smartDrive
Descrizione
Lo smartDrive è un robusto dispositivo di edge computing quad-core basato su Linux per applicazioni mobili e stazionarie impegnative, ad es. nei settori ferroviario, dei veicoli commerciali, delle macchine edili e agricole o degli impianti industriali. Combina un potente processore applicativo con interfacce di telefonia mobile (LTE), GNSS, WLAN/Bluetooth nonché numerose interfacce CAN, seriali, digitali e analogiche in un alloggiamento con protezione IP67.
Sul dispositivo è in esecuzione l'optiMEAS Yocto Linux con smartCore. In questo modo lo smartDrive può essere collegato completamente a optiCLOUD.
Caratteristiche principali:
- Processore applicativo quad-core da 1,6 GHz, NPU opzionale (fino a 2,3 TOPS) e GPU
- optiMEAS Yocto Linux con smartCore, collegabile completamente a optiCLOUD
- LTE Cat4 con fallback UMTS/GSM, ricevitore GNSS (GPS/GLONASS/Galileo/BeiDou), WLAN/Bluetooth opzionale
- 4 interfacce CAN (utilizzabili opzionalmente come CAN-FD), 12 I/O digitali configurabili, 4 ingressi analogici, RS232/RS485
- Accelerometro a 3 assi programmabile, giroscopio opzionale
- Grado di protezione dell'alloggiamento IP67 / IP6K9K, temperatura di esercizio da -40 °C a +75 °C
- Funzioni di sicurezza opzionali: High Assurance Boot (HAB) e TPM 2.0
Per questi e per tutti gli altri dati, le descrizioni o gli esempi riportati relativi a questo prodotto, optiMEAS si riserva modifiche ed errori.
Hardware
Processore e memoria
| Parametro | Note |
|---|---|
| Processore applicativo | Quad-core Cortex-A53, 64 bit, 1,6 GHz, ulteriore Cortex-M7 (dominio a basso consumo) |
| NPU | opzionale, fino a 2,3 TOPS |
| GPU | opzionale, OpenVG 1.1, G2D, OpenGL® ES 3.1, Vulkan®, OpenCL™ 1.2 FP |
| RAM | 2 GB LPDDR4 (opzionale fino a 4 GB) |
| Flash (eMMC) | 8 GB (opzionale fino a 32 GB) |
| Flash (NAND) | 1 GB SLC |
| Supporto rimovibile | microSD |
| Memoria disponibile per l'utente | ca. 950 MB di RAM; ca. 5,1 GB (eMMC 8 GB) ovvero 13,5 GB (eMMC 16 GB), ca. 800 MB di flash NAND |
| Sistema operativo | optiMEAS Yocto Linux con smartCore, collegabile completamente a optiCLOUD |
| Sicurezza | HAB (High Assurance Boot); opzionale TPM 2.0 (ISO/IEC 11889) |
Telefonia mobile (LTE / UMTS / GSM)
| Parametro | Note |
|---|---|
| Tecnologia | LTE Cat4 con fallback UMTS/HSPA+ e 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 |
| Velocità di trasmissione LTE-FDD | max. 150 Mbit/s (DL), max. 50 Mbit/s (UL) |
| Velocità di trasmissione LTE-TDD | max. 130 Mbit/s (DL), max. 30 Mbit/s (UL) |
| Velocità di trasmissione UMTS | DC-HSDPA max. 42 Mbit/s (DL), HSUPA max. 5,76 Mbit/s (UL) |
| GPRS | Multislot class 33 |
| Potenza di trasmissione | 2,5 W (GSM850/EGSM900), 1,8 W (GSM1800/1900), 2,1 W (WCDMA), 2,8 W (LTE) |
| SIM | supporto Mini-SIM integrato (a ribalta), 3 V. Devono essere utilizzate esclusivamente normali schede Mini-SIM, non schede ricavate tagliando schede Micro/Nano-SIM. |
GNSS
| Parametro | Note |
|---|---|
| Ricevitore | 72 canali, ricezione simultanea di GPS, GLONASS, QZSS, BeiDou, Galileo E1B/C |
| SBAS | WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN |
| Frequenza di aggiornamento | fino a 10 Hz (5 Hz con ricezione simultanea di più sistemi satellitari) |
| Precisione | 2 m CEP |
| Acquisizione del segnale | avvio a freddo 26 s, avvio a caldo < 1,5 s |
| Datum | WGS-84 |
| Sensibilità | tracking/reacquisition -167 dBm, avvio a freddo -148 dBm |
| Alimentazione attiva dell'antenna | +3,0 V @ 30 mA, con rilevamento di cortocircuito e interruzione |
Sensori
Lo smartDrive dispone di un accelerometro a 3 assi programmabile (campo di misura ±2 g/±4 g/±8 g/±16 g), che funge anche da sorgente di riattivazione da standby/off. Opzionalmente è disponibile inoltre un giroscopio a 3 assi (±125/±250/±500/±1000/±2000 dps) con una velocità dei dati fino a 416 Hz.
Un sensore di temperatura interno rileva la temperatura interna dell'alloggiamento nell'intervallo da -40 °C a +75 °C (precisione ±5 °C). Non è adatto alla misura della temperatura ambiente.
L'ora di sistema è fornita dall'orologio di sistema della CPU nonché da un RTC con batteria tampone (autonomia 10 anni). All'uscita da OFF/STANDBY l'ora di sistema della CPU viene acquisita automaticamente dall'RTC.
Alimentazione e batteria di backup
| Parametro | Note |
|---|---|
| Tensione di alimentazione | da 9 a 36 V DC (tensione nominale 24 V) |
| Protezione da inversione di polarità/sovratensione | sì, sull'ingresso di tensione |
| Protezione esterna | 20 A (da prevedere esternamente a cura dell'utente) |
| Assorbimento di corrente @ 24 V, RUN | 51,95 mA |
| Assorbimento di corrente @ 24 V, RUN + GSM in conversazione + Ethernet | 145 mA |
| Assorbimento di corrente @ 24 V, STANDBY | 14,20 mA |
| Assorbimento di corrente @ 24 V, OFF | 0,67 mA |
| Batteria tampone RTC/GNSS | montata in modo fisso, non ricaricabile, autonomia 10 anni |
Il dispositivo prevede gli stati operativi No Power, OFF, STANDBY e RUN. Da OFF e STANDBY il dispositivo può essere riportato allo stato RUN tramite eventi configurabili (movimento, ingressi digitali, ricezione RS232, CAN-FD, Ethernet, Bluetooth, GSM).
Alloggiamento e meccanica
| Parametro | Note |
|---|---|
| Dimensioni (L x P x A) | 188 x 149 x 63 mm |
| Schema di foratura per il fissaggio | 165 x 66 mm, 4 x Ø 7 mm (M4) |
| Peso | 699 g ± 5 g (senza batteria di backup), 878 g ± 5 g (con batteria di backup) |
| Materiale | plastica rinforzata con fibra di vetro, alluminio anodizzato |
| Grado di protezione | IP67 / IP6K9K (protezione contro polvere e acqua) |
| Temperatura di esercizio | da -40 °C a +75 °C (GSM spento), da -30 °C a +75 °C (GSM acceso); con batteria agli ioni di litio opzionale: da -20 °C a +60 °C (funzionamento a batteria), da 0 °C a +45 °C (ricarica) |
| Temperatura di stoccaggio | da -40 °C a +85 °C |
| Montaggio | orientamento qualsiasi, 4 fori di fissaggio alle estremità dell'alloggiamento |
Interfacce a connettore
Tutti i collegamenti esterni si trovano sul lato frontale dell'alloggiamento. Le antenne Bluetooth e WLAN sono integrate internamente e non richiedono alcuno slot esterno.
| Denominazione | Collegamento |
|---|---|
| MACHINE | connettore principale a 35 poli (alimentazione, CAN, I/O digitali/analogici, seriale) |
| ETHERNET | M12 D-Code (100BASE-T1 o 100BASE-TX, opzionale) |
| MAIN LTE / DIV LTE (opzionale) | FAKRA, collegamento antenna telefonia mobile |
| GNSS | FAKRA, collegamento antenna GNSS |
| BT / WiFi (opzionale) | FAKRA ovvero antenna interna |
Connettore principale „MACHINE“ (35 poli)
Il connettore principale mette a disposizione alimentazione, 4 interfacce CAN (opzionalmente CAN-FD) e RS232 nonché I/O digitali e analogici.
| Connettore | Tipo |
|---|---|
| Presa sul dispositivo | TE 776164-1 (35 poli) |
| Connettore di accoppiamento | TE 776164-1 |
| Contatti crimpati | TE 770520-1 |
| Pin | Segnale | Tipo / funzione |
|---|---|---|
| 1 | V_OUT (5V) | Uscita di tensione, 4,5–5,2 V, max. 900 mA |
| 2 | ON/OFF | Ingresso: lasciato aperto = ON, collegato a GND = OFF |
| 3 | AIN2 | Ingresso analogico |
| 4 | AIN3 | Ingresso analogico |
| 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 | Resistenza di terminazione da 120 Ω per bus CAN 1 |
| 10 | CAN2 TERM | Resistenza di terminazione da 120 Ω per bus CAN 2 |
| 11 | CANH4 | Bus CAN 4, High |
| 12 | CANL4 | Bus CAN 4, Low |
| 13 | GND | Massa |
| 14 | GND | Massa |
| 15 | AIN0 | Ingresso analogico |
| 16 | DIO-0 | I/O digitale (ingresso/uscita) |
| 17 | DIO-1 / AIN1 | I/O digitale o ingresso analogico (multiplexed) |
| 18 | DIO-2 / CAN3L | I/O digitale o bus CAN 3, Low |
| 19 | DIO-3 / CAN3H | I/O digitale o bus CAN 3, High |
| 20 | DIO-4 | I/O digitale (ingresso/uscita) |
| 21 | DIO-5 | I/O digitale (ingresso/uscita) |
| 22 | DIO-6 / iButton | I/O digitale o bus iButton 1-Wire (multiplexed) |
| 23 | DIO-7 | I/O digitale (ingresso/uscita) |
| 24 | V_IN | Alimentazione, 9–36 V DC |
| 25 | DIO-8 (High-Side) | uscita digitale, high-side, max. 1 A |
| 26 | DIO-9 (High-Side) | uscita digitale, high-side, max. 1 A |
| 27 | TXD-1 | RS232, linea di trasmissione |
| 28 | RXD-1 | RS232, linea di ricezione |
| 29 | RTS-1 | RS232, handshake |
| 30 | CTS-1 | RS232, handshake |
| 31 | TXD-2 / RS485A | RS232, linea di trasmissione, oppure RS485-A (opzione di fabbrica) |
| 32 | RXD-2 / RS485B | RS232, linea di ricezione, oppure RS485-B (opzione di fabbrica) |
| 33 | DIO-10 | I/O digitale (ingresso/uscita) |
| 34 | DIO-11 | I/O digitale (ingresso/uscita) |
| 35 | CAN4 TERM | Resistenza di terminazione da 120 Ω per bus CAN 4 |
Alcuni pin hanno più assegnazioni (multiplexing) e non possono essere utilizzati contemporaneamente: AIN1/DIO-1, DIO-2/DIO-3 con CAN3, DIO-6/iButton nonché DIO-1 con RS485 sulla UART2 (RXD-2/TXD-2). La funzione attiva viene configurata via software.
Alimentazione
| Pin | Segnale | Min | Max |
|---|---|---|---|
| 24 | V_IN | 9 V | 36 V |
| 13 / 14 | GND | – | – |
| 2 | ON/OFF | OFF: 0–0,5 V | ON: lasciato aperto |
La linea di alimentazione è protetta contro l'inversione di polarità e la sovratensione; esternamente è necessario prevedere una protezione da 20 A. L'uscita V_OUT (pin 1) fornisce fino a 900 mA a 5 V, ad es. per l'alimentazione dei sensori collegati.
Ingressi/uscite digitali (DIO0 – DIO11)
Tutti i 12 canali digitali sono configurabili singolarmente come ingresso o uscita e non sono compatibili TTL; tollerano tensioni di ingresso fino a 50 V.
| Caratteristica | Note |
|---|---|
| Impedenza di ingresso | 180 kΩ (DIO-0: 220 kΩ, DIO-6: pull-up da 1 kΩ verso +5 V) |
| Uscita DIO0–DIO7, DIO10, DIO11 | open collector/open drain, fino a 50 V, max. 200 mA (low-side) |
| Uscita DIO8, DIO9 | interruttore high-side verso V_IN, max. 1 A |
| Funzione di riattivazione | ogni ingresso può essere configurato come sorgente di riattivazione da standby/OFF |
| Funzione contatore | ogni ingresso può essere utilizzato come contatore a 32 bit (odometro) fino a 3 kHz |
Per carichi induttivi (ad es. relè) sulle uscite è assolutamente necessario prevedere un diodo di ricircolo per limitare il picco di tensione allo spegnimento.
Ingressi analogici (AIN0 – AIN3)
| Parametro | Note |
|---|---|
| Risoluzione | 12 bit |
| Campo di misura | 0–5,12 V (5 mV/bit) oppure 0–30,72 V (30 mV/bit), commutabile via software |
| Precisione | ±1 % tipico a 25 °C |
| Impedenza di ingresso | 110 kΩ (AIN1: 68 kΩ) |
Bus CAN
| Parametro | Note |
|---|---|
| Numero | 4 CAN, ciascun bus utilizzabile opzionalmente come CAN-FD |
| Bitrate | 1 Mbit/s (arbitraggio), 2 Mbit/s (fase dati); opzionalmente CAN3/CAN4 con fase dati a 5 Mbit/s |
| Resistenza di terminazione | inseribile internamente (120 Ω) tramite i pin CANx_TERM, da collegare a CANL del rispettivo bus |
Ethernet (M12 D-Code, opzionale)
L'Ethernet M12 D-Code opzionale è realizzato a scelta come Single Pair Ethernet (100BASE-T1) oppure come classico 10/100BASE-TX.
| Pin | Segnale (100BASE-T1) | Segnale (100BASE-TX) |
|---|---|---|
| 1 | TRX-P | TX+ |
| 2 | – | RX+ |
| 3 | TRX-N | TX- |
| 4 | – | RX- |
| Connettore | Tipo |
|---|---|
| Presa sul dispositivo | M12, D-Code, 4 poli, femmina |
| Connettore di accoppiamento | M12, D-Code, maschio |
Con la variante 100BASE-T1 per il collegamento a Ethernet standard è necessario un media converter verso 100BASE-TX.
USB 3.0 tipo A
Il collegamento USB (lato superiore) supporta dispositivi di archiviazione di massa.
| Pin | Segnale | Funzione |
|---|---|---|
| 1 | VBUS | +5 V |
| 2 | D- | Data - |
| 3 | D+ | Data + |
| 4 | GND | Massa |
| 5 | StdA_SSRX- | SuperSpeed Receiver - |
| 6 | StdA_SSRX+ | SuperSpeed Receiver + |
| 7 | GND DRAIN | Massa del segnale |
| 8 | StdA_SSTX- | SuperSpeed Transmitter - |
| 9 | StdA_SSTX+ | SuperSpeed Transmitter + |
Connettore: USB tipo A, connettore di accoppiamento tipo A (maschio), corrente massima 900 mA.
Collegamenti d'antenna
| Collegamento | Tipo di connettore | Note |
|---|---|---|
| MAIN LTE / DIV LTE (opzionale) | FAKRA, maschio, codifica D (bordeaux) | Impedenza 50 Ω |
| GNSS | FAKRA, maschio, codifica C (blu) | Impedenza 50 Ω, antenna attiva necessaria (+3,0 V @ 30 mA, gain consigliato 15 dB, 1575,42 MHz, VSWR max. 2,0:1) |
| WiFi / Bluetooth (opzionale) | interno | nessuna antenna esterna necessaria |
Per la protezione IP67 dei collegamenti d'antenna devono essere utilizzati esclusivamente connettori FAKRA a tenuta stagna.
Slot per schede e LED di stato (lato superiore)
Sotto un coperchio trasparente avvitato (2 viti, Torx T20, coppia di serraggio 1,3 Nm) si trovano il supporto per Mini-SIM e microSD nonché il connettore interno della batteria per la batteria di backup opzionale.
| Supporto | Tipo | Note |
|---|---|---|
| Mini-SIM | supporto a ribalta | schede SIM da 3 V e 1,8 V |
| microSD | supporto a ribalta | memoria aggiuntiva |
Quattro LED di stato sul lato superiore indicano lo stato operativo:
| LED | Colore | Significato |
|---|---|---|
| RADIO | giallo | si accende quando è presente una connessione a Internet, indipendentemente dal fatto che sia stabilita tramite il modem di telefonia mobile o tramite Ethernet/rete |
| PWR | verde | si accende quando il dispositivo è acceso |
| STATE | rosso | lampeggia a 1 Hz finché il processo smartCore è in esecuzione senza errori; se il LED non lampeggia, è presente un errore |
| GPS | arancione | si accende in modo fisso alla ricezione di un segnale GPS valido; richiede un modulo GPS inserito nella configurazione smartCore |
Dati tecnici (riepilogo)
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Processore | Quad-core Cortex-A53, 1,6 GHz |
| RAM | 2 GB LPDDR4 (fino a 4 GB) |
| eMMC | 8 GB (fino a 32 GB) |
| Tensione di alimentazione | 9–36 V DC |
| Grado di protezione | IP67 / IP6K9K |
| Dimensioni (L x P x A) | 188 x 149 x 63 mm |
| Peso | 699 g / 878 g (con batteria di backup) |
| Temperatura di esercizio | da -40 °C a +75 °C (GSM spento) / da -30 °C a +75 °C (GSM acceso) |
| Temperatura di stoccaggio | da -40 °C a +85 °C |
| Telefonia mobile | LTE Cat4, UMTS, GSM/GPRS/EDGE |
| GNSS | GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo, QZSS |
| CAN | 4 CAN (opzionalmente CAN-FD) |
| I/O digitali | 12 configurabili |
| Ingressi analogici | 4, 12 bit |
| Seriale | 2 RS232 (seconda porta opzionalmente RS485) |
| Ethernet | opzionale, M12 D-Code, 100BASE-T1 / 100BASE-TX |
| USB | 1 USB 3.0 tipo A |
| Connettore principale | 35 poli, TE 776164-1 |