Мережевий модуль Arduino W5100 Ethernet Shield

Ethernet шилд W5100 служить для підключення мікроконтролера Arduino до мережі Ethernet через кабель TCP/IP та з'єднання з Інтернетом. Містить гніздо для встановлення картки microSD, завдяки чому дані про роботу системи, до якої входить Ethernet шилд W5100, записується на карту microSD та зчитуються з неї. Є кнопка скидання. З'єднання з мережею відбувається за допомогою гнізда RJ45. Усередині роз'єму розташовані трансформатори для гальванічної розв'язки пристрою від мережі. Використовуючи модуль, можна організувати сервер, який зберігає дані на картці пам'яті. Основа пристрою – мікросхема W5100 фірми Wiznet. Мікросхема апаратно реалізує такі протоколи транспортного, мережного та канального рівнів: TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP та MAC. Є апаратна підтримка протоколу PPPoE (Point-to-point over Ethernet) з PAP/CHAP протоколами аутентифікації, що дозволяє здійснювати віддалене підключення пристрою до провайдера через простий і дешевий DSL-модем, що працює в мостовому (bridge) режимі і не має власної апаратної підтримки PPPoE. Дані Ethernet та microSD карти передаються на плату мікроконтролера Arduino через інтерфейс SPI. Підключення до мікроконтролера Arduino виконується за допомогою штирьового роз'єму. З'єднання з інтерфейсом SPI відбувається завдяки розетці розташованої на нижній стороні плати. З'єднувачі дозволяють додатково встановити зверху модулі Arduino "у кілька поверхів". Модуль, що встановлюється зверху, повинен мати довгі контакти, оскільки мережевий роз'єм RJ-45 має значні розміри. Живлення здійснюється від основного модуля Arduino. На платі розташовані світлодіоди, що показують режим роботи: ON – увімкнення, LINK – вказує на наявність з'єднання та блимає, коли прилад передає або приймає дані, 100M – мережне з'єднання зі швидкістю 100 Мбіт/с, RX – при прийомі даних блимає, TX – блимає , коли пристрій надсилає дані. Підключається до всіх повноформатних версій головного модуля Arduino. Обмін даними між основним модулем Arduino та двома вузлами Ethernet шилд W5100 відбувається через інтерфейс SPI. Підключення до UNO. Використовуються контакти цифрових сигналів, що виконують такі функції: 11 – MOSI, 12 – MISO, 13 – SCK, 10 – SS для Ethernet контролера, 4 – SS для картки пам'яті. Підключення до Mega. У передачі сигналів бере участь з'єднувач ICSP із шести контактів. Цифрові контакти виконують такі функції: 50 – MISO, 51 – MOSI, 52 – SCK, 10 – slave select для Ethernet контролера, 4 – slave select для картки пам'яті. Контакт 53, що формує сигнал SS (Slave Select) не використовується. Для коректної роботи SPI-шини він має бути переведений у режим виходу. Зміни у програмі під час роботи з основним модулем Mega: pinMode (10, OUTPUT) поміняти на pinMode (53, OUTPUT). Активний рівень сигналу SS низький. Використовувати контакти цифрових сигналів 10 і 4 у схемах W5100 для іншого застосування не можна.Карта microSD та контролер Ethernet поділяють одну шину SPI і не можуть працювати одночасно – їх потрібно перемикати під час роботи. Модулю має бути присвоєно MAC адресу та IP адресу, використовуючи функцію Ethernet.begin(). Прилад поставляються з наклейкою, яка вказує адресу МАС. Допустима IP-адреса залежить від конфігурації мережі. Можна використовувати DHCP для динамічного призначення IP-адреси. Можна вказати мережний шлюз та підсіти. Для підключення до мережі є спеціальна програмна бібліотека Ethernet. Модуль W5100 може бути сервером або клієнтом. Бібліотека підтримує до чотирьох одночасних підключень (вхідні, вихідні або комбінації). Підключення до комп'ютера вимагає використання перехресного кабелю TCP/IP сроссовер. Напруга живлення 5 B Одночасна та незалежна підтримка 4-х з'єднань. Внутрішній буфер 16 кбіт Швидкість підключення: 10 та 100 Мбіт/с