

Passo 2. Veja os mapeamentos do barramento I2C:

i2cdetect -l

Passo 3. Procure dispositivos no barramento I2C:

sudo i2cdetect -y -r 1

Recursos

• reComputer Rugged J40 Datasheet (em breve)
• Linux_for_Tegra Source Code
• NVIDIA Jetson Devices Comparison

Suporte técnico e discussão sobre o produto

Obrigado por escolher nossos produtos! Estamos aqui para oferecer diferentes tipos de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível.