Модуль Ethernet
Мережевий модуль Ethernet використовується для реалізації мережевих додатків: віддаленого управління системою, мережевого доступу, публікації даних.
Д
ля
використання мережевого модуля Ethernet
ShieldW5100 його потрібно підключити до
Arduino контролеру або іншому мікропроцесорні
керуючому пристрою через інтерфейс
розташований на платі.
Мікросхема
Wizneti EthernetW5100 підтримує протоколи TCPand
UDPвIP-мережі.
Рисунок 3.5 – Модуль Ethernet
Характеристики: Вбудований контролер для перетворення даних в стандарт Ethernet-Wizneti Ethernet W5100;
Сумісність зEEE802.3af;
Низькі пульсації і шум на виході (100mVpp);
ІнтерфейсRJ45зі швидкістю передачі даних до 100Мбіт/ с;
Інтерфейс для карт пам'яті типуmicro-SD;
ICSPінтерфейс (Внутрішньо схемне програмування);
Модель роз'ємуRJ45 HR911105A;
Діапазон вхідної напруги:36-57В;
Вихідна напруга: 9В;
Захист від перевантаження і короткого замикання;
Напруга пробою ізоляції: 1500 В;
Габарити модуля:73 х54х 27мм;
Живлення
Плата також може харчуватися від зовнішнього джерела живлення, додаткового модуля живлення через Ethernet (PoE) або з використанням FTDI-кабелю / роз'єму USB-Serial.
Зовнішнє живлення може надходити або з AC / DC, або від батареї. Адаптер підключається до гнізда живлення плати 2,1 мм вилкою з центральним позитивним контактом. Висновки з батареї повинні бути вставлені в гнізда Gnd і Vin штирьового роз'єму соединителя POWER.
Плата може працювати при зовнішньому живленні від 6 до 20 В. Але у випадку подачі напруги нижче 7 В на виводі «+5 В» може виявитися менше 5 В, і плата буде працювати нестабільно. При використанні більш 12 В регулятор напруги може перегрітися і пошкодити плату. Рекомендований діапазон напруг живлення - від 7 до 12 В.
Виводи живлення
VIN. Вхідна напруга плати Arduino при використанні зовнішнього джерела живлення (на противагу 5 В від USB-з'єднання або іншого регульованого джерела живлення). Можна подавати напругу на цей вивід або, якщо живлення подається через роз'єм живлення, через цей вивід отримати до нього доступ.
5V. Регульований джерело живлення, який використовується для живлення мікроконтролера та інших компонент на платі. Живлення може надходити або з виведення VIN через регулятор напруги, або від USB або іншого регульованого джерела напруги 5 В.
3V3. Напруга живлення 3,3В, що генерується вбудованим перетворювачем. Максимальний струм 50 мА.
GND. Висновки Ground (земля).
При використанні адаптера живлення, напруга живлення надходить або з AC / DC перетворювача, або з батареї. Для підключення адаптера вставте його 2,1 мм штиркової вилку з центральним позитивним контактом в роз'єм живлення на платі. Виводи з батареї повинні бути вставлені в гнізда Gnd і Vin штирьового роз'єму соединителя POWER.
Плата може працювати при зовнішньому живленні від 6 до 20 В. Але у випадку подачі напруги нижче 7 В на виводі «+5 В» може виявитися менше 5 В, і плата буде працювати нестабільно. При використанні більш 12В регулятор напруги може перегрітися і пошкодити плату. Рекомендований діапазон напруги живлення - від 7 до 12 В.
Пам’ять
На ATmega328 є 32 кб флеш-пам'яті (0,5 кб з яких використовуються для бутлоадер). Крім того, встановлено 2 кб SRAM (статичне ОЗУ) і 1 кб EEPROM (електрично стирані ПЗУ) (щоб зчитувати і записувати її, використовується бібліотека EEPROM).
Входи і виходи
Кожен з 14 цифрових виводів на платі Ethernet може використовуватися в якості входу або виходу, з використанням функцій pinMode (), digitalWrite (), і digitalRead (). Виводи працюють при напрузі 5 В. Кожен вивід допускає максимальний вхідний або вихідний струм 40 мА і має внутрішній підтягаючий резистор опором 20-50 кОм (за замовчуванням відключений). Крім цього, деякі виводи мають спеціальні функції:
Послідовна шина: 0 (RX) і 1 (TX). Використовуються для прийому (RX) і передачі (TX) послідовних даних TTL-рівня.
Зовнішнє переривання: 2 і 3. Ці виводи можуть бути налаштовані, щоб ініціювати переривання по низькому рівню, по фронту або спаду, або по зміні значення.
LED: 9. Вбудований світлодіодний індикатор, з'єднаний з цифровим виводом 9. Коли на виводі напруга високого рівня, світлодіод включений, коли напруга низького рівня - він вимкнений. На більшості інших плат Arduino цей світлодіод підключений до 13-го виводу. На платі Ethernet він на 9 виводі, оскільки 13-й вивід використовується для підключення по SPI.
На платі Ethernet знаходяться 6 аналогових входів, маркованих від А0 до А5, кожен з яких забезпечує дозвіл 10 біт (тобто 1024 різних значень). За замовчуванням встановлений діапазон виміру від 0 (земля) до 5 В, проте верхня межа можна змінити, використовуючи вивід AREF і функцію analogReference (). Додатково деякі виводи виконують спеціальні функції:
TWI: A4 (SDA) і A5 (SCL). Забезпечує зв'язок по TWI з використанням бібліотеки Wire.
AREF. Опорна напруга для аналогових входів. Використовується з функцією analogReference ().
Reset. Подача низького рівня (LOW) на вивід Reset викликає перезапуск мікроконтролера. Зазвичай використовується для додавання кнопки Reset для плат розширення, блокуючих Reset на платі.
Зв'язок
В Arduino Ethernet є ряд засобів для зв'язку з комп'ютером та з іншими мікроконтроллерами.
Бібліотека SoftwareSerial дозволяє зв'язуватися по послідовному інтерфейсу з будь-яким з цифрових виводів Uno.
ATmega328 також підтримує обмін по інтерфейсах TWI і SPI. Програмне забезпечення Arduino включає в себе бібліотеку Wire для спрощення використання шини TWI. Для підключення по SPI використовується бібліотека SPI.
Плата може також підключатися до провідної мережі через Ethernet. При підключенні до мережі вам буде потрібно надати IP-адресу та MAC-адресу. Бібліотека Ethernet повністю підтримується.
Вбудований мікро-SD картрідер доступний за допомогою бібліотеки SD. При роботі з цією бібліотекою сигнал SS знаходиться на виводі 4.
Програмування
Програмувати плату Arduino Ethernet можна двома способами: через 6-контактний послідовний роз'єм програмування або за допомогою зовнішнього ISP-програматора.
6-контактний послідовний роз'єм програмування сумісний з FTDI USB-кабелями та основними перехідними платами USB-Serial типу FTDI Sparkfun and Adafruit, в тому числі з Arduino USB-Serial адаптером. Він відрізняється підтримкою автоматичного скидання, що дозволяє завантажувати скетчі без натискання кнопки Reset на платі. Якщо Arduino Ethernet підключений через USB-адаптер типу FTDI, то плата буде запітаваться через нього.
Також можна програмувати плату Ethernet за допомогою зовнішнього програматора, такого як AVRISP mkII або USBTinyISP.
Фізичні характеристики
Максимальна довжина і ширина друкованої плати Arduino Ethernet 68,6 на 53,3 мм, причому розетка RJ45 і роз'єм живлення виступають за межі зазначених розмірів. Чотири різьбових отвори дозволяють закріпити плату на поверхні або в корпусі.