Compute Module PoE Board

Compute Module PoE Board
Compute-Module-IO-Board-Plus
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基本信息
分类: 树莓派扩展板
功能: Raspberry Pi PoE外扩板
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品牌: Waveshare
板载接口
RPi PoE DSI USB
CSI HDMI USB SLAVE Computer Module
相关产品
Compute Module IO Board Plus
CM-IO-POE-BOX
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套餐模块

目录

产品简介

我是一块基于Compute Module 3/3 Lite/3+/3+ Lite的外扩板,支持PoE以太网供电,板载多种外设接口,方便学习评估树莓派计算模块或直接集成到产品中。

特点

  • 板载Raspberry Pi GPIO接口,方便接入树莓派扩展板
  • 板载10/100M自适应以太网口,支持PoE以太网供电
  • 板载4路USB接口,方便接入更多的USB设备
  • 板载2路CSI摄像头接口,方便接入摄像头
  • 板载HDMI、DSI接口,方便接入显示屏
  • 板载USB TO UART,方便进行串口调试
  • 板载散热风扇接口,可设置上电运行或引脚编程控制
  • 采用全隔离开关模式电源(SMPS)

产品参数

  • 电源供电:micro USB电源接口 或 PoE以太网接口
  • PoE电源输入:37V ~ 57V直流输入
  • PoE电源输出:5V 2.5A直流输出
  • 网络标准:支持802.3af PoE网络标准
  • 产品尺寸:114mm × 84.4mm
  • 过孔直径:3.2mm

板载资源

Compute Module PoE Board User Manual-1.png

类别 标号 名称 说明





1 Compute Module接口 可接入Compute Module 3/3 Lite/3+/3+ Lite
2 Raspberry Pi GPIO接口 可接入各种Raspberry Pi HAT
3 带PoE功能的以太网接口 10/100M自适应,可接入带PoE功能的路由器或交换机
4 DSI显示接口 可接入Raspberry Pi LCD
5 USB接口 4路USB接口,可接入各种USB设备
6 CSI摄像头接口 2路CSI接口,可接入Raspberry Pi Camera
7 HDMI接口 可接入各种HDMI设备
8 USB TO UART接口 方便进行串口调试
9 USB SLAVE接口 Compute Module 3/3+可通过此接口烧录系统镜像
10 电源接口 一般接入5V 2.5A电源
11 TF卡接口 (背面) 用于接入带系统的Micro SD卡,以启动Compute Module 3 Lite/3+ Lite
12 风扇接口 方便接入散热风扇



13 LAN9514 (背面) 集成10/100M以太网和USB集线器功能的芯片
14 Si3404 PoE电源管理芯片(背面)
15 CP2102 USB转串口芯片
16 EP13 PoE功率变压器
17 光耦隔离器
18 双孔LED灯座 红灯:树莓派电源指示灯
绿灯:树莓派工作状态指示灯
19 NET网络指示灯

线

20 VGx电源选择跳线 选择 I/O 电平
21 串口输出选择 拨到左边:CP2102串口 与 树莓派串口 相连
拨到右边:CP2102串口 与 树莓派串口 断开
22 风扇选择跳线 P34:通过P34引脚编程控制风扇
EN:直接5V供电运行风扇
23 PoE使能引脚 DIS:禁用PoE供电
EN:使能PoE供电
24 PoE电源电压测量焊点

使用方法

1 供电

1.1 PoE供电

  • 为开启PoE供电,需要将22号PoE跳线帽拨到右边EN位置,如下图所示:

Compute Module PoE Board User Manual-2.png
如果需要开启PoE供电,请将该跳线帽拨到右边EN位置,若拨到左边,则表示禁用PoE供电。

  • 本产品支持PoE供电,供电电压输入为直流37V~57V,输出电压输出为直流5V,2.5V。
  • 为验证PoE供电是否正常,可通过以下24号焊点进行检验:

Compute Module PoE Board User Manual-3.png
用万用表测试24号焊点,若24号焊点输出电压在5.25V左右,那么PoE供电正常,否则PoE供电不正常。

1.2 DC供电

  • 除了支持PoE供电外,还支持普通DC供电,将普通DC头的Micro USB接口接入到Power接口即可,为保证系统的正常工作,请确保适配器能提供5V,2A以上的电源。
  • 此时,应将22号PoE跳线帽拨到左边DIS位置,禁用PoE供电。

2 烧录镜像

2.1 烧写镜像到CM3/CM3+

如果你使用的是树莓派 Compute Module 3 或者 Compute Module 3+. 这几款带有 eMMC的计算模块的话,使用的时候需要把镜像烧写到计算模块上的eMMC内,否则无法使用。
烧录到eMMC的步骤如下:
1)电脑上运行 rpiboot_setup 软件(请在微雪百科界面下载)安装树莓派 USB 驱动,安装前建议先关掉杀毒软件。安装成功后,在开始文件夹下会有一个 rpiboot.exe软件,如下图所示:
Compute Module PoE Board User Manual-4.png
2)将Compute Module PoE Board板(后面简称CMP板)上的20号跳线全部跳到左边,同时将22,23号跳线跳到左边,如下图所示:
Compute Module PoE Board User Manual-5.png
3)接上计算模块(带eMMC的计算模块)
4)将SLAVE接口通过USB线连接至PC
5)在将SLAVE接口连接至PC后,将Power接口接入DC头,再将DC头接上电源
6)此时,打开软件rpiboot.exe,PC将自动识别计算模块内的eMMC为U盘
7)运行 WinDiskImager.exe 烧录工具,选择镜像,将镜像烧录到eMMC中
8)烧录完成后,断开连接在SLAVE的USB线,重新接上电源,即可从eMMC启动系统
注意:

  • 在烧写过程中注意PC不要另外对其他USB设备进行写操作,避免出现冲突;
  • 由于CM3的eMMC只有4G(最新的 CM3+扩大了eMMC的容量,可以支持正常的树莓派镜像了),所以烧录的镜像大小不可以超过4G。因此,如果烧录 raspbian,只能使用Lite版本的镜像。如果想要GUI的。可以在安装完成后运行下面的指令安装 GUI:

 sudo apt-get update
 sudo apt-get install raspberrypi-ui-mods

2.2 烧写镜像到CM3L

烧写镜像到CM3L的操作为:
1、下载CM3L镜像。
2、将TF卡用读卡器插到电脑,TF卡要求大于8G.
3、打开烧录工具Win32DiskImager.exe,选择CM3L镜像烧录。(同烧录树莓派镜像一样)
4、烧录成功后,把TF卡插到CMP板的TF卡卡槽即可

3 连接DSI屏幕

本次实验采用的DSI屏幕型号为:4.3inch DSI LCD,亦可采用树莓派基金会提供的树莓派屏幕

  • 1: 确保断电状态下操作
  • 2:将15Pin FPC线连接Compute Module PoE Board和DSI屏幕
  • 3: 连接电源
  • 4:等待几秒后屏幕启动

4 连接HDMI屏幕

本次实验采用的HDMI屏幕型号为:7inch HDMI LCD (H) (带外壳)
1、取下DSI屏幕,接上HDMI屏幕,(如果HDMI屏幕与DSI屏幕一起接入,那么树莓派将仅驱动DSI屏幕)
2、更改TF卡中的config.txt文件修改分辨率,针对此次使用的屏幕型号(7inch HDMI LCD (H) (带外壳)),需要在config.txt最后添加如下语句:

  max_usb_current=1
  hdmi_force_hotplug=1 
  config_hdmi_boost=10
  hdmi_group=2 
  hdmi_mode=87 
  hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0

3、更改完后,重启树莓派,即可驱动HDMI屏幕

5 连接CSI摄像头

5.1 测试树莓派摄像头

注意:Computer Module PoE Board的摄像头硬件网络连接和树莓派基金会提供的Compute Module IO Board V3并不兼容,主要考虑到树莓派40pin引脚不和摄像头引脚冲突。
测试树莓派摄像头的方法为:

  • 确保镜像为从微雪百科下载,该镜像配置好了设备树,不作修改即可通过命令驱动两个摄像头。
  • 连接摄像头,本次实验采用的CSI摄像头型号为:RPi FPC Camera。
  • 连接上后,开机,在开机后,即可检查摄像头效果:
  • 查看接入的第一个摄像头画面:
 sudo raspivid -t 0 -cs 0
  • 查看接入的第二个摄像头画面:
 sudo raspivid -t 0 -cs 1

其中-cs参数表示接入的是第几个摄像头,但-cs参数表示的摄像头号和板子及外壳丝印并不完全一致(参数-cs表示的是接入的第几个摄像头,若仅接入了一个摄像头到CAM1接口,则查看该摄像头命令的-cs参数为0,以表示接入的第0个摄像头)。

5.2 源镜像,修改设备树以驱动摄像头

若使用我们提供的镜像,则已经配置好了设备树,这一步可直接跳过,若使用的是官方提供的全新镜像,则需要重新配置设备树。

  • 首先,编辑config.txt文件,在最后加上
dtparam=arm_i2c
  • 接着,运行raspi-config,打开enable camera
  • 下载官方提供的设备树文件,树莓派基金会设备树 介绍链接,树莓派基金会设备树 下载链接
  • 在下载完设备树文件后,接下来,需要修改设备树文件,具体设备树修改如下:

Compute Module PoE Board User Manual-13 .png Compute Module PoE Board User Manual-14.png
即:对比官方的设备树文件,具体修改为:Camera0的LDE与SHUTDOWN从原来的2,3引脚修改为32,33引脚。

  • 在修改设备树文件后,编译设备树文件,编译方法如下:
dtc -I dts -O dtb -o dt-blob.bin dt-blob-dualcam.dts
  • 编译后,会生成一个dt-blob.bin文件,将这个文件直接复制(代替)到boot目录下即可。
  • 重启,通过以下命令即可测试双摄像头:
 sudo raspivid -t 0 -cs 0
 sudo raspivid -t 0 -cs 1

6 连接风扇

6.1 直接启用风扇

  • 本产品支持接入散热风扇散热,建议使用的风扇型号为:Fan-4010-5V
  • 若只是需要使能风扇,则可直接将23号跳线帽拨到右边,如下图所示:

Compute Module PoE Board User Manual-8.png
将23号跳线帽拨到右边,将直接启用风扇,反则,拨到左边,是通过树莓派计算模块的P34引脚来控制树莓派。

6.2 采用GPIO引脚根据温度控制风扇

  • 如果需要采用GPIO控制风扇,且能根据CPU温度控制风扇,则需要将23号跳线帽拨到左边,如下图所示:

Compute Module PoE Board User Manual-9.png

  • 编辑/boot/config.txt文件:
 sudo vim /boot/config.txt
  • 在最后面加上一行:
dtoverlay=gpio-fan,gpiopin=34,temp=55000
  • 重启,重启后,当CPU温度高于55摄氏度时,将开启风扇(其中第一个参数34表示采用BCM编号的34引脚来控制风扇,第二个参数55000表示温度临界值*1000)

6.3 采用GPIO引脚调速启动风扇

  • 如果要采用GPIO给风扇调速,则需要将23号跳线帽拨到左边,如下图所示:

Compute Module PoE Board User Manual-9.png

  • 如果要采用GPIO控制风扇,则需要通过程序控制,在本产品中,是通过P34引脚控制。
  • 当把P34引脚拉高时,风扇转动,当把P34引脚拉低时,风扇停止转动。
  • 若想粗略控制风扇的转速,可通过控制风扇的开关时间实现,下面给出参考示例代码:
#include <bcm2835.h>
#include <stdio.h>
#define PIN 34
int main(int argc, char **argv)
{
    if (!bcm2835_init())
    {
      return 1;
    }
   
    // Set the pin to be an output
    bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);

    while (1)
    {
        // Turn it on
        bcm2835_gpio_write(PIN, HIGH);
        
        // wait a bit
        bcm2835_delay(50);
        
        // turn it off
        bcm2835_gpio_write(PIN, LOW);
        
        // wait a bit
        bcm2835_delay(50);
    }
    bcm2835_close();
    return 0;
}
  • 风扇控制频率最好控制在10hz以上,以上程序的控制频率控制为10hz。
  • 该程序在配置好的镜像中已有,该程序位于/home/pi/Fan路径下,执行以下命令编译该程序:

sudo gcc fan.c -o fan -l bcm2835

  • 然后,执行,如下图所示,即可以50%的转速控制风扇转动。

Compute Module PoE Board User Manual-10.png

7 连接串口

Compute Module PoE Board板载了CP2102芯片,可通过USB线连接Compute Module PoE Board的USB TO UART接口至PC,并把拨码开关拨到左边的CPTXD,CPRXD,即可实现树莓派串口与PC的通信,如下图所示:
Compute Module PoE Board User Manual-11.png

8 电平选择跳线帽

电平选择跳线帽在如下图所示的位置:
Compute Module PoE Board User Manual-12.png
该电平转化的跳线帽是为Compute Module上的IO口使用的,其中一部分包括树莓派的40Pin,将该组跳线帽一起跳到左边,则板子上面的40Pin为3.3V电平,若一起跳到右边,则板子上面的40Pin为1.8V电平,一般地,树莓派扩展板均为3.3V电平,直接跳到左边即可。

9 指示灯说明

以下为指示灯的粗略描述:
NET:若网络连接正常,则该指示灯闪烁
PWR:红色指示灯,树莓派供电正常时,该指示灯常亮,若树莓派供电不正常,则该指示灯会闪烁
ACT:绿色指示灯,TF卡读写指示,在系统工作涉及到文件读写时,该指示灯闪烁

文档

程序

软件

镜像

数据手册

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