你知道第一台树莓派5工业计算机嘛？

与其他评测不同，上海晶珩 ED-IPC3020 不仅仅是为 Raspberry Pi 5 设计的工业计算机，它是一个完整的产品，内置了 Raspberry Pi 5，并配备了一块定制的子板以提供额外功能。

免责声明：本产品由 上海晶珩 提供用于评测，他们对评测内容不具备任何编辑影响力。

设计

ED-IPC3020 是一款无风扇（我最喜欢的类型）工业计算机。该全金属外壳底部配备了厚实的散热片，内部的 Raspberry Pi 5 顶部也安装了散热片，该散热片似乎采用了之前我评测过的 Open CNC 的上半部分设计。该顶部散热片与 SoC、WiFi 模块和 PMIC 接口连接，通过不同厚度的垫片优化各组件与散热片的热传导效率。一侧设有接地螺栓。外壳后部可访问树莓派 5 的电源开关、电源/活动指示灯以及 SD 卡插槽（注意：安装卡后，需使用随附的镊子才能取出卡）。另一侧提供USB-C接口（用于为ED-IPC3020供电）和标准的2个Micro HDMI接口。前面板暴露了树莓派5的千兆以太网、2个USB 3.0和2个USB 2.0端口，以及ED-IPC3020子板的连接和LED，更多细节将在下面详细说明。

散热性能

对所有4个核心进行30分钟的强制性压力测试显示，树莓派5的最高温度达到69.7°C，比树莓派5的热节流阈值低10°C以上。测试期间的环境温度约为21°C。

功能性

ED-IPC3020 提供多种不同配置，可根据您的需求进行定制。上海晶珩寄送给我用于评测的设备型号为 ED-IPC3020-08321-P，其配置为：8GB 版 Raspberry Pi 5，搭配 32GB SD 卡、128GB SSD 及 PoE 模块，支持 PoE 功能非常有趣。

系统块图

系统块图中白色方框显示了ED-IPC3020的额外功能。可选PoE模块，RP 5上的实时时钟（RTC）由超级电容和CR1220锂电池供电（中国以外地区发货时不包含电池）， 蜂鸣器、RS-232接口（通过3针凤凰接口暴露）、RS-485接口（通过3针凤凰接口暴露，可选配120欧姆终端电阻）、RS-232和RS-485总线活动指示灯、立体声麦克风输入以及立体声耳机输出。

内部还提供了额外的连接接口，包括5V输出、3W双声道扬声器输出（适用于4欧姆扬声器），由PAM8406放大器（U9，数据手册）供电，以及RealTek ALC5616（U3，数据手册）。支持2230、2242和2260规格的M.2 SSD的M.2 M Key接口。

ED-IPC3020 的综合用户手册详细说明了所有内部和外部连接，以及使用的 Raspberry Pi GPIO 引脚。如果您考虑使用这款产品，我强烈建议您阅读此手册。

https://edatec.cn/docs/zh/ipc3020/um/1-hardware/

以太网供电（PoE）

尽管我缺少一根电缆来测试 PoE，但我们可以检查 PoE 的实现。PoE功能由SDaPo PM1202 12V2A模块（规格表）提供，该模块支持IEEE802.3af和IEEE802.3at标准，输出为12V @ 2.5A最大（30W）。12V输出通过U2（STC9336同步降压DC-DC转换器，带EMI抑制功能）降压至5V @5A（25W）（数据手册）。因此，这意味着树莓派5可以通过GPIO引脚供电时，可以获得足够的电流，不会将USB设备的电源限制在600mA，如这里所描述的，尽管需要测试来确认这一点。似乎要通过GPIO引脚供电时获得最大支持电流，需要手动覆盖，或者如果正确实现Power HAT+规范，设备需要通过设备树覆盖共享电源能力。

RS-485 测试

ED-IPC3020 的一个独特功能是 RS-485 接口，这是电气设备点对点通信的工业标准。该标准支持在电气噪声较大的环境中实现长距离布线，并可在同一总线上连接多个设备，因此在工业控制领域得到广泛应用。RS-485 传感器（用于输入）、继电器、阀门和显示器等设备种类繁多。我选择从 AliExpress 购买了一款 4 通道继电器模块，具体型号为“4CH ETH WIFI 485 CAS”。

检查子板时，RS485 接口似乎由 U7 芯片（SP3485E，数据手册）提供。我尚未测试 RS-232 接口，但子板上还有另一个用于 RS-232 的芯片 U5，型号为 SP3232EE（数据手册）。

注意：若需120欧姆终端电阻，需在ED-IPC3020机箱内的J7接口处安装标准2.54毫米间距跳线（不包含在内）。

将继电器模块连接到ED-IPC3020非常简单，只需将3根导线（GND、A、B）连接到3针凤凰接头，分别对应继电器模块上的GND、A和B端子。继电器模块通过独立的12V直流电源供电。除RS-485外，该继电器模块还可通过WiFi或以太网采用多种协议进行控制，包括MQTT、CoAP、Modbus、TCP/UDP、HTTP，并内置本地Web界面。

在我的测试中，我选择了使用Node-Red，并安装了额外的node-red-contrib-modbus节点支持。继电器模块的配置如下：

示例 Node-Red 流程用于控制 RS-485 4 通道继电器（及蜂鸣器） – 点击此处下载 JSON 文件并将其导入 Node-Red。

https://gist.githubusercontent.com/shortbloke/98d4b4b9ae8304bb6e18b97fc8a61dec/raw/5a7c7141f99f5c01764fa8940797ca54d3a10934/ED-ICP3020_RS485_example_flows.json

RTC 测试

ED-IPC3020 采用 Raspberry Pi 5 上的实时时钟（RTC），通过超级电容和 CR1220 锂电池供电。Raspberry Pi 操作系统会自动将 RTC 识别为 rtc0，如通过运行 dmesg | grep rtc 所示。

pi@raspberrypi:~ $ dmesg | grep rtc
[    0.431768] rpi-rtc soc:rpi_rtc: registered as rtc0
[    0.433282] rpi-rtc soc:rpi_rtc: setting system clock to 2024-03-30T20:53:21 UTC (1711832001)

命令 `timedatectl status` 将显示本地时间、世界协调时间和实时时钟时间：

pi@raspberrypi:~ $ timedatectl status
               Local time: Sat 2024-03-30 21:46:18 GMT
               Universal time: Sat 2024-03-30 21:46:18 UTC
                     RTC time: Sat 2024-03-30 21:46:18
                    Time zone: Europe/London (GMT, +0000)
    System clock synchronized: yes
                  NTP service: active
              RTC in local TZ: no

您可以使用两个命令分别读取和写入实时时钟（RTC）时钟：sudo hwclock -r 和 sudo hwclock -w。

我对 RTC 超级电容与 CR1220 锂电池之间的相互作用不太清楚。在未安装硬币电池的情况下，断开树莓派的电源，让电源断开数小时，然后在没有网络连接的情况下重新通电，结果显示树莓派正确地保持了时间。因此，我推测 CR1220 电池的作用是在超级电容电量耗尽时提供长期 RTC 电源，确保 Raspberry Pi 在每次启动时都能保持准确时间，且无需依赖网络时间源。

测试蜂鸣器

注意，ED-IPC3020内部的蜂鸣器声音非常大！其配置方式请参考用户手册第4.6节。以下是我的配置示例：

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt install gpiod
Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
Reading state information... Done
gpiod is already the newest version (1.6.3-1+b3).
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
pi@raspberrypi:~ $ gpiodetect
gpiochip0 [gpio-brcmstb@107d508500] (32 lines)
gpiochip1 [gpio-brcmstb@107d508520] (4 lines)
gpiochip2 [gpio-brcmstb@107d517c00] (17 lines)
gpiochip3 [gpio-brcmstb@107d517c20] (6 lines)
gpiochip4 [pinctrl-rp1] (54 lines)
pi@raspberrypi:~ $ gpioset 4 6=1
pi@raspberrypi:~ $ gpioset 4 6=0

最后两个命令用于开启（6=1）和关闭（6=0）蜂鸣器/声音提示器。声音提示器的控制仅需将GPIO 06设置为高电平或低电平，这可以通过命令行、带有合适GPIO库的程序，以及图形化用户界面（如Node-Red）来实现。

存储性能测试

我收到的ED-IPC3020-08321-P型号包含：

• Kingston CANVAS Select Plus 32 GB micro SD卡，SDCS2/32GB

• Kingspec M.2 NVMe 128GB 型号 NE-128 2242 – PCIe Gen3 x2

系统出厂时已将操作系统预装在 microSD 卡上，而 SSD 未进行分区或格式化，因此在测试前需先进行配置。相关操作详见用户手册。系统已配置为使用受支持的 PCI 2.0 配置，我还通过编辑 /boot/firmware/config.txt 文件并添加以下条目来测试实验性的 PCI 3.0 支持：dtparam=pciex1_gen=3。在测试 PCIe 3.0 配置时未发现错误，且测量到显著的存储性能提升。

ED-IPC3020 使用的 GPIO 引脚

尽管树莓派已安装在机箱内并配备了扩展板，但部分用户可能希望使用其他 GPIO 引脚，因此以下是当前已使用的引脚：

结论

ED-IPC3020 是一款做工精良的硬件设备，其设计充分考虑了工业环境中产品所需的散热和耐用性要求。RS-232 和 RS-485 接口是该产品的一大亮点，可能吸引部分用户选择。

ED-IPC3020所具备的特性带来的额外成本属于高端定价。该产品并非针对家庭用户或普通创客群体，而是面向需要基于 Raspberry Pi 5 的认证工业级产品用于工业运营的用户，其中 Raspberry Pi 5 相较于部分现有 CM4 基于的产品在性能上有所提升。

https://edatec.cn/docs/zh/ipc3020/um/1-hardware/

文章来源：MARTIN ROWAN

文章地址：https://www.martinrowan.co.uk/2024/03/edatec-ed-ipc3020-industrial-raspberry-pi-5/