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树莓派Zero_Cat1(百兆网络+4G Cat1+USB2.0-A)扩展板用户手册

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发表于 2023-10-30 13:10:34 | 显示全部楼层 | 阅读模式
关键词:
树莓派  Raspberry Pi Zero Cat1 4G LTE USB2.0-A 扩展板 SMA

概述:
树莓派Zero(包括带和不带Wifi模组的Zero W以及Zero 2W)是一款具备极高性价比的嵌入式系统平台,尺寸小巧功耗较低性能尚可,适合很多轻量型应用场景。Zero系列虽然小巧,但预留了非常多的扩展接口,特别是板子反面引出了USB和电源的镀金测试点,我们可以借助这两组USB和电源测试点进行多种类型的外设扩展。本扩展板就是通过顶针将扩展板和Zero系列连接起来,通过USB扩展USB转百兆有线以太网和4G Cat1模组以及两路USB2.0-A主机接口。
4G Cat1是针对10Mbps左右的中速物联网应用的高性价比模组,10Mbps下行5Mbps上行的速率可以满足绝大多数联网和传输需求。

图解:
Zero_Cat1_Eth_01.jpg
注意,部分版本顶针为4针,请在config.txt里面指定USB OTG工作模式为host:
dtoverlay=dwc2,dr_mode=host




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发表于 2023-10-30 13:31:16 | 显示全部楼层
安装示意图和尺寸图:

Zero_Cat1_Eth_04.jpg

Zero_Cat1_Eth_05.jpg


Zero_Cat1_Eth_02.jpg


Zero_Cat1_Eth_03.jpg

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发表于 2023-10-30 14:00:19 | 显示全部楼层
Zero_Cat1扩展板在树莓派系统下的使用演示:
硬件:
树莓派Zero 2W
Zero_Cat1扩展板

软件:
Raspberry Pi OS 64-bit
2023-10-10

1,执行lsusb:
可以看到系统识别到了USB HUB和4G模组。
注意,如果系统没有识别到USB HUB和4G模组请仔细观察顶针是否对准了镀金触点,并检查config.txt里面关于USB的配置,确保已经配置为host模式:
dtoverlay=dwc2,dr_mode=host

2,执行ifconfig -a
eth0为USB转出来的百兆以太网,eth1即为4G Cat1 01_lsusb_ifconfig_uname.png

3,执行ping包验证网络
02_ping_支持ipv6_eth0为4G_eth1为USB转百兆.png
注意,测试的时候有优先级,如果eth0已连接则优先走eth0。如有内外网特殊优先级需要请调整各网络的metric值以及DNS服务器设置。
测试采用2023-10-10发布的bookworm,eth0为4G,eth1为USB转百兆网卡

4,网速测试

USB转百兆有线受Zero 2W性能和USB Hub以及4G Cat1带宽占用影响并不能跑满,请知悉。
4G网络测速受网络信号和测试方法影响,速度请以实际为准。

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发表于 2023-11-2 13:44:17 | 显示全部楼层
Zero_Cat1扩展板在Ubuntu系统下的使用演示:
硬件:
树莓派Zero 2W
Zero_Cat1扩展板

软件:
Ubuntu Server 22.04.03 64-bit
注意,Ubuntu Desktop需要2GB及以上内存,Zero 2W内存不够无法直接运行。

1,烧写Ubuntu Server系统并启动:注意1,烧写完毕后打开config.txt确认USB部分的配置,如果有两处配置都要确保有host尾缀,即USB OTG配置为host模式:
dtoverlay=dwc2,dr_mode=host
注意2,系统启动后会要求登陆,用户名和密码均为ubuntu,登陆后会要求修改密码。系统启动后并无网络可用,需要进行后续设置后才能使用。


2,执行ip addr查看网卡名称:
注意,系统默认并没有集成ifconfig工具,只有ip命令可用。
01_查看网卡名称.JPG


3,到netplan目录下找到网卡描述文件并添加USB转有线网卡和4G网卡两个设备:
02_找到文件准备添加网卡.JPG


03_添加网卡.JPG


4,添加完网卡我们再添加域名服务器:
sudo nano /etc/resolv.conf
04_添加nameserver.JPG

默认只有127,我们添加一个基本的114.114.114.114,也可以添加两块网卡的路由器IP

5,网卡和域名服务器添加完毕后重启,建议重新上电。
重启后可用直接进行联网测试,建议安装ifconfig工具
sudo apt-get install net-tools
安装完毕用ifconfig查看网卡信息
05_运行ifconfig.JPG


6,执行ping包命令,可以支持ipv4,也可以支持ipv6(请以实际网络情况为准)
06_ping包测试.JPG

至此测试完毕



MCUZone 野芯科技如何在Ubuntu Server系统下启用第二路网络的操作演示 - 树莓派CM系列 Mcuzone 野芯科技



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发表于 2023-11-2 13:49:56 | 显示全部楼层
Zero_Cat1扩展板在OpenWrt系统下的使用演示:
硬件:
树莓派Zero 2W
Zero_Cat1扩展板

软件:
OpenWrt

待更新...
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发表于 2023-11-2 14:08:22 | 显示全部楼层
4G Cat1模组的高级使用:
1,打开ttyUSB串口:
sudo modprobe option
sudo sh -c 'echo 1782 4e00 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'
不同系统对权限要求不一样,视情况加或者不加sudo。

执行以上两条命令后系统应该会多出ttyUSB0-2三个设备。
通过minicom打开AT命令串口:
sudo minicom -D /dev/ttyUSB0
如果没有minicom也可以用其它串口工具,网络连通的情况下也可以尝试下载,比如:
sudo apt-get install minicom
然后就可以开启minicom验证4G网络
注意,典型情况下会出现ttyUSB0-2三个端口,一般系统下AT口是ttyUSB0,如果不行,可以尝试其它端口如ttyUSB2。如果有多个USB转串口设备,则需要进一步的尝试直至找到正确的AT端口。
03_使能ttyUSB串口.png
输入AT后回车,看是否返回OK。
如果输入没有回显,可以输入ATE1回车,使能回显。

2,查看工作状态:查看SIM卡插入状态:
AT+CPIN?
如果返回ready说明卡已经识别,如果返回error说明卡有问题

AT+CSQ
需要返回值在20-31之间,20-25之间信号一般,26-31信号不错。20以下说明信号极差或者天线没接好。


3,修改IP段:
请联系我们并准备好购买记录

4,修改APN:
请联系我们并准备好购买记录




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发表于 2023-11-2 14:13:07 | 显示全部楼层
注意事项:
1,扩展板不支持PD供电(如果PD电源头有USB-A口则也可以供电),请使用普通5V电源进行供电;

2,如果USB无法操作请打开config.txt文件确认是否添加了host尾缀:

bookworm_usb_host.png

红圈这条为新增配置,指定USB为Host模式(系统为2023-10-10发布的64bit bookworm);

3,扩展板具备USB转以太网和4G两路网络,请仔细区分,系统默认会使用编号小的eth设备。假设eth0为有线网络且连接了无法上网的内网,此时即便识别为eth1网卡的4G一切正常也无法接入公网。需要手动添加dns服务器和调整网络优先级;

4,部分版本系统下,拔掉有线网卡后黄灯可能仍会继续闪烁,重新上电可解决。如担心造成误导,可拆掉电阻关闭LED;

5,Zero只有一个USB OTG端口,通过顶针和扩展板连接起来之后这个USB OTG不能再外接任何USB设备,也不要用这个OTG端口来供电,更不能用来连接电脑。切记!!!



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发表于 2023-11-2 14:51:57 | 显示全部楼层
更新记录:
2023-11-03更新Ubuntu Server系统下操作演示
2023-11-02更新bookworm系统下操作演示

联系我们:
淘宝:mcuzone.taobao.com 或者搜索店铺:野芯科技
销售QQ: 735148854
技术支持邮件:mcuzone@vip.qq.com
如发现用户手册有错误或缺失,请联系我们修正或新增,谢谢。

相关链接:
MCUZone 野芯科技CM4 4G Cat1模块通过AT命令拨打电话功能演示(Win11) - 通讯模块(5G|4G|GSM|GNSS) Mcuzone 野芯科技

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