Модуль розширення Arduino Ethernet R3

Загальні відомості

Плата розширення Arduino Ethernet дозволяє за лічені хвилини підключити Ардуїнов до глобальної мережі Інтернет. Для цього достатньо всього лише підключити модуль до Ардуїнов, підключити його до мережі кабелем RJ-45 (не входить в комплект) і виконати кілька простих дій. За традицією, будь-який елемент платформи Ардуїнов - будь то апаратні, програмні засоби або документація - має відкритий вихідний код і повністю безкоштовний. Завдяки цьому у вас є можливість не тільки детально вивчити пристрій Arduino, але й використовувати його для створення своїх проектів. Сотні тисяч плат Ардуїнов кожен день стимулюють людей по всьому світу створювати щось нове і цікаве. Приєднуйтесь, Ардуїнов вам сподобається!

• Для роботи потрібно основний пристрій Ардуїнов (не входить в комплект)
• Робоча напруга - 5В (подається від плати Ардуїнов)
• Ethernet-контролер: W5100 з вбудованим буфером об'ємом 16 КБ
• Швидкість з'єднання: 10/100 Мбіт/с
• Взаємодія з Ардуїнов здійснюється через інтерфейс SPI

Опис

Плата розширення Aduino Ethernet побудована на базі Ethernet-контролера Wiznet W5100 (datasheet), який дозволяє Ардуїнов підключатися до мережі Інтернет. Wiznet W5100 підтримує стек мережевих протоколів (IP) і дозволяє працювати як з TCP, так і з UDP-протоколами. При цьому мікросхема може обслуговувати до чотирьох відкритих сокет-з'єднань. Для написання програм, що працюють з глобальною мережею через плату розширення, рекомендується використовувати бібліотеку Ethernet. Для підключення плати розширення до Ардуїнов передбачений спеціальний роз'єм, що представляє собою металеві висновки ("тато") з однієї сторони плати і гнізда ("мама") - з іншого боку. Така конструкція дозволяє підключити до Ардуїнов відразу кілька плат розширення, розмістивши їх одну над іншою.

Остання версія плати розширення підтримує стандартну її 1.0, прийняту в моделі Arduino UNO R3.

Плата розширення Ethernet підтримує технологію Power over Ethernet" і має стандартний роз'єм RJ-45 з вбудованою гальванічною розв'язкою.

На платі передбачений роз'єм для підключення micro-SD карти пам'яті, що дає можливість зберігання файлів і організації доступу до них. Пристрій сумісний з Arduino Uno і Mega (використовується бібліотека Ethernet). Для роботи з вбудованим microSD-кардрідером служить бібліотека SD. Для активізації кардрідера за допомогою цієї бібліотеки як виведення SS слід вказувати висновок 4. Найперша версія плати розширення Ethernet містила повнорозмірний роз'єм для SD-карт, який в даний час не підтримується.

У пристрої також реалізована функція управління скиданням Ethernet-модуля W5100 при подачі живлення. Необхідність цієї функції зумовлена тим, що попередні версії плати розширення були несумісними з Arduino Mega, з-за чого доводилося вручну скидати Ethernet-модуль після кожної подачі живлення.

Поточна версія плати розширення, що підтримує технологію Power over Ethernet (PoE) і може працювати зі спеціальним модулем, що дозволяє отримувати енергію через Ethernet-кабель, який являє собою звичайну виту пару категорії 5:

• Модуль сумісний зі стандартом IEEE802.3af
• Низький рівень вихідних пульсацій і шуму (100 мВ від піку до піку)
• Діапазон вхідної напруги від 36В до 57В
• Захист від перевантажень і коротких замикань
• Вихідна напруга 9В
• DC-DC перетворювач з високим ККД: 75% при 50% навантаженні
• Ізоляція між входом і виходом в 1500В

Примітка: модуль Power over Ethernet не проводиться Ардуїнов і є пропрієтарним апаратним забезпеченням. Для отримання додаткової інформації, див. даташит.

Плата розширення поставляється без вбудованого модуля PoE - він являє собою окремий компонент, що підключається до плати.

Ардуїнов взаємодіє з мікросхемою W5100 і SD картою пам'яті по одній SPI-шині (через роз'єм ICSP). На Duemilanove шина SPI займає цифрові висновки 11, 12 і 13, а на Arduino Mega - 50, 51 і 52. На обох платах в якості висновків для активізації мікросхеми W5100 або SD-карти пам'яті використовуються висновки 10 і 4 відповідно. Тому дані висновки не можуть використовуватися в якості висновків загального призначення для виконання якихось інших функцій. Слід також пам'ятати, що для коректної роботи SPI-інтерфейсу апаратний висновок SS Arduino Mega (53) повинен бути завжди налаштований як вихід, незважаючи на те, що він не взаємодіє ні з W5100, ні з SD картою пам'яті.

Примечание: поскольку оба устройства, W5100 и SD-карта памяти, подключены к одной SPI-шине, то в каждый момент времени активным может быть только одно из них. При использовании в вашем проекте обеих устройств, распределение доступа к шине контролируется соответствующими библиотеками. В том случае, если одно из устройств в проекте не используется - необходимо явно деактивировать его. Для этого вывод, отвечающий за активизацию соответствующего устройства (4 - для SD-карты, 10 - для W5100), необходимо сконфигурировать как выход и подать на него высокий уровень сигнала.

В плате расширения используется стандартный сетевой разъем RJ45.

Кнопка сброса, расположенная на плате, осуществляет сброс Ардуино вместе с контроллером W5100.

Также на плате расширения расположено несколько светодиодов-индикаторов:

• PWR: показывает наличие питания основного устройства и платы расширения
• LINK: светится, если есть соединение с сетью; мигает во время передачи или получения данных
• FULLD: светится, если сетевое соединение поддерживает полнодуплексный режим работы
• 100M: светится, если сетевое соединение относится к классу 100 Мб/с (в отличие от сетей 10 Мб/с)
• RX: блимає в процесі отримання даних
• TX: блимає в процесі відправлення даних
• COLL: інформує про виявлення мережевих колізій

Плата розширення Arduino Ethernet може генерувати сигнали переривань, які дозволяють повідомляти Ардуїнов про різні події, що виникають в модулі W5100. Для цього на платі передбачено перемичка "INT", впаювання якої призведе до замикання виведення INT мікросхеми W5100 з цифровим висновком 2 Ардуїнов. Однак слід пам'ятати, що обробка таких подій не підтримується бібліотекою Ethernet.