Ethernet LAN-module W5500

Met deze Ethernet Shield kunt u uw Arduino (of een andere microcontroller) verbinden met het internet. De module heeft een standaard RJ-45-aansluiting en ondersteunt TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP en PPPoE-protocollen. Dankzij de Arduino Ethernet-bibliotheek is dit bordje snel en eenvoudig operationeel. Deze module is over SPI aan te sturen, en heeft de hele TCP/IP protocol stack al geïntegreerd. 

Compatible met:

• Arduino UNO R3
• DccDuino UNO R3
• Arduino Mega 2560
• DccDuino Mega 2560
• Mj Duino Mega 2560

Technische specificaties:

• Ethernet aansluiting: Ja
  
• RJ45 Ethernet-poort
• Controller: W5500 (32K interne buffer)
  
• Connectie snelheid: 10Mb / 100Mb
  
• Modi: full duplex / half duplex
  
• Aantal gelijktijdige poorten: 8
  
• Voedingsspanning: 3.3V - 5.0V
  
• TCP/IP-protocollen: TCP, UDP, ICMP, IPv4, ARP, IGMP, PPPoE
  
• Power off mode: Ja (ondersteund)
  
• Netwerk WakeUp: Ja (ondersteund)
  
• Interface: SPI (MODE 0, 3)
  
• Afmetingen: 55mm x 28mm x 24mm
  

Deze shield maakt het mogelijk voor een Arduino om een bekabelde Ethernetverbinding met een netwerk tot stand te brengen en is compatibel met Uno, Mega en boards met compatibele I/O-pinnen.

Kenmerken:

• WIZnet W5100 Ethernet-controller
• Compatibel met zowel Uno- als Mega-footprints
• Standaard RJ-45 CAT-netwerkconnector
• Auto MDI/MDIX (automatische kabel-pinwisseling)
• Werkt als client of server
• Ondersteunt TCP/IP-protocollen zoals TCP, UDP, ICMP, IPv4 ARP, IGMP, Ethernet
• Embedded 10BaseT/100BaseTX Ethernet PHY
• Tot 4 gelijktijdige socketverbindingen
• MicroSD-kaartsleuf
• SPI-interface
• Werkt op 5V en is intern 3,3V compatibel

Deze Ethernet shield maakt gebruik van de WIZnet W5100 netwerkinterfacechip om een bekabelde verbinding met een netwerk te bieden. Het bord heeft ook een MicroSD-kaartsleuf voor gegevensopslag. Het bord ondersteunt geen draadloos Ethernet.

De W5100 is een oudere chip, maar heeft zeer goede bibliotheekondersteuning en wordt vaak gebruikt voor bekabelde Ethernetverbindingen met Arduino en compatibele boards. De shield is compatibel met zowel de Uno- als Mega-stijlfootprints en maakt gebruik van de SPI-interface die wordt opgepikt van de ICSP-header.

SPI-interface
Arduino en compatibele boards communiceren zowel met de W5100-chip als de SD-kaartsleuf via de SPI-bus.

MOSI / MISO en SCK worden opgepikt van de ICSP-header, maar zijn ook te vinden op digitale pinnen 11, 12 en 13 op de Uno, en pinnen 50, 51 en 52 op de Mega. Op beide boards wordt pin 10 gebruikt om de W5100-chip te selecteren en pin 4 wordt gebruikt voor de SD-kaartsleuf. Deze pinnen kunnen niet worden gebruikt voor algemene I/O.

Bij de Mega wordt de hardwarematige SS-pin 53 niet gebruikt, maar deze moet als uitvoer worden ingesteld, anders werkt de SPI-interface niet.

Merk op dat omdat de W5100 en de SD-kaart dezelfde SPI-bus delen, slechts één ervan tegelijkertijd actief kan zijn. Als je beide randapparaten in je programma gebruikt, moet dit worden afgehandeld door de bijbehorende bibliotheken. Als je een van de randapparaten niet gebruikt in je programma, wil je het expliciet uitschakelen. Om dit te doen met de SD-kaart, verwijder je de SD-kaart of stel je pin 4 in als uitvoer en schrijf je er een hoge waarde naar. Voor de W5100 kun je digitale pin 10 instellen als uitvoer en er een hoge waarde naar schrijven om deze uit te schakelen.

LED-indicatoren
De shield heeft verschillende informatieve LED's die handig kunnen zijn bij het oplossen van problemen met

De netwerkverbinding:

Ethernet Shield W5100 - LED's
- PWR: Geeft aan dat de shield wordt gevoed door de Uno of Mega.
- LINK: Geeft de aanwezigheid van een netwerkverbinding aan en knippert wanneer de shield gegevens verzendt of ontvangt.
- FULLD: Geeft aan dat de netwerkverbinding full duplex is.
- 100M: Geeft de aanwezigheid van een 100 Mb/s netwerkverbinding aan (in plaats van 10 Mb/s).
- RX: Knippert wanneer de shield gegevens ontvangt.
- TX: Knippert wanneer de shield gegevens verzendt.
- COLL: Knippert wanneer netwerkconflicten worden gedetecteerd.

Arduino naar Shield Pin-verbindingen
Alle I/O is beschikbaar via stapelbare vrouwelijke headers op de shield, behalve de IOREF- en de twee I2C-pinnen in de buurt van de USB-connector. Hierdoor kan de shield een daughter shield ondersteunen, zolang er geen conflicten zijn met de gebruikte pinnen.

De shield gebruikt de volgende pinnen:
- Uno SPI: D11, D12, D13
- Mega SPI: D50, D51, D52
- W5100 Enable: D10
- SD Card Enable: D4

Het bord bevat ook een soldeerbare jumper met de aanduiding "INT". Als deze wordt gebrugd, kan de Arduino onderbroken meldingen ontvangen van gebeurtenissen van de W5100. Deze functionaliteit wordt echter niet ondersteund door de Ethernet-bibliotheek. De jumper verbindt de INT-pin van de W5100 met D2 van de Arduino.

Testen van je Ethernet Shield W5100-bord
Het testprogramma is gebaseerd op het Webserver-voorbeeld dat wordt meegeleverd met de Arduino IDE. Het stelt de shield in als een webserver, leest de analoge ingangen A0 - A5 uit en stuurt de metingen naar een venster in je webbrowser. Als er niets is aangesloten op die ingangen, zie je zwevende waarden. Je kunt gemakkelijk een potentiometer of iets anders aansluiten op een van de analoge ingangen als je iets wilt aanpassen en de waardeverandering in de webbrowser wilt zien.