Über das Quectel RM520N-GL 5G Mobilfunkmodem haben wir schon einmal geschrieben. Damals ging es um die Einrichtung der Software, um unter Linux eine funktionierende Internetverbindung herzustellen.

Nun gibt es wieder einen Beitrag zu dem Modem - allerdings nicht deswegen, weil auf Anhieb alles wie vorgesehen funktioniert hat. Vielmehr wollen wir euch diesmal einen Einblick in unseren täglichen Kampf mit und gegen die Technik geben. Denn nicht alles, was funktionieren sollte, funktioniert am Ende auch. Selbst dann nicht, wenn man - wie in diesem Fall - die Elektronik so oder so ähnlich schon einmal erfolgreich im Einsatz hatte.

Wir haben uns das “Waveshare SIM7070G Cat-M/NB-IoT/GPRS HAT” für das Raspberry Pi genauer angesehen und in Betrieb genommen. Dabei haben wir verschiedene Fallstricke aufgedeckt und beschreiben im Folgenden, wie wir das NB-IoT Modem eingerichtet haben, um einen unserer #AMPS Nodes mit dem Internet zu verbinden.

• Hardware:
  • Raspberry Pi 4 B
  • Mobilfunk-HAT: Waveshare SIM7070G Cat-M/NB-IoT/GPRS HAT
  • SIM-Karte: Telekom M2M
• Software: Raspbian 12 “Bookworm”

Gestern haben wir bei der Fertigstellung einiger unserer AMPS Einheiten mit Display und Qt-Applikation einen Fehler festgestellt, der dazu geführt hat, dass die Anwendung in seltenen Fällen nicht korrekt gestartet werden kann und crasht. Der Fehler sieht wie folgt aus:

Die Firma Mikroelektronika (MikroE) aus Serbien bietet innerhalb ihres “Click” Ökosystems zahlreiche Funktionsmodule an, die an Mikrocontrollern betrieben werden können. Eines davon ist das “CAN SPI Click 3.3V” CAN Controller Modul, das über die standardisierte “MikroBus” Schnittstelle bzw. SPI verbunden werden kann. Damit die Verbindung zu einem Raspberry Pi 4 funktioniert, haben wir das “Pi 4 Click Shield” dazugenommen.

In diesem Beitrag wollen wir kurz erklären, wie wir das CAN-Modul im Zusammenspiel mit dem Raspberry Pi 4 in Betrieb genommen haben.

Auf unserer Odyssee auf der Suche nach einem 5G Mobilfunkmodem haben wir mittlerweile einige Modems verschiedener Hersteller ausprobiert. Leider war die Inbetriebnahme nicht immer erfolgreich. Mal fehlte der Treibersupport im Linux-Kernel gänzlich - mal war die Ansteuerung via NetworkManager / ModemManager fehlerbehaftet oder überhaupt nicht möglich.

Uns ist eine einfache Inbetriebnahme und ein stabiler Betrieb wichtig. Da wir die Modems nicht nur auf einigen wenigen Geräten einsetzen wollen, kommt für uns eine manuelle Anpassung des Linux-Kernels in der Regel nicht infrage. Zu groß ist der damit verbundene Aufwand und zu unübersichtlich sind die Folgen, die sich daraus für den weiteren Lebenszyklus eines Produkts ergeben. Daher soll das Betriebssystem - oftmals ein Raspberry Pi OS - möglichst im Werkszustand und ohne große Anpassungen genutzt werden.

Mittlerweile haben sich für uns zwei Modems herauskristallisiert, die in Kombination mit dem aktuellen Raspberry Pi OS auf Debian 11 “Bullseye” Basis (Kernel 6.1) “out of the box” funktionieren:

Weil wir es auf die schmerzhafte Weise herausfinden mussten: Das Waveshare IO BASE Module B für das Raspberry Pi CM4 Modul funktioniert nicht mit dem 4" DSI Touch Display von Waveshare - zumindest nicht, solange man eine BASE IO Board Revision < 4 verwendet.

Erst ab Board Version 4 wird die höherperformante DSI1 Schnittstelle statt der DSI0 Schnittstelle des Raspberry CM4 vom IO Base Board genutzt.

Die Information stammt vom Waveshare-Support, den wir wegen unserer Probleme mit den Display kontaktiert haben. Die Änderung des DSI-Ports mit Version 4 des IO Base Boards ist zwar dokumentiert, doch leider befindet sich zum aktuellen Zeitpunkt nirgendwo ein Hinweis auf die fehlende Kompatibilität zum Display - daher sei es hier dokumentiert … ;-)

Da da Raspberry Pi CM4 (“Compute Module”) seit längerer Zeit wegen der anhaltenden Lieferkettenprobleme schwer und nur in geringen Stückzahlen zu beschaffen ist, haben wir von der ZERO GmbH uns nach einer Alternative umgesehen.

Obwohl der Name es nicht direkt vermuten lässt, bietet Radxa mit dem “Rock3 CM3” eine weitestgehend Pin-kompatible Alternative zum Raspberry Pi CM4 an. “Weitestgehend”, da Radxa über einen zusätzlichen, dritten Sockel weitere Pins für Radxa-spezifische Features anbietet. Weitere Interschiede sind auf dieser Seite in der Tabelle zu finden. Dennoch lässt sich das Radxa CM3 Modul hardwareseitig problemlos in ein bestehendes Raspberry Pi CM4 IO-Board einbauen - in unserem Fall ein Waveshare Dual Gigabit Ethernet 5G/4G Base Board.

Während der Entwicklung einer Qt-basierten Anwendung auf einem Raspberry Pi 4 (CM) sind wir von der ZERO GmbH vor ein paar Tagen auf ein kurioses Problem gestoßen: Die Anwendung beinhaltet zwei Anwendungsfenster - ein QT Quick Fenster und ein weiteres Fenster, das mittels WebEngine (Chromium) eine Webanwendung darstellt. Die Inhalte in beiden Fenstern wurden während des Debuggings und beim manuellen Starten der Binärdatei aus der Kommandozeile heraus flüssig dargestellt. Bei Animationen und Mausbewegungen konnten wir keine bemerkenswerten Ruckler feststellen.