W5500 Arduino: подключение, настройка и использование Ethernet модуля — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как подключить W5500 к Arduino. Какие преимущества дает использование W5500. Как настроить Ethernet соединение с помощью W5500 и Arduino. Какие проекты можно реализовать на базе W5500 и Arduino.

Содержание

Что такое W5500 и зачем он нужен

W5500 — это микросхема Ethernet-контроллера, разработанная компанией WIZnet. Она позволяет легко добавить поддержку проводного интернет-соединения к микроконтроллерам и одноплатным компьютерам.

Основные преимущества использования W5500:

Аппаратная реализация стека TCP/IP, что снижает нагрузку на основной процессор
Поддержка скорости соединения до 100 Мбит/с
Встроенный 32 КБ буфер для приема/передачи данных
Низкое энергопотребление
Простой интерфейс подключения по SPI

Благодаря этим особенностям, W5500 стал популярным решением для добавления Ethernet к проектам на базе Arduino, ESP32, Raspberry Pi и других платформ.

Подключение W5500 к Arduino

Для подключения W5500 к Arduino используется интерфейс SPI. Типовая схема соединения выглядит следующим образом:

MOSI (Master Out Slave In) — пин 11 на Arduino Uno
MISO (Master In Slave Out) — пин 12
SCK (Serial Clock) — пин 13
CS (Chip Select) — любой свободный цифровой пин, например 10
RST (Reset) — любой свободный цифровой пин
INT (Interrupt) — любой пин с поддержкой прерываний

Также необходимо подключить питание 3.3В и землю. Важно отметить, что W5500 работает от напряжения 3.3В, поэтому может потребоваться преобразователь уровней для Arduino, работающей на 5В.

Настройка библиотеки Ethernet для работы с W5500

Для работы с W5500 в Arduino IDE используется стандартная библиотека Ethernet. Однако необходимо внести некоторые изменения в ее настройки:

Откройте файл Ethernet.h в папке библиотеки
Найдите строку #define ETHERNET_SHIELD_CS_PIN 10
Измените номер пина CS на тот, который вы использовали при подключении
Раскомментируйте строку #define ETHERNET_LARGE_BUFFERS для включения полной поддержки W5500

После этого можно использовать стандартные функции библиотеки Ethernet для работы с сетью.

Базовый пример использования W5500 с Arduino

Рассмотрим простой пример, который демонстрирует подключение к сети и отправку HTTP-запроса:

«`cpp #include #include byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }; IPAddress ip(192, 168, 1, 177); EthernetClient client; void setup() { Serial.begin(9600); Ethernet.begin(mac, ip); delay(1000); Serial.println(«Подключение…»); if (client.connect(«example.com», 80)) { Serial.println(«Подключено»); client.println(«GET / HTTP/1.1»); client.println(«Host: example.com»); client.println(«Connection: close»); client.println(); } else { Serial.println(«Ошибка подключения»); } } void loop() { if (client.available()) { char c = client.read(); Serial.print(c); } if (!client.connected()) { Serial.println(); Serial.println(«Отключение.»); client.stop(); for(;;); } } «`

Этот скетч инициализирует Ethernet-соединение, подключается к веб-серверу example.com и отправляет простой GET-запрос. Затем он выводит полученный ответ в последовательный монитор.

Возможности и применение W5500 в проектах Arduino

W5500 открывает широкие возможности для создания сетевых устройств на базе Arduino. Вот некоторые популярные применения:

Веб-серверы для управления устройствами через браузер
Сбор и отправка данных с сенсоров в облачные сервисы
Создание IoT-устройств с проводным подключением
Системы домашней автоматизации

Промышленные контроллеры с Ethernet-интерфейсом

Благодаря аппаратной реализации стека TCP/IP, W5500 позволяет создавать достаточно сложные сетевые приложения даже на базе недорогих микроконтроллеров Arduino.

Оптимизация производительности при работе с W5500

Для достижения максимальной производительности при работе с W5500 стоит учитывать следующие моменты:

Используйте максимально возможную скорость SPI. W5500 поддерживает до 80 МГц.
Применяйте буферизацию данных для уменьшения числа операций чтения/записи.
Используйте прерывания вместо постоянного опроса состояния модуля.
При необходимости отправки больших объемов данных, используйте функции пакетной передачи.

Правильная оптимизация позволит максимально эффективно использовать возможности W5500 даже с относительно медленными микроконтроллерами.

Сравнение W5500 с другими Ethernet-решениями для Arduino

W5500 не единственный вариант для добавления Ethernet к Arduino. Давайте сравним его с некоторыми альтернативами:

ENC28J60 — более дешевое решение, но работает только на скорости 10 Мбит/с и требует больше ресурсов микроконтроллера
W5100 — предшественник W5500, имеет меньший буфер и ограничен скоростью 10 Мбит/с
LAN8720 — требует отдельного Ethernet PHY и более сложен в подключении

В большинстве случаев W5500 предоставляет оптимальный баланс между ценой, производительностью и простотой использования для проектов Arduino.

Безопасность сетевых подключений с использованием W5500

При создании устройств с выходом в интернет важно уделять внимание безопасности. Хотя W5500 сам по себе не предоставляет специальных функций безопасности, есть несколько способов повысить защищенность устройства:

Использование SSL/TLS для шифрования соединений. Это можно реализовать программно, хотя это потребует значительных ресурсов Arduino.

Применение надежной аутентификации для доступа к устройству.
Регулярное обновление прошивки для устранения возможных уязвимостей.
Использование брандмауэра для ограничения доступа к устройству из внешней сети.

Правильный подход к безопасности позволит создавать надежные и защищенные сетевые устройства на базе Arduino и W5500.

W5500. IP для маленьких вещей / Хабр

Похоже, что Etherent и TCP/IP — все ещё самый распространенных способ связи самых разных устройств. Хотя WiFi в последнее время потихоньку вытесняет проводной «медный» Etherent, тем не менее, найти порт и «воткнуться в локалку» — до сих пор самый простой способ подключения. Такая доступность Ethernet не обошла стороной и самые маленькие железки: контроллеры, датчики, счетчики потребления и т.д. которые нынче называются модным маркетинговым словом «

Интернет вещей*» (Internet Of Things, IoT).

И тут нам могут здорово помочь корейские микросхемки от WIZnet. Компания WIZnet — это довольно активный производитель чипов класса IOcP (Internet Offload co-Processor). Что это? Говоря человеческим языком — это такой чип, который: с одной стороны имеет Etherent, внутри содержит собственный крошечный процессор для обработки TCP/IP, а с другой стороны — простой интерфейс для связи с нашей маленькой железкой.

В первой части будет небольшой теоретический обзор подключения «маленьких железок» и куча ссылок на разные чипы.

Но сразу возникает вопрос: ЗАЧЕМ вводить в систему еще один процессор, если всё можно обработать на основном? Давайте попробуем ответить.

Давайте попробуем уйти «вниз» по шкале стоимости (до единиц долларов и даже ниже) и рассмотрим различные способы включения «мелочи» в сеть.

Самый-самый простой способ «выхода в сеть» для микроконтроллеров — это разного рода преобразователи

COMпорт-в-Telnet, Serial2Ethernet иногда называемые еще Реверсивный Telnet. В этом случае преобразователь «ловит» telnet сессию и «загоняет» ее в обычный COM-порт микроконтроллера. Далее оператор попадает в обычный диалог, только по сети. Ну что тут сказать? Во первых, там тоже стоит отдельный микроконтроллер и устройства получаются совсем не дешевые (Статьи про самодельный модуль и про модуль Tibbo). Для простенькой задачи «поменять/прочитать один параметр» этого может и вполне хватит. Минусов тоже много — единственная сессия, фиксированный протокол — трудно, например, прикрутить SSL если его нет, сложности конфигурирования самого преобразователя, например сменить ему IP адрес или порт и т.

д.

Другой вариант — это микроконтроллеры с настоящим Etherent на борту, но они как правило, имеют только MAC уровень и требуют внешнего чипа PHY (KS8721BL, DM9161A, RTL8201). Соединение с таким чипом, MII или RMII как минимум требует внешних пинов. Для соединения PHY с LAN требуется еще впаять трансформатор или MagJack. Таким образом, по «числу компонентов» выигрыша тут не получается. Удивительно, но внешние Etherent PHY — довольно дорогие чипы, несколько долларов за корпус. Но примерно столько же стоит

весь чип от WIZnet целиком, кремний-то в массовом производстве стоит копейки. Да, трансформатор для WIZnet тоже потребуется, но значительного выигрыша от встроенного MAC-контроллера по цене не получится. Второе: программная поддержка MAC/PHY довольно сложна и объёмна. Например, для STM32Fxx7 исходные коды Ethernet драйвера занимают примерно 100К текста на C. (статья про PIC-и с Ether). Кроме драйвера Etherent нужен еще сам стек TCP/IP (LwIP или uIP). Кроме размера не стоит забывать и о скорости исполнения (хотя… STM32 уже по скорости превышает первый Pentium и про ограничение производительности можно забыть).

Но если ли преимущества «полного» программного IP-стека на микроконтроллере? Конечно есть. Рассмотрим их потом, а пока продолжим.

Третий вариант — это глубоко любимый «эмбеддерщиками» чип SPI Ethernet контроллера Microchip ENC28J60 (и чуть менее известный Silabs CP2200). Обратите внимание, это именно настоящие контроллеры Ethernet, а не TCP/IP сопроцессоры. Все что умеет чип — принимать и получать Etherent фреймы. То есть, стек TCP/IP все равно придется делать самим. Да, стеков есть несколько готовых, от замечательных небольших до классических LwIP и uIP.

Но все же, такое решение скорее напрямую конкурирует со встроенным MAC контроллером, да и цена на чип — те же несколько долларов и около 5..7$ за готовый модуль (плата с чипом, трансформатором и гнездом RJ45) на ebay/aliexpress. Так что вернемся к продуктам фирмы WIZnet.

Первое устройство W3100 было выпущено довольно давно, в 2001 году. Это был полноценный TCP/IP IOcP (сопроцессор), который предлагал некий средний путь между COM-портом и MAC-контроллером, реализуя идею TCP/UDP «сокетов» внутри чипа. Физически же W3100 был не очень удобный двухчиповый набор MAС/PHY и настоящая популярность в среде «ардуинщиков» (AVR) и «пиководов» пришла к устройству W5100. Достаточно сказать, что «официальный» Arduino Ethernet Shield собран именно на W5100.

С тех пор прошло немало времени и стали заметны недостатки W5100: чип довольно сильно греется, скорость сети всего 10Mbit/s, чип имеет несколько (документированных в Errata) глюков, корпус довольно большой из за наличия параллельной шины, несколько нетривиальная реализация SPI. Неудивительно, что вскоре WIZnet представила следующую модель: W5200. Этот чип научился работать на 100Mbit, засыпать и экономить электричество, лишился параллельного подключения, в нем остался чисто SPI, что резко уменьшило число ног. (Для поддержки параллельной шины у него есть «братик» W5300).

Внедрение и освоение W5200 пошло на ура! и продолжается до сих пор, выпускаются модули (начиная от «родного» WizNET WIZ820io) и кончая различными ардуиновскими шилдами, желающие могут легко их найти. Например, чуть менее «официальный» Ethernet Shield V2.0 из проекта Seeeduino или Ethernet Shield for Arduino от Dfrobot. А тут большой список других модулей (список реально большой, мотаем вниз).

И вот наконец, в октябре 2013 WIZnet анонсировала новый W5500 о котором собственно и планировалось рассказать в этой статье (извините за такое затянувшееся предисловие). Чип получил чуть более удобный
для ЛУТ-самодельщиков корпус 48LQFN, быстрый «пакетный» SPI и Cortex M0 внутри, что позволило уменьшить техпроцесс и потребляемую мощность. В целом же чип выглядит как «W5200 на стероидах». Сравнение W5200 и W5500.

Следом WizNET выпустила модуль WIZ550io (там же есть и схема), а чтобы не остаться в стороне от «ардуиномании» вскоре сама же WIZnet выпустила еще и Arduino Shield (это просто пассивный переходник с Arduino на WIZ550io).

Но давайте не будем рассматривать Arduino, это сделают и без нас (например прямо тут, на Хабре: Ethernet термометр на основе Arduino и т.д. ) а попробуем прикрутить W5500 к какому-нибудь популярному микроконтроллеру, например к тому же STM32. Даже сама компания WizNET в курсе этого замечательного семейства и выпускала модуль W5200E01-M3 на предыдущем W5200 ( STM32F103C8 и FT232RQ для USB2Serial). Вскоре вышел и модуль на STM32 + W5500: WIZ550web.

Кстати, в марте 2014 на Circuitcellar был объявлен конкурс Connect The Magic (до августа 2014) на разработку с использованием W5500, а WIZnet скинула цены на чипы и модули (купить). В конкурсе можно было выиграть до 15.000$. Подробности на сайте, там же есть отличная статья.

Во второй части (если я её допишу…) мы попробуем прикрутить W5500 (а точнее WIZ550io) к маленькой отладочной плате от компании Shenzhen LC Technology Co.,Ltd. ~~и выиграть 15.000$~~. Платки продаются на Aliexpress по 7.99$ и даже упоминались несколько раз на Хабре.

P.S. Автор не имеет никакого отношения к уважаемой фирме WIZnet, но постепенно список ссылок по W5500 разросся и превратился в такой вот хабрапост.

Быстрая настройка W5500 Ethernet Shield для Internet и LAN — XOD

Ethernet Shield построенная на чипе Ethernet W5500, является популярной платой расширения в мире Arduino, и предоставляет вашему устройству проводное подключение к локальной сети или интернету. Плата также известна как “Ethernet Shield 2.”

Его физическое подключение тривиально:

Разместите Ethernet Shield на вашей плате Arduino
С помощью кабеля RJ-45 подключите его к маршрутизатору, который обеспечивает доступ в Интернет

Программирование требует некоторых усилий.

Когда вы подключаете ПК к маршрутизатору с помощью кабеля, в большинстве случаев он автоматически связывается с локальной сетью (LAN), и вы готовы к просмотру. Вам не нужно ничего делать, потому что ваша операционная система (ОС), работающая под управлением Windows, MacOS или Linux выполняет все шаги, необходимые для входа в ЛВС. Микроконтроллеры не имеют ОС, поэтому вы сами несете ответственность за установление соединения.

К счастью, в XOD есть ноды для Ethernet Shield to которые упрощают работу. Специфические для него ноды находятся в xod-dev/w5500 библиотеке а ноды с аппаратной нейтралью находятся в xod/net.

Ethernet Shield нода

В простейшем случае, когда у вас есть плата Ethernet Shield, и это единственное DIY-устройство в вашей локальной сети, достаточно разместить один xod-dev/w5500/ethernet-shield на своем патче.

У ноды есть CONN импульс, который инициирует процесс соединения. Убедитесь, что CONN соединена On Boot так, чтобы shield пытался подключиться к маршрутизатору при запуске программы.

Нода имеет пины INET, которая передаёт результат подключения к Интернету ,а также OK и ERR импульсы , которые сигнализируют на успехе или неудаче.

Когда enthernet-shield получает импульс на CONN, он начинает согласовывать сетевые параметры с маршрутизатором и автоматически устанавливает IP-адрес устройства, адрес шлюза, маску сети и IP-адрес DNS-сервера. При успешном соединении нода испускает импульс OK и устанавливает INET значение, ожидаемое другими узлами, предназначенными для сетевой связи.

Самый простой способ проверить, работает ли ссылка, — вывести собственный локальный IP-адрес. xod-dev/w5500/lan-ip может извлекать IP-адрес из INET объекта и xod/net/format-ip способен форматировать IP как удобочитаемую строку, такую как “192.168.1.101”. Вы можете использовать ЖК-дисплей или ноду watch, чтобы увидеть результат:

Для демонстрационных целей мы также используем format-progress ноду, которая выводит строку “…”, “OK” или “ERR” во вторую строку дисплея, показывающую ход соединения.

Загрузите патч на свою плату. В обычной сети он покажет:

“0.0.0.0” / “…” менее чем за секунду
то-то вроде “192.168.1.101” / “OK”

Примечания

Остерегайтесь, описанный здесь быстрый способ имеет некоторые недостатки:

Он назначает локально введенный жестко закодированный MAC-адрес «02: 00: 00: 78: 6F: 64» к устройству, которое должно быть уникальным в сети. Вы должны изменить его, если у вас есть несколько устройств или назначить адрес из коммерческого пула, если устройство предназначено для продажи.
Он всегда использует DHCP для получения параметров сети, которые могут быть не настроены на маршрутизаторе и даже если настроены должным образом потребляемые драгоценные ресурсы микроконтроллера, в сравнении со статической конфигурацией.

Если с базовым соединением все в порядке, вы можете начать сетевое общение. Например, fetch some data from the web with HTTP GET. Или вы можете сделать ваше соединение более надежным, используя unique MAC and static IP setup.

Keyestudio W5500 ETHERNET DEVELOPMENT BOARD для проекта Arduino DIY (БЕЗ POE)

Your position: Home / Arduino / Плата контроллера

Формат PDF

KS0304

30 Отзывов Продано:696

Описание
Особенности
Документы
Отзывы(30)

1. Основной чип: микроконтроллер ATMEGA328

2. Источник питания USB: 5 В

3. Внешний источник питания: 7–12 В (рекомендуется 9 В)

PWM）

5．аналоговый вход: 6

6．встроенная флэш-память: 32K

7．SRAM: 2k

Контроллер IP Ethernet W5500, крепление для карты MicroSD (TF-карта), MicroUSB

5 звезд92%
4 звезды8%
3 звезды0%
2 звезды0%
1 звезда0%

Средний рейтинг: 5,0 основано на 30 отзывах

Поделитесь своими мыслями с другими покупателями

Напишите отзыв

Обзоры продуктов могут быть выполнены после входа в систему, пожалуйста, нажмите здесь, чтобы войти

keyestudio настольный робот для рисования пишущий робот Drawbot машина для рисования почерк машина для Arduino DIY

$ 102,00

Keyestudio 2560 макетная плата, совместимая с Arduino Uno R3 + USB-кабель

$ 26. 00

Keyestudio 328 WIFI PLUS основная плата управления для Arduino unoR3 и ESP8266 макетная плата

$ 16,20

Keyestudio ESP32 Learning Kit Basic Edition ESP32 Starter Kit DIY Электронный комплект для Arduino

$ 30,70

Фенни Ариэль Виола Солнечный

WeChat

Солнечно Виола Фенни Ариэль

Ариэль Виола Фенни

Ссылки:автозапчасти

pcb — соединение Arduino WIZnet W5500

спросил 1 год, 4 месяца назад

Изменено 1 год, 4 месяца назад

Просмотрено 943 раза

\$\начало группы\$

Я пытаюсь сделать печатную плату с Arduino и w5500. Ищу примеры схем. Я не понял одного.

Обычно я подключаюсь с помощью 7-контактного разъема, но когда я смотрю на приведенную здесь схему, они используют 6-контактный разъем. Я не понял, почему они не использовали контакт SCSN (IO10/SS)

На этом фото я смотрю на линию ICSP, которая имеет 6 контактов. Вероятно, это обеспечивает интернет. Если кто-то знает, можете ли вы объяснить, почему они использовали 6 контактов (или использовали). Спасибо.

Arduino
плата
Ethernet

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

На картинке в вашем вопросе между модулем W5500 и Мегой 7 проводов.

Контакты 50 MISO, 51 MOSI и 52 SCK на Mega — это те же контакты SPI, что и на заголовке 2×3 ICSP. Вывод 53 является выводом SS Mega, поэтому он используется в качестве вывода CS для первого подчиненного устройства (как обычно для классической ATmega, поскольку вывод SS должен быть выведен, если ATmega является ведущим устройством SPI).