г. Москва, ул.Мясницкая, дом 41стр4,офис 412. м.Тургеневская, м.Чистые Пруды, м.Сретенский бульвар,ПН-ПТ с 10.00 до 19.30 и СБ с 12.00 до 16.00
+7(985)997-37-74
Ethernet W5100

    Ethernet W5100

    Ethernet Shield W5100 - это плат расширения, позволяющая управлять вашим Arduino проектом через локальную сеть или Интернет.
    Цена800 руб.

    Старая цена 1231 руб.
    Платы и модули:
    Связь
    Цена 800 руб.

    Старая цена 1231 руб.
    Артикул:
    M0037

       Модуль Ethernet Shield W5100 обеспечивает работу в сети Ethernet и интернете приборов содержащих в своей структуре интерфейс SPI. Подключается к сети обычным кабелем TCP/IP устанавливаемым в соединитель RJ45 модуля. Модуль Ethernet W5100 используется как небольшой веб сервер. Для хранения данных на плате смонтирован контейнер установки карты micro SD. Главный компонент модуля Ethernet W5100 – микросхема W5100 (спецификацию можно скачать ниже). 

        Внутри розетки для подключения кабеля расположен трансформатор обеспечивающий гальваническую развязку модуля от информационной сети. Имеется кнопка общего сброса. При работе совместно с Arduino питание берется от основного модуля. Информация из сети и от micro SD направляется в МК через линии шины SPI.

       Внедрение модуля W5100 создает узел связи охранной, пожарной сигнализации на различных объектах. С помощью модуля можно контролировать через интернет состояние различных систем, получаю информацию в виде простой веб страницы на ПК или мобильном устройстве. При этом с одной страницы можно управлять работой прибора и тут же контролировать выполнение команд. Например, управление вебкамерой с помощью шагового электродвигателя с экрана ПК с одновременным наблюдением результатов съемки камеры. Можно рекомендовать учебным заведения модуль Ethernet W5100 в качестве наглядного пособия изучения сети TCP/IP.

    Помимо хранения файлов веб сервера HTML, JPG, PDFкарта micro SD может хранить значительный объем информации для работы прибора содержащего Ethernet W5100.

     Краткие характеристики

     

     Напряжение питания  3,8-12 В
     Скорости подключения  10 и 100 Мбит/с
    Размеры  75 x55 x20 мм

         

    Микросхема W5100

        Поддерживает протоколы транспортного, сетевого, канального уровней: ТСР, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, МАС и РРРоЕ с РАР/СНАР протоколами аутентификации. Можно соединить встраиваемое устройство с провайдером через DSL-модем в мостовом режиме который не поддерживает РРРоЕ. Наличие в W5100 реализации Ethernet и TCP/IP облегчает программу сервера и снижает расход памяти МК. Благодаря аппаратным ресурсам ненужна программа TCP/IP. Программисту нужно только описать работу протокола HTTP.

    Программа должна читать и записывать данные находящиеся во внутренних регистрах. Данные в регистрах меняются при работе стека TCP/IP. Обмен данными с МК происходит по шине SPI. Роль MC W5100 в диалоге SPI – ведомое устройство. Работа интерфейса SPI возможна в режимах 0 и 3.

       

               Рисунок 1 - Карта памяти W5100

               

         Регистры адреса содержат 16 разрядов, собственные регистры 8. Запись данных в них предваряет команда F0, чтение 0F. W5100 поддерживает сразу до четырех каналов. Любой канал содержит адресный регистр, контролирующий операции. Каналы поддерживают буфер обмена 8 Кбайт. При инициализации на каждый канал отводится свой объем памяти. Для этого записываются константы в регистры: память, прием RMSR и память, передача TMSR. Пусть на каждый канал нужно выделить по 2 Кбайта памяти. Тогда записываются константы в регистры RMSR, 55h и TMSR, 55h. Далее инициализация состоит из нескольких операций. Это заключается в копировании констант в специальные регистры микросхемы.

    Программный сброс микросхемы. 80h в регистр режима MR по адресу 0.

    Запись адреса основного шлюза. 4 байта в регистр GAR по адресам 1…4.

    Запись маски сети. 4 байта в адреса 5…8 регистра SUBR.

    Указание MAC адреса сервера – 6 байт в регистре SAR по адресам 9…E.

    Установка IP адреса сервера – 4 байта в регистр SIPR по адресам F…12h.

    После инициализации должна работать команда ping на установленный IP адрес.

     

    Отображение режимов

     

    Модуль показывает режимы работы расположенными на плате подписанными светодиодами:

    TX– мигает, когда происходит отправка информации,

    RX– при получении информации мигает,

    COLL – мигает при конфликте данных,

    FULL – соединение в режиме полного дуплекса,

    100M – скоростью соединения 100 Мбод,

    LINK – указывает на соединение, при движении данных мигает,

    PWR – питание.

     

    Подключение к Arduino

     Устанавливается во все полноразмерные типы основного модуля Arduino. Сигналы проходят сквозь длинные штыри снизу платы. Контакты ICSP header интерфейса SPI находятся с нижней стороны. Розетки модуля W5100 позволяют еще установить модули поверх.

     

    Для подключения к UNO и Duemilanove используются контакты цифровых сигналов:

     

    11 – MOSI,

    12 – MISO,

    13 – SCK.

                Контакты сигналов выбора ведомых устройств шины:

    4 – карта micro SD,

    10 – микросхемаW5100.

     Подключение к Arduino Mega.

     В передаче сигналов участвует разъем ICSP и цифровые контакты:

     50 – MISO,

    51 – MOSI,

    52 – SCK.

                Контакты сигналов выбора ведомых устройств шины:

    4 – карта microSD,

    10 – микросхема W5100.

     

       Контакт 53 не используется. Для правильной работы SPIвывод микроконтроллера переводится в режим выхода. Для этого в программе для Mega записывается строка pinMode(53, OUTPUT).

    Использовать контакты 10 и 4 главного модуля при соединении с W5100 для других целей нельзя. Карта памяти и микросхема W5100 разделяют шину SPI и работают по очереди.

     Подключение к сети

       Модулю Ethernet Shield W5100 присваивается IP адрес. В Arduino используется функция Ethernet.begin(). Ethernet W5100 продается с этикеткой, на которой написан МАС адрес. Можно использовать DHCP для динамического назначения IP адреса. Есть возможность указать сетевой шлюз и подсеть. Модуль поддерживает до четырех одновременных подключений. Соединение с компьютером выполняется перекрестным кабелем ТСР/IP сrossover.

     Программирование

        В программах обеспечивающих ТСР/IP соединение Arduino при помощи модуля Ethernet W5100 используется библиотека Ethernet. Для работы с картой micro SD используется библиотека SD. Отключение карты и микросхемы W5100 для поочередной работы на шине производится следующим образом. Для карты вывод 4 Arduino устанавливается на выход и в него записывается лог. 1. Для отключения микросхемы W5100 необходимо установить вывод 10 как выход и записать в него лог. 1.

        При работе модуля с несколькими компьютерами необходимо учитывать, что веб сервер на Arduino не использует многопользовательскую мультипрограммную операционную систему. При обращении клиента данные будут идти только к нему. Следующий клиент получит данные только после закрытия соединения с предыдущим. Поэтому большая HTML страница должна быть разделена на части до 1500 байт, которые будут оперативно переданы и сервер закроет соединение. Это позволит быстро работать с сервером нескольким клиентам.

       При таком режиме работы необходимо предусмотреть программные и аппаратные средства самосброса модуля. Если этого не сделать, то через 10 минут работы в режиме передачи станиц с графикой по нескольким соединениям под управлением программного обеспечения Arduino модуль прекратит работу – зависнет. Перезагрузку следует производить каждые 2 мин.

      Под аппаратными средствами подразумевается оптореле. Светодиод оптореле подключается к выводу МК, который под управлением программы формирует кратковременный импульс управления оптореле. Его контакты подключены параллельно кнопке сброс. В результате оптореле будет каждые 2 минуты сбрасывать Arduino. Для реализации самосброса возможно множество схемотехнических различных решений.

    Если веб страница имеет размер в пределах одного Ethernet пакета, то Ethernet W5100 работает устойчиво и самосброс не требуется. Если передавать только текст большого размера, то также самосброс ненужен. Размер программы Arduino, загружаемой в МК не должен превышать 85 Кбайт.

    Модуль Ethernet W5100 работает без зависаний и самосброса если программы составлены на WinAVR (язык Си) и Atmel AVR Studio.

     Прерывание МК от Ethernet Shield W5100

       Микросхема W5100 формирует сигнал, который может быть подключен к входу МК обработки поступающего внешнего прерывания. Соединение пайкой перемычки с подписью “INT” объединяет выход сигнала микросхемы с цифровым выводом 2 Arduino. Поддержки прерываний от W5100 в программных библиотеках Arduino нет. Программная библиотека Arduinoработает методом постоянного опроса состояния буфера.

    Для работы с модулем W5100 в Arduino IDE вам понадобятся библиотеки Ethernet и SD, которые находятся уже в составе Arduino IDE.