smartDrive

Description

Le smartDrive est un appareil d'edge computing quad-core robuste, basé sur Linux, destiné à des applications mobiles et stationnaires exigeantes, par ex. dans les domaines ferroviaire, des véhicules utilitaires, des engins de chantier et agricoles ou des installations industrielles. Il combine un processeur d'applications performant avec des interfaces mobile (LTE), GNSS, WLAN/Bluetooth ainsi que de nombreuses interfaces CAN, série, numériques et analogiques dans un boîtier de protection IP67.

L'appareil exécute le Yocto Linux d'optiMEAS avec smartCore. Le smartDrive peut ainsi être entièrement relié à optiCLOUD.

Caractéristiques essentielles :

• Processeur d'applications quad-core à 1,6 GHz, NPU en option (jusqu'à 2,3 TOPS) et GPU
• Yocto Linux d'optiMEAS avec smartCore, entièrement raccordable à optiCLOUD
• LTE Cat4 avec repli UMTS/GSM, récepteur GNSS (GPS/GLONASS/Galileo/BeiDou), WLAN/Bluetooth en option
• 4x interfaces CAN (utilisables en option en CAN-FD), 12 E/S numériques configurables, 4 entrées analogiques, RS232/RS485
• Accéléromètre 3 axes programmable, gyroscope en option
• Indice de protection du boîtier IP67 / IP6K9K, température de fonctionnement -40 °C à +75 °C
• Fonctions de sécurité optionnelles : High Assurance Boot (HAB) et TPM 2.0

Pour ces données ainsi que pour toutes les autres données, descriptions ou exemples relatifs à ce produit, optiMEAS se réserve le droit d'apporter des modifications et décline toute responsabilité en cas d'erreur.

Matériel

Processeur et mémoire

Paramètre	Remarque
Processeur d'applications	Quad-Core Cortex-A53, 64 bit, 1,6 GHz, Cortex-M7 supplémentaire (domaine basse consommation)
NPU	en option, jusqu'à 2,3 TOPS
GPU	en option, OpenVG 1.1, G2D, OpenGL® ES 3.1, Vulkan®, OpenCL™ 1.2 FP
RAM	2 Go LPDDR4 (en option jusqu'à 4 Go)
Flash (eMMC)	8 Go (en option jusqu'à 32 Go)
Flash (NAND)	1 Go SLC
Support amovible	microSD
Mémoire disponible pour l'utilisateur	env. 950 Mo de RAM ; env. 5,1 Go (eMMC 8 Go) ou 13,5 Go (eMMC 16 Go), env. 800 Mo de flash NAND
Système d'exploitation	Yocto Linux d'optiMEAS avec smartCore, entièrement raccordable à optiCLOUD
Sécurité	HAB (High Assurance Boot) ; en option TPM 2.0 (ISO/IEC 11889)

Mobile (LTE / UMTS / GSM)

Paramètre	Remarque
Technologie	LTE Cat4 avec repli UMTS/HSPA+ et GSM/GPRS/EDGE
LTE-FDD	B1/B2/B3/B4/B5/B7/B8/B12/B13/B18/B19/B20/B25/B26/B28
LTE-TDD	B38/B39/B40/B41
UMTS	B1/B2/B4/B5/B6/B8/B19
GSM	850/900/1800/1900 MHz
Débit LTE-FDD	max. 150 Mbit/s (DL), max. 50 Mbit/s (UL)
Débit LTE-TDD	max. 130 Mbit/s (DL), max. 30 Mbit/s (UL)
Débit UMTS	DC-HSDPA max. 42 Mbit/s (DL), HSUPA max. 5,76 Mbit/s (UL)
GPRS	Multislot classe 33
Puissance d'émission	2,5 W (GSM850/EGSM900), 1,8 W (GSM1800/1900), 2,1 W (WCDMA), 2,8 W (LTE)
SIM	support Mini-SIM intégré (type à clapet), 3 V. Seules des cartes Mini-SIM ordinaires doivent être utilisées, pas de cartes découpées à partir de cartes Micro-/Nano-SIM.

GNSS

Paramètre	Remarque
Récepteur	72 canaux, réception simultanée de GPS, GLONASS, QZSS, BeiDou, Galileo E1B/C
SBAS	WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN
Fréquence de mise à jour	jusqu'à 10 Hz (5 Hz en cas de réception simultanée de plusieurs systèmes de satellites)
Précision	2 m CEP
Acquisition du signal	démarrage à froid 26 s, démarrage à chaud < 1,5 s
Datum	WGS-84
Sensibilité	Tracking/Reacquisition -167 dBm, démarrage à froid -148 dBm
Alimentation active de l'antenne	+3,0 V @ 30 mA, avec détection de court-circuit et de coupure

Capteurs

Le smartDrive possède un accéléromètre 3 axes programmable (plage de mesure ±2 g/±4 g/±8 g/±16 g), qui sert également de source de réveil depuis le mode Standby/Off. En option, un gyroscope 3 axes (±125/±250/±500/±1000/±2000 dps) avec un débit de données pouvant atteindre 416 Hz est en outre disponible.

Un capteur de température interne mesure la température à l'intérieur du boîtier dans la plage -40 °C à +75 °C (précision ±5 °C). Il ne convient pas à la mesure de la température ambiante.

L'heure système est fournie par l'horloge système du CPU ainsi que par une RTC sauvegardée par batterie (durée de sauvegarde 10 ans). À la sortie de OFF/STANDBY, l'heure système du CPU est automatiquement reprise depuis la RTC.

Alimentation en énergie et batterie de secours

Paramètre	Remarque
Tension d'alimentation	9 à 36 V DC (tension nominale 24 V)
Protection contre l'inversion de polarité et les surtensions	oui, sur l'entrée de tension
Protection externe	20 A (à prévoir en externe par l'utilisateur)
Consommation @ 24 V, RUN	51,95 mA
Consommation @ 24 V, RUN + GSM en communication + Ethernet	145 mA
Consommation @ 24 V, STANDBY	14,20 mA
Consommation @ 24 V, OFF	0,67 mA
Batterie de sauvegarde RTC/GNSS	montée à demeure, non rechargeable, durée de sauvegarde 10 ans

L'appareil connaît les états de fonctionnement No Power, OFF, STANDBY et RUN. Depuis OFF et STANDBY, l'appareil peut être ramené à l'état RUN par des événements configurables (mouvement, entrées numériques, réception RS232, CAN-FD, Ethernet, Bluetooth, GSM).

Boîtier et mécanique

Paramètre	Remarque
Dimensions (L x P x H)	188 x 149 x 63 mm
Gabarit de perçage de fixation	165 x 66 mm, 4 x Ø 7 mm (M4)
Poids	699 g ± 5 g (sans batterie de secours), 878 g ± 5 g (avec batterie de secours)
Matériau	plastique renforcé de fibres de verre, aluminium anodisé
Indice de protection	IP67 / IP6K9K (protection contre la poussière et l'eau)
Température de fonctionnement	-40 °C à +75 °C (GSM désactivé), -30 °C à +75 °C (GSM activé) ; avec batterie Li-Ion optionnelle : -20 °C à +60 °C (fonctionnement sur batterie), 0 °C à +45 °C (charge)
Température de stockage	-40 °C à +85 °C
Montage	orientation quelconque, 4 trous de fixation aux extrémités du boîtier

Interfaces de connecteurs

Toutes les connexions externes se trouvent sur la face avant du boîtier. Les antennes Bluetooth et WLAN sont intégrées en interne et ne nécessitent aucun emplacement de connecteur externe.

Désignation	Connexion
MACHINE	connecteur principal 35 broches (alimentation en tension, CAN, E/S numériques/analogiques, série)
ETHERNET	M12 codage D (100BASE-T1 ou 100BASE-TX, en option)
MAIN LTE / DIV LTE (en option)	FAKRA, connexion d'antenne mobile
GNSS	FAKRA, connexion d'antenne GNSS
BT / WiFi (en option)	FAKRA ou antenne interne

Connecteur principal « MACHINE » (35 broches)

Le connecteur principal fournit l'alimentation en tension, 4 interfaces CAN (en option CAN-FD) et RS232 ainsi que des E/S numériques et analogiques.

Connecteur	Type
Embase sur l'appareil	TE 776164-1 (35 broches)
Contre-fiche	TE 776164-1
Contacts à sertir	TE 770520-1

Broche	Signal	Type / fonction
1	V_OUT (5V)	Sortie de tension, 4,5–5,2 V, max. 900 mA
2	ON/OFF	Entrée : laisser ouverte = ON, relier à GND = OFF
3	AIN2	Entrée analogique
4	AIN3	Entrée analogique
5	CANH1	Bus CAN 1, High
6	CANL1	Bus CAN 1, Low
7	CANH2	Bus CAN 2, High
8	CANL2	Bus CAN 2, Low
9	CAN1 TERM	Résistance de terminaison 120 Ω pour le bus CAN 1
10	CAN2 TERM	Résistance de terminaison 120 Ω pour le bus CAN 2
11	CANH4	Bus CAN 4, High
12	CANL4	Bus CAN 4, Low
13	GND	Masse
14	GND	Masse
15	AIN0	Entrée analogique
16	DIO-0	E/S numérique (entrée/sortie)
17	DIO-1 / AIN1	E/S numérique ou entrée analogique (multiplexé)
18	DIO-2 / CAN3L	E/S numérique ou bus CAN 3, Low
19	DIO-3 / CAN3H	E/S numérique ou bus CAN 3, High
20	DIO-4	E/S numérique (entrée/sortie)
21	DIO-5	E/S numérique (entrée/sortie)
22	DIO-6 / iButton	E/S numérique ou bus 1-Wire iButton (multiplexé)
23	DIO-7	E/S numérique (entrée/sortie)
24	V_IN	Alimentation en tension, 9–36 V DC
25	DIO-8 (High-Side)	sortie numérique, High-Side, max. 1 A
26	DIO-9 (High-Side)	sortie numérique, High-Side, max. 1 A
27	TXD-1	RS232, ligne d'émission
28	RXD-1	RS232, ligne de réception
29	RTS-1	RS232, handshake
30	CTS-1	RS232, handshake
31	TXD-2 / RS485A	RS232, ligne d'émission, ou RS485-A (option d'usine)
32	RXD-2 / RS485B	RS232, ligne de réception, ou RS485-B (option d'usine)
33	DIO-10	E/S numérique (entrée/sortie)
34	DIO-11	E/S numérique (entrée/sortie)
35	CAN4 TERM	Résistance de terminaison 120 Ω pour le bus CAN 4

remarque

Certaines broches ont plusieurs affectations (multiplexage) et ne peuvent pas être utilisées simultanément : AIN1/DIO-1, DIO-2/DIO-3 avec CAN3, DIO-6/iButton ainsi que DIO-1 avec RS485 sur l'UART2 (RXD-2/TXD-2). La fonction active est configurée par logiciel.

Alimentation en tension

Broche	Signal	Min	Max
24	V_IN	9 V	36 V
13 / 14	GND	–	–
2	ON/OFF	OFF : 0–0,5 V	ON : laisser ouverte

La ligne d'alimentation est protégée contre l'inversion de polarité et les surtensions ; une protection de 20 A doit être prévue en externe. La sortie V_OUT (broche 1) fournit jusqu'à 900 mA sous 5 V, par ex. pour alimenter des capteurs raccordés.

Entrées/sorties numériques (DIO0 – DIO11)

Les 12 voies numériques sont configurables individuellement comme entrée ou sortie et ne sont pas compatibles TTL ; elles supportent des tensions d'entrée jusqu'à 50 V.

Propriété	Remarque
Impédance d'entrée	180 kΩ (DIO-0 : 220 kΩ, DIO-6 : pull-up de 1 kΩ vers +5 V)
Sortie DIO0–DIO7, DIO10, DIO11	Open-Collector/Open-Drain, jusqu'à 50 V, max. 200 mA (Low-Side)
Sortie DIO8, DIO9	interrupteur High-Side vers V_IN, max. 1 A
Fonction de réveil	chaque entrée peut être configurée comme source de réveil depuis Standby/OFF
Fonction de compteur	chaque entrée peut être utilisée comme compteur 32 bits (odomètre) jusqu'à 3 kHz

Pour les charges inductives (par ex. relais) sur les sorties, une diode de roue libre pour limiter la pointe de tension de coupure est impérativement à prévoir.

Entrées analogiques (AIN0 – AIN3)

Paramètre	Remarque
Résolution	12 bits
Plage de mesure	0–5,12 V (5 mV/bit) ou 0–30,72 V (30 mV/bit), commutable par logiciel
Précision	±1 % typ. à 25 °C
Impédance d'entrée	110 kΩ (AIN1 : 68 kΩ)

Bus CAN

Paramètre	Remarque
Nombre	4x CAN, chaque bus utilisable en option en CAN-FD
Débit binaire	1 Mbit/s (arbitrage), 2 Mbit/s (phase de données) ; en option CAN3/CAN4 avec phase de données à 5 Mbit/s
Résistance de terminaison	commutable en interne (120 Ω) via les broches CANx_TERM, à relier à CANL du bus concerné

Ethernet (M12 codage D, en option)

L'Ethernet M12 codage D optionnel est réalisé au choix en Single Pair Ethernet (100BASE-T1) ou en 10/100BASE-TX classique.

Broche	Signal (100BASE-T1)	Signal (100BASE-TX)
1	TRX-P	TX+
2	–	RX+
3	TRX-N	TX-
4	–	RX-

Connecteur	Type
Embase sur l'appareil	M12, codage D, 4 broches, femelle
Contre-fiche	M12, codage D, mâle

Lors de l'utilisation de la variante 100BASE-T1, un convertisseur de média vers 100BASE-TX est nécessaire pour la connexion à un Ethernet standard.

USB 3.0 Type A

Le port USB (face supérieure) prend en charge les périphériques de stockage de masse.

Broche	Signal	Fonction
1	VBUS	+5 V
2	D-	Data -
3	D+	Data +
4	GND	Masse
5	StdA_SSRX-	SuperSpeed Receiver -
6	StdA_SSRX+	SuperSpeed Receiver +
7	GND DRAIN	Masse de signal
8	StdA_SSTX-	SuperSpeed Transmitter -
9	StdA_SSTX+	SuperSpeed Transmitter +

Connecteur : USB Type A, contre-fiche Type A (mâle), courant maximal 900 mA.

Connexions d'antennes

Connexion	Type de connecteur	Remarque
MAIN LTE / DIV LTE (en option)	FAKRA, mâle, codage D (Bordeaux)	Impédance 50 Ω
GNSS	FAKRA, mâle, codage C (bleu)	Impédance 50 Ω, antenne active requise (+3,0 V @ 30 mA, gain recommandé 15 dB, 1575,42 MHz, VSWR max. 2,0:1)
WiFi / Bluetooth (en option)	interne	aucune antenne externe requise

Pour la protection IP67 des connexions d'antennes, seuls des connecteurs FAKRA étanches doivent être utilisés.

Emplacements de cartes et LED d'état (face supérieure)

Sous un couvercle transparent vissé (2 vis, Torx T20, couple de serrage 1,3 Nm) se trouvent le support de carte Mini-SIM et celui de la carte microSD ainsi que le connecteur de batterie interne pour la batterie de secours optionnelle.

Support	Type	Remarque
Mini-SIM	support à clapet	cartes SIM 3 V et 1,8 V
microSD	support à clapet	mémoire supplémentaire

Quatre LED d'état sur la face supérieure indiquent l'état de fonctionnement :

LED	Couleur	Signification
RADIO	jaune	allumée lorsqu'une connexion Internet existe, que celle-ci soit établie via le modem mobile ou via Ethernet/réseau
PWR	vert	allumée lorsque l'appareil est sous tension
STATE	rouge	clignote à 1 Hz tant que le processus smartCore s'exécute sans erreur ; si la LED ne clignote pas, une erreur est présente
GPS	orange	allumée en continu à la réception d'un signal GPS valide ; nécessite un module GPS renseigné dans la configuration smartCore

Caractéristiques techniques (résumé)

Paramètre	Valeur
Processeur	Quad-Core Cortex-A53, 1,6 GHz
RAM	2 Go LPDDR4 (jusqu'à 4 Go)
eMMC	8 Go (jusqu'à 32 Go)
Tension d'alimentation	9–36 V DC
Indice de protection	IP67 / IP6K9K
Dimensions (L x P x H)	188 x 149 x 63 mm
Poids	699 g / 878 g (avec batterie de secours)
Température de fonctionnement	-40 °C à +75 °C (GSM désactivé) / -30 °C à +75 °C (GSM activé)
Température de stockage	-40 °C à +85 °C
Mobile	LTE Cat4, UMTS, GSM/GPRS/EDGE
GNSS	GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo, QZSS
CAN	4x CAN (en option CAN-FD)
E/S numériques	12x configurables
Entrées analogiques	4x, 12 bits
Série	2x RS232 (2e port en option RS485)
Ethernet	en option, M12 codage D, 100BASE-T1 / 100BASE-TX
USB	1x USB 3.0 Type A
Connecteur principal	35 broches, TE 776164-1