Construa uma Plataforma IoT Robusta com o Mini Roteador CM4 da DFRobot (2023)

Introdução

O Mini Roteador CM4 da DFRobot é uma placa de expansão de internet baseada no Raspberry Pi Compute Module 4. Ao conectar um cartão de rede gigabit via PCIe, proporciona dois portos de rede gigabit de alta velocidade ao Raspberry Pi CM4, oferecendo desempenho aprimorado, menor uso da CPU e maior estabilidade em operações de longa duração em comparação com um cartão de rede USB. Com dimensões compactas de 55 x 62 mm, a placa mantém o característico cabeçalho de pinos GPIO do Raspberry Pi, permitindo a conexão de atuadores, sensores e ventiladores de refrigeração inteligentes. Além disso, conta com uma interface USB 2.0 para conexão de discos rígidos móveis, impressoras, módulos WiFi, módulos LTE, entre outros.

Recursos do CM4 IoT Router Mini

Nome: CM4 IoT Router Mini
Módulo Compatível: Compute Module 4
Portas Ethernet: 2 (ambas com velocidade de 1000BASE-T)
NIC 1: Integrada ao CM4
NIC 2: RTL8111 PCI Express NIC
Porta de Alimentação: USB-C
Fonte de Alimentação: 5V 3A
USB: 1x USB-C (USB 2.0)
GPIO: Cabeçalho de 26 pinos
Tamanho: 55 x 61.5 mm

Configuração Rápida com OpenWRT

O Mini Roteador CM4 agora oferece suporte ao sistema de roteador de código aberto OpenWRT. Após uma configuração simples, pode ser usado como um roteador compatível com os sistemas Raspberry OS, Ubuntu Server e outros sistemas Raspberry Pi. A potência do processador BCM2711 de 4 núcleos a 1,5 GHz Cortex-A72 e o amplo suporte de software na comunidade Raspberry Pi fazem desta placa uma base sólida para a construção de gateways de alto desempenho, roteadores inteligentes e plataformas domésticas IoT. Além disso, a placa pode ser utilizada como mini-NAS, ponte de rede sem fio ou terminal de internet LTE.

Instalação do Sistema

Para Uso com Cartão SD

Requisitos:
- Compute Module 4
- Adaptador de energia USB 5V 3A
- Cabo USB-C
- Cartão microSD (Classe 10 ou superior)
Instalação:
- Use o software Rufus para gravar a imagem do sistema no cartão microSD.

Para Uso com eMMC

Requisitos:
- Compute Module 4 com eMMC
- Cabo de dados USB-C
- Software Rufus
- Imagem do Sistema
Instalação:
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- Conecte o CM4 ao computador via USB-C e inicie o processo de gravação da imagem no eMMC.

Configurações Básicas do OpenWRT

Instale o Compute Module 4 e insira o cartão microSD (não necessário para versões com eMMC).
Conecte os cabos de rede conforme indicado.
- ETH0 para a Internet
- ETH1 para PC ou switch LAN
Acesse a interface de gerenciamento via 192.168.1.1 e utilize as credenciais padrão:
- Usuário: root
- Senha: Nenhuma
Para configurações avançadas ou instalação de recursos adicionais, consulte a documentação oficial do OpenWRT.

Habilitando o Controle USB

O CM4 desativa o controlador USB por padrão para economizar energia. Para ativá-lo, edite o arquivo de configuração conforme abaixo:

vi /boot/config.txt

Adicione: dtoverlay=dwc2,dr_mode=host

Após reiniciar, a interface USB estará disponível.

Ajuste da Partição raiz do OpenWRT

Para usar mais espaço na instalação de software ou armazenamento de arquivos, ajuste o tamanho da partição raiz seguindo os passos abaixo:

Preparação:
- Use um computador com Linux.
- Conecte o CM4 ao computador via leitor de cartões ou entre no modo de inicialização do eMMC.
Execução dos Comandos:
```
sudo fdisk /dev/sdb
```
- Anote o endereço do setor inicial da partição raiz (/dev/sdb2).
- Delete e crie novamente a partição, usando o mesmo endereço inicial.
```
sudo resize2fs /dev/sdb2
```
- Amplie o sistema de arquivos para preencher o novo tamanho da partição.

Depuração com Terminal Serial

Se as configurações estiverem incorretas e o acesso via rede for impossível, use o terminal serial para depuração. Requisitos:

Conversor USB para TTL
Cabos DuPont
PuTTY (software de terminal)

Edite o arquivo de configuração para habilitar a porta serial e conecte o CM4 ao computador. Execute o PuTTY com as configurações corretas (Serial line: depende do seu computador, Speed: 115200).

Configuração de MAC Fixo

Como o novo chip NIC não grava o endereço MAC, o driver gera um endereço aleatório a cada inicialização. Para corrigir isso, adicione um script de inicialização:

vi /root/set_mac.sh

# Conteúdo:
#!/bin/sh
mac="xx:xx:xx:xx:xx:xx"
ip link set eth1 address $mac

Dê permissões de execução ao script e adicione-o ao rc.local para configuração automática na inicialização.

Com o Mini Roteador CM4 da DFRobot, você tem em mãos uma poderosa plataforma para construir gateways de alto desempenho, roteadores inteligentes e soluções IoT para sua casa. Siga as instruções detalhadas acima para garantir uma instalação suave e aproveite ao máximo os recursos desta inovadora placa de expansão baseada no Raspberry Pi Compute Module 4.