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Raspberry Pi CM4搭載「CM4Stack」をSORACOMとつなげてみた

2023年04月28日 18時10分更新

　本記事はソラコムが提供する「SORACOM公式ブログ」に掲載された「Raspberry Pi CM4搭載「CM4Stack」をSORACOMとつなげてみた」を再編集したものです。

CM4Stackとは
CM4StackをSORACOMとつなげてみる
CM4Stackのセットアップ
OnyxおよびSORACOM Airのセットアップ
CM4StackのOSを初期化する手順
まとめ

こんにちは、ソラコムの事業開発担当の名児耶（ニックネーム:saki）です。

今回はM5Stack社のCM4Stack開発キット(以下、CM4Stack)を手に入れたので、SORACOM Onyx LTE USBドングル(以下、Onyx)を使用してSORACOM Airでのネットワーク接続を行う手順、およびWindows環境でCM4StackのOSを初期化する手順についてご紹介いたします。

CM4Stackとは

M5StackとはM5Stack社が販売するディスプレイやスピーカー、通信モジュールなどを備えたArduino環境で開発ができるコンパクトなマイコンモジュールで、SORACOMでも3G拡張ボードおよび本体とセットを販売しております。

CM4Stackは、IoT用途でもよく使われるSBC(Single Board Computer)である「Raspberry Pi (ラズベリーパイ)」の組み込み用途向けのCM4(Compute Module 4)をベースに、M5Stackのように画面や周辺機器との接続ができるインタフェースを搭載した製品となっています。

今回はスイッチサイエンスさんで購入しました。

放熱台座や冷却ファンの搭載、暗号化チップによるデータ通信への対応、DINレールに取り付け可能な筐体の採用など、産業用途での利用も考慮した設計となっております。

イーサネット端子が搭載されているため、PLC等と接続することでセルラー通信経由で遠隔メンテナンスを行うようなこともできそうです。

CM4StackをSORACOMとつなげてみる

CM4Stackのセットアップ

CM4Stackを開封し、CM4Stack本体にUSBキーボード・マウス、HDMIケーブルを接続します。

起動直後の画面でBluetoothキーボード・マウスを接続することもできますが、機器によっては接続できない場合があることや、途切れた場合の再接続が難しいため、有線またはBluetoothではないUSBドングルタイプの無線キーボード・マウスで接続を行うのが良いでしょう。

電源ケーブルを繋げます。(USB Type-Cでの電源供給にも対応しています)

外部ディスプレイにOS(Raspbian)のセットアップ画面が表示されますので、画面の指示に従ってロケールやユーザー設定等の初期設定を完了してください。

初期設定完了後はデスクトップの画面が表示されます。

イーサネット端子にLANケーブルを挿入する、またはデスクトップ右上のアイコンからWi-Fiの設定を行い、インターネットに接続してください。

OnyxおよびSORACOM Airのセットアップ

OnyxのカバーをUSB端子と逆の方向にスライドさせ、SORACOM AirのnanoSIMを挿入します。

OnyxはSORACOMで提供している複数のSIM(サブスクリプション)に対応していますが、今回はplan-DのSIMを使用しました。

カバーを元の状態に戻し、OnyxをCM4StackのUSB-Aポートに接続します。

CM4Stack本体のUSB-AポートにOnyxを接続すると、もう片方のポートが干渉して使用できなくなります。複数のUSB-A機器を取り付けたい場合は、ハブや延長ケーブルを利用していただくことをおすすめします。

OnyxをCM4Stack(Raspberry Pi)で使用する場合、ドライバの導入は不要ですが、セルラー通信を行うため追加パッケージのインストールと設定が必要になります。必要なパッケージのインストールから 3G/LTE 接続に利用する PPP の設定を一括して行うスクリプト (setup_air.sh)を公開しておりますので、こちらを利用して設定します。

CM4Stackがインターネットに接続されている状態でLXTerminalを開きます。

Onyxがシリアルポートとして認識されていることを確認します。

$ ls /dev/ttyUSB* /dev/ttyUSB0  /dev/ttyUSB1  /dev/ttyUSB2  /dev/ttyUSB3

上記が表示されれば問題ありません。

setup_air.shをダウンロードします。

$ curl -O https://soracom-files.s3.amazonaws.com/setup_air.sh

-Oは0(数字のゼロ)ではなく、O(大文字アルファベットの”オー”)です。

setup_air.sh を実行します。

$ sudo bash setup_air.sh --- 1. Check required packages wvdial is not installed! installing wvdial... ... ok. --- 2. Patching /lib/systemd/system/ifup@.service ok. --- 3. Generate config files Adding network interface 'wwan0'. Adding udev rules for modem detection. ok. --- 4. Initialize Modem ok. Now you are all set.  Tips:  - When you plug your usb-modem, it will automatically connect.  - If you want to disconnect manually or connect again, you can use 'sudo ifdown wwan0' / 'sudo ifup wwan0' commands.  - Or you can just execute 'sudo wvdial'.

plan-DUのSIMを使用する場合は、$ sudo bash setup_air.sh du.soracom.ioを使用してください。

OnyxをUSBポートから抜いて差し直すことで、セルラー通信が可能になります。

以上で、Onyxが初期化され、CM4StackがSORACOM 経由でインターネットに接続できるようになりました。

ifconfig ppp0で確認できるほか、一度有線・無線LANを切断してウェブブラウザ等でセルラー経由のインターネット接続を確認してみても良いでしょう。