Maxx GW4100

Quick Guide

Einleitung

Die IoTmaxx Gateway-Serie GW410x ermöglicht über ihre zahlreichen Schnittstellen ein Einfaches einsammeln und verarbeiten von Informationen mit einer sicheren Übertragung über das Mobilfunknetz. Zur Inbetriebnahme ist eine SIM-Karte Ihres Mobilfunkbetreibers mit geeignetem Tarif erforderlich.

Bitte beachten Sie: Eine falsche PIN kann zur Sperrung der SIM-Karte führen. Halten Sie sicherheitshalber die Super-Pin bzw. PUK zur Freischaltung bereit.

Bitte legen Sie die SIM-Karte zunächst NICHT in das Gateway ein!

Zur Inbetriebnahme des Gateways benötigen Sie:

• Eine LTE-Antenne mit SMA-Stecker
• Ein Netzteil mit einer Ausgangsspannung im Bereich von 10 bis 30V DC/>15W
• Ein Ethernet-Kabel
• Einen PC oder Laptop mit Ethernet-Anschluss und installiertem Browser
• Eine SIM-Karte im Formfaktor MINI-SIM (2ff)

Montage der Antenne

Schrauben Sie die Antenne an den „GSM“-Anschluss des Gateways. Wenn Sie eine Antenne mit GPS-Signal benutzen, schließen Sie bitte den zweiten SMA-Stecker an den „GPS“-Anschluss an.

Einlegen der SIM-Karte

Auf der Rückseite des Gateways befinden sich zwei Slots für SIM-Karten sowie ein Slot für eine Micro SD-Karte. Der obige Slot ist für eine MINI-Sim (2ff), der darunter liegenden Slot für eine MICRO-SIM (3ff) vorbereitet.

Im Auslieferungszustand wird nur der Slot für eine MINI-Sim (2ff) unterstützt.

Stecken Sie bitte, wie in der Abbildung dargestellt, die SIM-Karte in den obersten Slot, bis diese einrastet. Verwenden Sie gegebenenfalls ein flaches Werkzeug (z.B. Schraubenzieher) um die SIM einzuschieben.

Anschluss der Spannungsversorgung

Schließen Sie bitte das Netzteil an den Steckverbinder mit der „+ -“ Beschriftung an. Achten Sie auf die richtige Polarität. Das Gateway ist mit einem Verpolungsschutz ausgerüstet, bleibt aber bei falscher Polarität inaktiv. Nach dem Einschalten des Netzteils leuchten während der Initialisierungsphase (ca. 5s) die LED A und LED B, die Power-LED leuchtet dauerhaft. Wenn die LED A und LED B erloschen sind, ist das Gerät betriebsbereit.

Konfiguration des GW410x

Die Konfiguration des Gateways erfolgt über das integrierte Webinterface. Bitte gehen Sie wie folgt vor:

a. Verbinden Sie Ihren PC mit dem Ethernet-Kabel direkt mit der Ethernet-Schnittstelle (eth0). Das Gateway ist im Auslieferungszustand als DHCP Server konfiguriert, sodass Ihr PC automatisch eine IP-Adresse erhält.

b. Öffnen Sie einen Browser auf Ihrem PC und geben Sie die IP-Adresse 192.168.1.1:3000 in das Adressfeld ein.

c. Geben Sie im Anmeldefenster als Nutzername und Passwort jeweils „admin“ (ohne Anführungszeichen) ein und klicken Sie auf „LOGIN“.

d. Öffnen Sie den Menüpunkt „Wireless Network“. Tragen Sie hier unter „PIN“ die PIN-Nummer Ihrer SIM-Karte ein, sofern Sie die PIN-Abfrage Ihrer SIM-Karte nicht abgeschaltet haben. In diesem Fall kann das Feld leer bleiben.

e. Des Weiteren tragen Sie gegebenenfalls den APN und wenn gefordert den Usernamen und Passwort für die Authentifizierung der Datenübertragung in Ihrem Mobilfunknetz ein. Die Daten erhalten Sie von Ihrem Mobilfunkanbieter.

f. Bestätigen Sie Ihre Eingaben mit „SUBMIT“.

g. Trennen Sie nun das Gateway vom Netzteil und legen jetzt die SIM-Karte wie beschrieben ein.

h. Verbinden Sie das Gateway wieder mit der Spannungsversorgung und prüfen Sie die erfolgreiche Einwahl und Verbindung zum Mobilfunknetz unter dem Menüpunkt „Network State“.

Zustandssignalisierung

Der Betriebszustand der Mobilfunkverbindung der Gateway-Serie GW410x wird über die GSM Status LED wie im Folgenden beschrieben signalisiert.

GSM Status LED	Netzverbindung
Langsames Blinken (kurz EIN / lang AUS)	Netzsuche
Langsames Blinken (lang EIN / kurz AUS)	Eingebucht, aber keine Datenverbindung
Schnelles Blinken (kurz EIN / kurz AUS)	Eingebucht und eine bestehende Datenverbindung

Konfiguration über WBM (Web Based Management)

Die Konfiguration des maxx GW410x erfolgt über eine Webbrowser basierende Funktion. Hierfür müssen zunächst folgende Bedingungen erfüllt sein:

• Der PC, der zur Konfiguration des Gateways verwendet wird, verfügt über eine LAN-Schnittstelle.
• Auf dem PC ist ein Webbrowser installiert (z.B. Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Internet Explorer).
• Das Gateway ist mit einer Spannungsquelle verbunden.

Start der Konfiguration

1. Ethernet-Verbindung zwischen Computer und Gateway herstellen

2. Ggf. die IP-Adresse der LAN-Schnittstelle auf das Subnetz des Gateways abstimmen

3. Webbrowser öffnen

4. Die IP-Adresse des Gateways (Default: 192.168.1.1:3000) in das Adressfeld des Browsers eingeben und die Eingabe bestätigen. Anschließend erfolgt eine Benutzername/Passwort-Abfrage.

Im Auslieferungszustand lautet der Benutzername „admin“ und das Passwort „admin“.

• Admin: Lese- und Schreibzugriff auf alle Bereiche

Default Passwörter:

• Admin: admin

Nach der Eingabe des Benutzernamens und des Passwortes öffnet sich das Hauptmenü zur Konfiguration des maxx GW410x.

Network State

In diesem Menüpunkt werden Ihnen aktuelle Status-Informationen zu dem Ethernet-Schnittstellen und den Wireless-Schnittstellen angezeigt.

Network State >> Ethernet Interfaces
Device State	Status der Ethernet-Schnittstelle Unmanaged: Nicht konfiguriert Connected: Verbunden
Connection State	Verbindungstatus der Ethernet-Schnittstelle Deactivated: Deaktiviert Activated: Aktiviert
IPv4	IPv4-Adresse mit Subnetzmaske in CIDR-Form
IPv6	IPv6-Adresse mit Subnetzmaske in CIDR-Form
Gateway	IP-Adresse für das Standardgateway
DNS	IP-Adresse vom Nameserver für die Namensauslösung (DNS)

Network State >> Wireless Interfaces (wwan0)
Device State	Status vom Wireless Interfaces (wwan0) Unmanaged: Nicht konfiguriert Disconnected: Es besteht keine Verbindung Preparing Connection: Die Verbindung wird vorbereitet Checking IP: Die IP-Adresse wird überprüft Connected: Die Verbindung wurde erfolgreich aufgebaut
Modem State	Status vom Mobilfunkmodem SIM is missing: Es ist keine SIM-Karte verfügbar Locked: Das Modem ist gesperrt Initializing: Das Modem wird initialisiert Enabled: Das Modem ist aktiviert Searching: Das Modem sucht eine Verbindung Connecting: Das Modem verbindet sich Registered: Das Modem ist registriert Connected: Das Modem ist verbunden
Connection State	Allgemeiner Verbindungstatus Deactivated: Deaktiviert Activating: In der Aktivierung Activated: Erfolgreich aktiviert
Power State	Leistungsmodus der Wireless-Schnittstelle Full-Power Mode: Maximale Leistung für den Empfang
Signal Quality	Empfangsqualität vom aktuell eingebuchten Netz Unknown: Unbekannt
Access Tech	Verbindungsart in das aktuell eingebuchte Netz Unknown: Unbekannt GSM: 2G (Global System for Mobile Communications) UMTS: 3G (Universal Mobile Telecommunications System) LTE: 4G (Long Term Evolution)
IMEI	International Mobile Equipment Identity (15-stellige Seriennummer, anhand derer jedes GSM- oder UMTS-Endgerät weltweit eindeutig identifiziert werden kann)
Registration State	Registrierungsstatus Idle: Bereit für Registrierung Searching: Suche nach einem Dienst Home: Erfolgreich eingebucht
Operator ID	Provider-Identifikation vom aktuell eingebuchten Netz
Operator Name	Provider-Name vom aktuell eingebuchten Netz
SIM Unlock Retries	SIM-Entsperrungsversuche. Verbleibenden Versuche bis die SIM gesperrt ist und der PUK eingetragen werden muss.
PUK Unlock Retries	PUK-Entsperrungsversuche. Verbleibenden Versuche für die Eingaben vom PUK.
SIM Lock State	SIM-Lock-Status Modem is unlocked: Modem ist freigeschaltet SIM requires the PIN code: Die SIM erfordert den PIN-Code SIM requires the PIN 2 code: Die SIM erfordert den PIN 2 Code
IPv4	Zugewiesene IPv4-Adresse mit Subnetzmaske in CIDR-Form vom aktuell eingebuchten Netz
IPv6	Zugewiesene IPv6-Adresse mit Subnetzmaske in CIDR-Form vom aktuell eingebuchten Netz
Gateway	Zugewiesene IP-Adresse für das Standardgateway vom aktuell eingebuchten Netz
DNS	Zugewiesene IP-Adresse vom Nameserver für die Namensauslösung (DNS) vom aktuell eingebuchten Netz

Local Network

Im Menüpunkt "Local Network" können Sie die Netzwerkkonfiguration des Gateways anpassen. Das Gateway ist im Auslieferungszustand als DHCP-Server für die Ethernet-Schnittstelle (eth0) konfiguriert.

Local Network
DHCP Client	Das Gateway kann auch als DHCP Client konfiguriert werden, so dass es automatisch von einem lokalen Router (DHCP Server) eine IP-Adresse, ein entsprechendes Gateway und einen DNS (Namenserver) zugewiesen bekommt. Wenn diese Funktion aktiviert ist, sind weitere Eingaben für die Netzwerkkonfiguration inaktiv. Es wird jedoch die vom lokalen Router (DHCP Server) zugewiesene Konfiguration angezeigt. Achtung: Stellen Sie sicher, dass Sie im Vorfeld die vom Router (DHCP Server) vergebene IP-Adresse kennen, um weiterhin die Erreichbarkeit des Gateways zu gewährleisten.
IPv4	Eingabe der IPv4-Adresse mit Subnetzmaske in CIDR-Form
IPv6	Eingabe der IPv6-Adresse mit Subnetzmaske in CIDR-Form
Gateway	Eingabe der IP-Adresse für das Standardgateway
Nameserver	Eingabe der IP-Adresse vom Nameserver für die Namensauslösung (DNS)
DHCP Server	Das Gateway kann auch als DHCP Server konfiguriert werden. Dabei wird den Geräten, die über die Ethernet-Schnittstelle (eth0) verbunden (und als DHCP Client konfiguriert) sind automatisch eine IP-Adresse, ein entsprechendes Gateway und ein Nameserver (DNS) zugewiesen. Offset: Offset des Adresspools vom Beginn des Teilnetzes. Size: Größe vom Adresspool. Konfigurieren Sie 0 für alle Adressen im Subnetz. Lease Time: Vergabezeit in Stunden. Konfigurieren Sie 0 für unendlich.
Internet access for connected devices allowed	Das Gateway bietet die Möglichkeit für die an der LAN-Schnittstelle angeschlossenen Geräte einen Internetzugang über das Mobilfunkmodem bereitzustellen. Achtung: Stellen Sie sicher, dass sich die am Gateway angeschlossenen Geräte im selben Subnetz vom Gateway befinden und das ggf. für das Standardgateway an den Geräten die IP-Adresse vom Gateway konfiguriert ist.

Über die USB-Schnittstelle am maxx GW410x kann über einen USB_TO_ETHERNET Adapter eine zweite Ethernet-Schnittstelle (eth1) realisiert werden. Nachdem der USB_TO_ETHERNET Adapter gesteckt ist, erscheint automatisch ein zusätzliches Konfigurationsfeld für eth1. Vom Gateway werden Adapter mit dem Chipsatz Asix IC AX88772B unterstützt.

Des Weiteren kann über die USB-Schnittstelle am maxx GW410x ein USB_TO_WLAN Adapter angeschlossen werden. Dadurch ist es möglich, dass max GW410x als WLAN Client oder als WLAN Access Point zu konfigurieren. Vom Gateway werden Adapter mit dem Chipsatz Atheros AR9271L unterstützt. Weitere Informationen für die Verwendung vom USB_TO_WLAN Adapter erhalten Sie gerne von unserem Team für das technische Consulting.

Wireless Network

Im Menüpunkt "Wireless Network” legen Sie die Einstellungen für die Nutzung des Mobilfunknetzwerkes vom maxx GW410x fest.

Wireless Network
APN	Name des Anschlusspunktes im Paketdaten-Netzwerk (Providervorgabe)
PIN	Eingaben vom PIN für die SIM-Karte
Authentication Type	Wählen Sie die Protokolle für die Anmeldung beim Provider: None: Der APN des Providers erfordert keine Anmeldung (Voreinstellung) PAP only: Nur Password Authentication Protocol CHAP only: Nur Challenge-Handshake Authentication Protocol PAP/CHAP: Password oder Challenge-Handshake Authentication Protocol
Roaming allowed	Enabled: Es besteht die Möglichkeit, dass das Gateway sich über ein fremdes Netz einwählen kann. Hierbei können je nach Vertrag zusätzliche Kosten entstehen. Disabled: Deaktivierung vom Roaming. Es wird automatisch das Heimatnetz des Providers genutzt. Sollte dies nicht möglich sein, kommt keine Verbindung zustande.

Applications

Im Menüpunkt "Applications" stehen Ihnen eine Vielzahl vorinstallierter Applikationen für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle zu Verfügung.

Nähere Informationen finden Sie hier: Applications

Passwords

Im Menüpunkt "Passwords" können Sie das Passwort für die Webconfig und den SSH-Zugang anpassen.

Achtung: Bitte gehen Sie bei der Änderung von Passwörtern mit großer Sorgfalt vor. Eine fehlerhafte Eingabe des Passwortes kann dazu führen das das Gateway weder über die Webconfig als auch über SSH erreichbar ist.

Webconfig

Im Auslieferungszustand lautet der Benutzername „admin“ und das Passwort „admin“.

Es gelten die folgenden Rechte für die Benutzerrollen:

Admin: Lese- und Schreibzugriff auf alle Bereiche

SSH

Im Auslieferungszustand lautet der Benutzername „root“ und das Passwort „iotmaxx“.

Es gelten die folgenden Rechte für die Benutzerrollen:

root: Lese- und Schreibzugriff auf alle Bereiche

Passwords
Username	Aktueller Benutzername für den das Passwort geändert werden soll
Current password	Eingabe des aktuell verwendeten Passwortes
New password 1	Eingabe des neu zu verwendenden Passwortes. Das Passwort muss mindestens 4 Zeichen besitzen.
New password 2	Wiederholte Eingabe des neu zu verwendenden Passwortes. Das Passwort muss mindestens 4 Zeichen besitzen.

Technische Details

Das programmierbare Mobilfunk-Gateway maxx GW4100 für industrielle Anwendungen sammelt und verarbeitet die Informationen Ihrer Geräte, Maschinen und Sensoren und überträgt sie über das erweiterte LTE-Netz.

Linux login

Die Anmeldung am Linux-System ist standardmäßig über eine ssh-Verbindung auf eth0 oder über die interne (nicht nach außen geführte) serielle Konsole an der RS232-Schnittstelle (115.200 Baud, 8N1) möglich.

login: root

password: iotmaxx

Bitte ändern Sie zumindest das Passwort und deaktivieren Sie die serielle Konsole, bevor Sie das Gerät in Betrieb nehmen. Die Verwendung von weiteren Sicherheitsmaßnahmen (PSK etc.) wird zusätzlich empfohlen.

Schnittstellen

Im folgenden Abschnitt werden die verschiedenen Schnittstellen des GW4100 im Detail beschrieben. Diese Grafik zeigt die Verteilung der Schnittstellen:

Pinout RS232, RS485, CAN-Bus, 1-Wire connector

"Label" beschreibt die Beschriftung auf der Frontplatte

"Signal" beschreibt den Verweis auf die Linux-Zuordnung

Description	Function	Label	Signal	Pin	Pin	Signal	Label	Function
#1-wire	1-Wire	1w	Data	1	2	+5V	5V	Power 1-Wire
#CAN	CAN high	CH	High	3	4	Low	CL	CAN Low
	GND	GND	GND	5	6	GND	GND	GND
#RS485	RS485	D-	D-	7	8	D+	D+	RS485
#RS232	RS232	TXD	TXD	9	10	CTS	CTS	RS232
		RXD	RXD	11	12	RTS	RTS

Pinout Digital IN/OUT connector

"Label" beschreibt die Beschriftung auf der Frontplatte

"Signal" beschreibt den Verweis auf die Linux-Zuordnung

Description	Function	Label	Signal	Pin	Pin	Signal	Label	Function
#Multi-purpose I/O	Multi-purpose I/O 1	G1	GPIO1	1	2	GPIO2	G2	Multi-purpose I/O 2
	GND	GND	GND	3	4	GND	GND	GND
#Digital inputs	Digital Input 1	l1	GPI1	5	6	GPI2	l2	Digital Input 2
	Digital Input 3	l3	GPI3	7	8	GPI4	I4	Digital Input 4

Power supply

Das Gerät benötigt ein externes ES1/PS2 DC-Netzteil 8-30V, 25W.

Ethernet

10/100MBit Ethernet-Schnittstelle, standardmäßig als DHCP-Server mit der IP-Adresse 192.168.1.1 konfiguriert.

USB

USB 2.0 Host-Schnittstelle zum Anschluss von externen USB-Geräten. Bitte beachten Sie, dass für viele Geräte ein entsprechender Linux-Treiber erforderlich ist.

SD card

Micro SD-Kartenschnittstelle zum Hinzufügen von zusätzlichem nichtflüchtigem Speicher zum System. Bitte verwenden Sie eine SD-Karte, um sich schnell ändernde Daten (z. B. Datenbanken usw.) zu speichern, da der interne Flash-Speicher nur eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen zulässt, bevor es zu einer Beschädigung des Speichers kommen kann.

CAN

Die Schnittstelle gemäß der CAN 2.0B-Protokollspezifikation wird über die Flexcan-Schnittstelle des i.MX7D und einen NXP TJA1051-Transceiver realisiert. Sie verfügt über einen schaltbaren 120R-Abschlusswiderstand.

Auf der Linux-Seite wird eine SocketCAN-Schnittstelle (can0) mit einer Standard-Bitrate von 250.000 bit/s bereitgestellt.

Der Abschlusswiderstand wird aktiviert, indem CAN_TERM_EN_n auf Low gesetzt wird. Siehe Linux-Zuordnung für Details.

RS485

Eine nicht-isolierte RS485-Schnittstelle ist als /dev/ttymxc3 verfügbar. Die Schnittstelle enthält keinen Abschlusswiderstand.

RS232

Eine 4-Draht-RS232-Schnittstelle ist als /dev/ttymxc2 verfügbar.

1-wire

Der GW4100 enthält einen DS2482 I2C zu 1-Wire Brückenbaustein von Maxim Integrated (https://www.maximintegrated.com/en/products/interface/controllers-expanders/DS2482-100.html#). Der entsprechende Treiber ist in den Linux-Mainline-Kernel integriert und alle 1-Wire-Funktionen sind dem sysfs-Dateisystem ausgesetzt.

Vergleiche https://www.kernel.org/doc/html/latest/w1/w1-generic.html für eine detaillierte Beschreibung.

Digital inputs

Die folgende Abbildung zeigt den internen Aufbau der vier digitalen Eingänge:

Dieses Design ermöglicht den Anschluss von Push-Pull- und Open-Collector-Ausgängen mit einer Schwelle von etwa 4,5 V. Es ist auch möglich, einen mechanischen Schalter oder ein Relais zu verwenden, um den Eingang mit GND zu verbinden, ohne dass ein zusätzlicher Pullup-Widerstand erforderlich ist.

Das folgende Diagramm zeigt einen vereinfachten Aufbau:

Bitte beachten Sie, dass der Eingang intern invertiert ist, d.h. wenn der Eingang entweder unbeschaltet oder mit einer Spannung oberhalb des Schwellenwerts verbunden ist, wird er als logische 0 (niedriger Pegel) gelesen, wenn er mit einer Spannung unterhalb des Schwellenwerts (z.B. 0 V) verbunden ist, wird er als logische 1 (hoher Pegel) gelesen.

Die GPIs sind dem sysfs-Dateisystem auf der Linux-Seite ausgesetzt und können zur Bequemlichkeit des Benutzers automatisch wieder invertiert werden.

TODO: add linux example

Multi-purpose I/O

Der Baustein enthält zwei Mehrzweck-GPIOs, die als Ein- oder Ausgang konfiguriert werden können. Bei Bedarf kann ein interner Pullup-Widerstand aktiviert werden.

Außerdem kann der GPIO als Analogeingang verwendet werden, da die Eingangsspannung auch mit einem der internen 12-Bit-ADC-Kanäle (s. On-Board-ADCs) verbunden ist.

Der GPIO ist im High- und Lowside-Strompfad strombegrenzt (tbd mA), so dass das gleichzeitige Schließen von High- und Lowside-Schaltern das Gerät nicht beschädigt (ebenso wenig wie ein externer Kurzschluss), dennoch wird davon abgeraten, dies zu tun und stattdessen eine Break-before-Make-Logik zu verwenden.

TODO: add linux example

GSM

LTE-Konnektivität mit Fallback zu 3G und 2G wird durch ein integriertes Quectel EC21-Modul bereitgestellt. Auf der Linux-Seite wird das Gerät von ModemManager gesteuert (siehe https://core.docs.ubuntu.com/en/stacks/network/modem-manager/docs/).

Der ModemManager verwendet /dev/ttyUSB3 für die Kommunikation mit dem EC21, /dev/ttyUSB2 ist für die Ausführung von AT-Befehlen aus dem Userspace verfügbar.

Der Status des GSM-Moduls kann zusätzlich mit Hilfe von GSM_PWR_IND_n überwacht werden, das low getrieben wird, wenn das Modul eingeschaltet ist.

Das GW4100 enthält zwei SIM-Kartenhalter, die die Verwendung von 2FF (Mini-SIM) oder 3FF (Micro-SIM) Karten ermöglichen. Es ist möglich, beide Karten zu bestücken, um z. B. die Nutzung verschiedener Netze zu ermöglichen. Die aktive SIM-Karte wird durch das folgende Verfahren ausgewählt.

SIM Auswahlverfahren

Zunächst muss die EC21 über AT-Befehle so konfiguriert werden, dass ein SIM-Hot-Swapping möglich ist:

((ABB))

Bitte beachten Sie, dass ein Neustart des Moduls mit AT+CFUN erforderlich ist, die Einstellung bleibt dann erhalten.

Als nächstes muss die SIM "logisch entfernt" werden, indem SIM_EN auf low gesetzt wird.

Danach kann die aktive SIM mit SIM_SEL ausgewählt werden (default high -> 2FF SIM)

TODO: check if accessible old/new interface

Aktivieren der Datenverbindung

Das Modem kann dann wie folgt verwendet werden:

root@Gateway:~ mmcli -m 0
--------------------------------
General  |            dbus path: /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0
         |            device id: dd1983f3c13bd25a19647d2fca076dad57ef5c57
--------------------------------
Hardware |         manufacturer: Quectel
         |                model: EC21
         |    firmware revision: EC21EFAR06A02M4G
         |            supported: gsm-umts, lte
         |              current: gsm-umts, lte
         |         equipment id: 867962042149685
--------------------------------
System   |               device: /sys/devices/platform/soc/30800000.bus/30b30000.usb/ci_hdrc.1/usb1/1-1/1-1.1
         |              drivers: option1
         |               plugin: Quectel
         |         primary port: ttyUSB2
         |                ports: ttyUSB0 (qcdm), ttyUSB2 (at), ttyUSB3 (at)
--------------------------------
Numbers  |                  own: +4915140075573
--------------------------------
Status   |       unlock retries: sim-pin (3), sim-puk (10), sim-pin2 (3), sim-puk2 (10)
         |                state: disabled
         |          power state: on
         |       signal quality: 0% (cached)
--------------------------------
Modes    |            supported: allowed: 2g, 3g, 4g; preferred: none
         |              current: allowed: 2g, 3g, 4g; preferred: none
--------------------------------
IP       |            supported: ipv4, ipv6, ipv4v6
--------------------------------
3GPP     |                 imei: 867962042149685
--------------------------------
3GPP EPS | ue mode of operation: csps-2
--------------------------------
SIM      |            dbus path: /org/freedesktop/ModemManager1/SIM/0

Nach jedem Reset erhöht das Modem seine Nummer.

So fügen Sie eine neue Verbindung hinzu:

root@Gateway:~ nmcli c add type gsm ifname "*" con-name telekom apn "internet.t-mobile"
Connection 'telekom' (17bdada4-4361-4eca-8506-f6eab6b26a48) successfully added.

Und dann, um die Verbindung zu aktivieren:

root@Gateway:~ nmcli c up telekom
Connection successfully activated (D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/3)

root@Gateway:~ mmcli -m 0
--------------------------------
General  |            dbus path: /org/freedesktop/ModemManager1/Modem/0
         |            device id: 794eb538900f787165b66d8af66496a4e7cd0c8b
--------------------------------
Hardware |         manufacturer: QUALCOMM INCORPORATED
         |                model: QUECTEL Mobile Broadband Module
         |    firmware revision: EC21EFAR06A02M4G
         |       carrier config: default
         |         h/w revision: 10000
         |            supported: gsm-umts, lte
         |              current: gsm-umts, lte
         |         equipment id: 867962042149685
--------------------------------
System   |               device: /sys/devices/platform/soc/30800000.bus/30b30000.usb/ci_hdrc.1/usb1/1-1/1-1.1
         |              drivers: qmi_wwan, option1
         |               plugin: Quectel
         |         primary port: cdc-wdm0
         |                ports: cdc-wdm0 (qmi), ttyUSB0 (qcdm), ttyUSB2 (at), wwan0 (net),
         |                       ttyUSB3 (at)
--------------------------------
Numbers  |                  own: 4915140075573
--------------------------------
Status   |                 lock: sim-pin2
         |       unlock retries: sim-pin (3), sim-puk (10), sim-pin2 (3), sim-puk2 (10)
         |                state: connected
         |          power state: on
         |          access tech: gsm
         |       signal quality: 41% (recent)
--------------------------------
Modes    |            supported: allowed: 2g; preferred: none
         |                       allowed: 3g; preferred: none
         |                       allowed: 4g; preferred: none
         |                       allowed: 2g, 3g; preferred: 3g
         |                       allowed: 2g, 3g; preferred: 2g
         |                       allowed: 2g, 4g; preferred: 4g
         |                       allowed: 2g, 4g; preferred: 2g
         |                       allowed: 3g, 4g; preferred: 3g
         |                       allowed: 3g, 4g; preferred: 4g
         |                       allowed: 2g, 3g, 4g; preferred: 4g
         |                       allowed: 2g, 3g, 4g; preferred: 3g
         |                       allowed: 2g, 3g, 4g; preferred: 2g
         |              current: allowed: 2g, 3g, 4g; preferred: 4g
--------------------------------
Bands    |            supported: egsm, dcs, utran-1, utran-5, utran-8, eutran-1, eutran-3,
         |                       eutran-5, eutran-7, eutran-8, eutran-20
         |              current: egsm, dcs, utran-1, utran-5, utran-8, eutran-1, eutran-3,
         |                       eutran-5, eutran-7, eutran-8, eutran-20
--------------------------------
IP       |            supported: ipv4, ipv6, ipv4v6
--------------------------------
3GPP     |                 imei: 867962042149685
         |          operator id: 26201
         |         registration: home
--------------------------------
3GPP EPS | ue mode of operation: csps-2
--------------------------------
SIM      |            dbus path: /org/freedesktop/ModemManager1/SIM/0
--------------------------------
Bearer   |            dbus path: /org/freedesktop/ModemManager1/Bearer/0

GNSS

Für die Geopositionierung steht ein im Quectel EC21 Modul integrierter GNSS-Empfänger zur Verfügung. Die NMEA-Daten werden auf /dev/ttyUSB1 ausgegeben. Der GNSS-Empfänger wird mit dem folgenden AT-Befehl aktiviert:

AT+QGPS=1

Eine detaillierte Beschreibung der verfügbaren Konfigurationsoptionen finden Sie in der EC21-Dokumentation (https://www.quectel.com/product/ec21.htm).

Die aktive Antennenversorgung wird durch den Regler 9 des Qorvo ACT8847 Power Management ic (PMIC) bereitgestellt. Folgende Befehle aus dem Anwenderbereich sind erforderlich, um die Versorgung zu aktivieren:

# regulator 3.0V
i2cset -y 2 0x5a 0x70 0x36 i
# regulator on
i2cset -y 2 0x5a 0x71 0x80 i

User LEDs

Das Gerät enthält zwei vom Benutzer steuerbare LEDs (z. B. zur Statusanzeige). Diese sind im sysfs unter /sys/class/leds/ zu finden. Siehe Linux-Zuordnung für Details.

Bitte vergleiche https://www.kernel.org/doc/Documentation/leds/leds-class.txt für weitere Details.

User Button

Für benutzerdefinierte Funktionen (z.B. Rücksetzen auf Werkseinstellungen) steht eine versiegelte Taste zur Verfügung.

TODO: add linux example, picture

On board ADCs

Das folgende Diagramm zeigt die Verwendung der acht 12-Bit-ADCs des i.MX7D-Prozessors.

ADC 0 ermöglicht den Zugriff auf die Spannungspegel der beiden Mehrzweck-GPIOs und die Versorgungsspannung sowie eine Temperaturanzeige der Karte, während ADC 1 zur Überwachung des Systemzustands verwendet wird.

Alle ADC-Werte sind vom Linux-Benutzerbereich aus über die sysfs-Zuordnung (/sys/bus/iio/devices/) zugänglich.

Beispiel 1: Ablesen des Istwerts der 5-V-Versorgungsspur

root@Gateway:~ cat /sys/bus/iio/devices/iio:device1/in_voltage0_raw
3789

Berechnung der Spannung:

Beispiel 2: Ablesen der Versorgungsspannung des Systems

root@Gateway:~ cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage2_raw
2145

Berechnung der Spannung:

Bitte beachten Sie, dass die Messung hinter der Eingangsdiode erfolgt und daher die tatsächliche Versorgungsspannung um ca. 0,5V höher ist (in diesem Fall beträgt die tatsächliche Versorgungsspannung 24V).

Beispiel 3: Ablesen der Platinentemperatur

root@Gateway:~ cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage3_raw
2576

Berechnung des NTC-Widerstands:

Wenn man die Widerstandsnachschlagetabelle im Datenblatt der Widerstände (NCP15XV103J03RC) zu Rate zieht, liegt die Temperatur auf der Platine bei etwa 37°C.

Linux mapping

Digital and analog I/Os (deprecated sysfs mapping)

Signal	Linux mapping	Typ
GPIN1	/sys/class/gpio10	digital inputs
GPIN2	/sys/class/gpio11
GPIN3	/sys/class/gpio14
GPIN4	/sys/class/gpio15
GPIO0_IN_n	/sys/class/gpio3	Multi-purpose I/Os
GPIO0_ADC	/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw
GPIO0_HIGHSIDE	/sys/class/gpio0
GPIO0_LOWSIDE	/sys/class/gpio1
GPIO0_PULLUP	/sys/class/gpio2
GPIO1_IN_n	/sys/class/gpio9
GPIO1_ADC	/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw
GPIO1_HIGHSIDE	/sys/class/gpio4
GPIO1_LOWSIDE	/sys/class/gpio5
GPIO1_PULLUP	/sys/class/gpio8
LED_USR1	/sys/class/leds/iotmaxx:green:usr1/	LED B
LED_USR2	/sys/class/leds/iotmaxx:green:usr2/	LED A
PBSTAT_IRQ_n	/sys/class/gpio33	PMIC PBSTAT IRQ
5V_PERIPH_EN	/sys/class/gpio34	N/A, always on
ACT8847_IRQ_n	/sys/class/gpio90	PMIC IRQ
RTC_INTA_n	/sys/class/gpio61	RTC IRQ
USR_SWITCH_n	/sys/class/gpio91	User switch
SIM_ENABLE	/sys/class/gpio89	SIM select
SIM_SEL	/sys/class/gpio112
CAN_TERM_EN_n	/sys/class/gpio108	CAN termination resistor
GSM_PWR_IND_n	/sys/class/gpio115	GSM power indicator

Digital and analog I/Os (new libgpiod mapping)

Signal	Linux mapping	line	Typ
GPIN1	gpiochip0	line 10	digital inputs
GPIN2	gpiochip0	line 11
GPIN3	gpiochip0	line 14
GPIN4	gpiochip0	line 15
GPIO0_IN_n	gpiochip0	line 13	Multi-purpose I/Os
GPIO0_ADC	/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw
GPIO0_HIGHSIDE	gpiochip0	line 0
GPIO0_LOWSIDE	gpiochip0	line 1
GPIO0_PULLUP	gpiochip0	line 2
GPIO1_IN_n	gpiochip0	line 9
GPIO1_ADC	/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage1_raw
GPIO1_HIGHSIDE	gpiochip0	line 4
GPIO1_LOWSIDE	gpiochip0	line 5
GPIO1_PULLUP	gpiochip0	line 8
LED_USR1	/sys/class/leds/iotmaxx:green:usr1/		LED B
LED_USR2	/sys/class/leds/iotmaxx:green:usr2/		LED A
PBSTAT_IRQ_n	gpiochip1	line 1	PMIC PBSTAT IRQ
5V_PERIPH_EN	gpiochip1	line 2	N/A, always on
ACT8847_IRQ_n	gpiochip2	line 26	PMIC IRQ
RCT_INTA_n	gpiochip1	line 29	RTC IRQ
USR_SWITCH_n	gpiochip2	line 27	USER switch
SIM_ENABLE	gpiochip2	line 25	SIM select
SIM_SEL	gpiochip3	line 16
CAN_TERM_EN_n	gpiochip3	line 12	CAN termination resistor
GSM_PWR_IND_n	gpiochip3	line 19	GSM power indicator

GPIO Linux User-Space Beispiele (veraltetes sysfs-Mapping)

Beispiel: Exportieren und Lesen von GPIN1 (High-Pegel am Eingangs-Pin)

root@Gateway:~ echo 11 > /sys/class/gpio/export
root@Gateway:~ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio11/active_low
root@Gateway:~ cat /sys/class/gpio/gpio11/value
1

Beispiel: Exportieren und Aktivieren von GPIO1 Pullup

root@Gateway:~ echo 8 > /sys/class/gpio/export
root@Gateway:~ echo high > /sys/class/gpio/gpio8/direction

Vergleiche https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/gpio/sysfs.html für eine detaillierte Beschreibung der sysfs-Gpio-Schnittstelle.

GPIO Linux User-Space Beispiele (neue libgpiod-Zuordnung)

Beispiel: Lesen von GPIN1 (High-Pegel am Eingangs-Pin), kein Export erforderlich

root@Gateway:~ gpioget --active-low gpiochip0 11
1

Beispiel: GPIO1 Pullup aktivieren, kein Export erforderlich

gpioset gpiochip0 8=1

Vergleiche https://git.kernel.org/pub/scm/libs/libgpiod/libgpiod.git/tree/README für eine Beschreibung der libgpiod-Schnittstelle.

Serielle Schnittstellen und Busse

Interface or bus	Linux mapping
RS232	/dev/ttymxc2	linux console
RS485	/dev/ttymxc3
1-wire	/sys/bus/w1/	see kernel.org
CAN	can0 network interface
Ethernet	eth network interface
USB		device dependent