Сетевой модуль W5100 сравнения, поделки (ардуинство)

Данный модуль призван обеспечить сетью ваши поделки на микроконтроллерах, придав им существенно большие возможности. Под катом будем смотреть насколько модуль соответствует описанию и использовать его по прямому назначению. А так же сравним его с другими собратьями по функционалу. Цена за 5 штук (не пугайтесь :) )

Если вы планируете (или уже занимаетесь) автоматизацией рутинных процессов (сейчас принято это называть «умным домом»), то безусловно приходите к необходимости взаимодействия различных устройств межу собой. И, почти как всегда, существует множество альтернативных решений. Одно из них (не самое плохое) будет рассмотрено далее.
Модульки пришли в антистатических пакетиках, все вместе сложены в коробочку.

Доехали хорошо, за 35 дней. Трек номер отслеживался (ехали из Китая через Финляндию). Тут показатели весьма средние.

Размеры модулей 3 на 5 см. Что не может не радовать, модулек меньше своих собратьев.



Раз уж мы планируем стыковать данный модуль с arduino, то напомню, что arduino представляет собой некий стандарт для быстрого построения устройств автоматики и робототехники не профессионалами, фактически же это заключается в среде разработки, язык (на самом деле это c++ с несколькими специфическими функциями), загрузчик для контроллеров, формат плат и дополнительных подсоединяемых устройств. Существует несколько плат, для которых можно разрабатывать в одной среде, конкретная плата выбирается исходя из потребностей по производительности, памяти, габаритам и цене. Более подробно прочитать можно здесь.

Вкратце для arduino есть шилды (плата которая подсоединяется непосредственно к одной или нескольким видам плат с arduino) и модули (платы которые нуждаются в проводах для подключения к arduino), в данном случае это именно модуль, то есть если вы используете arduino, например UNO, то для подсоединения потребуются провода. Шилды удобны для быстрой сборки, а модули более компактны и удобно встраиваются в самодельные устройства — тут каждый решает сам. Стоимость обычно определяется тиражом, соответственно, если модули популярнее шилдов они дешевле и наоборот. В данном случае шилд немного дешевле чем модуль, но если вы планируете использовать контроллер или arduino pro mini — то использование шилда малоцелесообразно.

Сделан модуль довольно аккуратно, флюса нет. Шелкография четкая.


При рассмотрении обрадовали обозначения POE+ и POE-, которые, судя по всему, должны были подавать питание приходящее по сетевому кабелю на соответствующие выводы… Но оказалось что это совсем не так, сетевой разъем имеет встроеный трансформатор с гальванической развязкой выводов, что делает данную процедуру невозможной, хотя это очень бы пригодилось для такого модуля. Соответственно POE+ и POE- ни к чему не подсоединены и их следует рассматривать как не используемые выводы.


Я решил в своих поделках пойти по пути Passive POE — так как:
— легко реализовать инжектор из обычного коммутатора, припаяв проводки питания к неиспользуемым ножкам
— на приемной стороне достаточно стабилизировать напряжение до нужного
— стоимость итогового варианта очень низкая
— к устройству идет один кабель сразу с питанием и сигналом


В общем, немного расстроил модулек отсутствием проброса POE на ножки с соответствующими подписями, ну что же, используем вот такие сплиттеры пассивного питания:


Чтобы удобно было сравнивать и оценивать данный модуль, представим его конкурентов:
1) родной шилд arduino uno на том же чипе w5100 (китайская версия)

2) модуль на базе enc28j60 (родного шилда не имеет)


Принципиальная разница в чипах: w5100 (datasheet) имеет аппаратную реализацию tcp/ip, стандартную библиотеку входящую в состав среды arduino. Enc28j60 (datasheet) реализует протоколы через библиотеки, которые нужно устанавливать дополнительно. Если кратко, забегая вперед, то лучше использовать w5100, безпроблемная работа, мало памяти и нет танцев с бубном. Хотя цена — весомый аргумент за enc28j60 (он стоит в 4 раза дешевле).

Количество необходимых выводов контроллера, да и, собственно, их номера для данных модулей совпадают. Обозначения выводов сохранил оригинальными, хоть они и странные :)
Cхема подключения enc28j60 (тот что на фото):
Q3 — 3.3 V
GND — GND
CS — любой цифровой вывод (задается в функции библиотеки, по умолчанию используется d8, я обычно переопределяю на d10 — так удобнее)
ST — d11
SCK — d13
SO — d12
RST — (либо на RST arduino, либо на один из цифровых выводов, чтобы иметь возможность перезагружать модулек без перезагрузки платы)
Выводы сделаны удобно для односторонней платы. После тестов пришел к выводу, что наиболее адекватная библиотека для работы с данным модулем: EtherCard.

Cхема подключения модуля w5100 (тот что на фото):
V+5 — 3.3 V (да именно так, не всегда нужно верить тому что написано)
GND — GND
NSS — любой цифровой вывод (задается в функции библиотеки, по умолчанию используется d10)
MO — d11
SCK — d13
MI — d12
RST — (либо на RST arduino, либо на один из цифровых выводов, чтобы иметь возможность перезагружать модулек без перезагрузки платы)
Выводы сделаны не сильно удобно для односторонней платы. Библиотека входит в состав среды( не нужно скачивать) — Ethernet.
Очень удивило обозначение V+5, и наличие стабилизатора ams1117 на 3.3В, когда модулек отказался работать от 5В. Подал 3.3 и все стало нормально. при этом напряжение на выходе ams: 1.8 В. Видимо китайские инженеры проектировщики, как-то неудачно спроектировали и использовали недокументированные возможности )

потребляемый ток:
enc28j60

w5100

То есть, оба модуля не подходят для автономного питания, впрочем, сложно представить кому это может потребоваться.
Используемая память при компиляции самого простого web-сервера
enc28j60

w5100

отличия налицо, но иногда это не так важно.

Собственно выводы, если вам важны ресурсы производительности и памяти — используйте w5100, если устройство простое и/или логика на центральном сервере можно использовать enc28j60.
Шилд w5100 отличается от рассматриваемого модуля только механизмом подключения + наличие разъема для TF карты, который, кстати, просто съест пины контроллера, если вам не нужна карта (где-то даж мелькала инструкция какие дорожки надо перерезать, чтобы их можно было использовать).

Теперь про поделки на данном модуле:
У меня на веранде дачи встроены динамики, провода от которых уходят в дом и там располагается ресивер к которому еще и подключен компьютер. Напрягает необходимость хождения в дом для переключения радиостанций, управления звуком и тп. Решено расположить на веранде приемник ик сигналов, заодно совместив в нем небольшой индикатор температуры и прочего:

Индикатор сообщит нам когда баня готова (температура), и что сейчас происходит в автоматике. Плюс, к данному контроллеру решено подключить кнопку выключения света на всей даче. Устройство будет передавать (через Ethernet) на другой контроллер сигналы пульта, а тот уже посредством ИК светодиода посылать их на ресивер. Помимо этого, добавляется возможность посылать сигналы управления ресиверу через компьютер или телефон, что повышает удобство дачного прослушивания музыки.

Так как, I2C индикатор LCD (точнее библиотеки по работе с ним) требует много памяти то выбран был модуль w5100 для работы с сетью. Питание устройству планируется подавать по витой паре от коммутатора. Контроллер посылающий сигналы на ресивер не требует много памяти и является простым устройством, поэтому принято решение на него установить enc28j60.

Печатные платы изготовлены по технологии ЛУТ.
Приемник ИК


Передатчик ИК



Ранее я описывал устройство по управлению электрическим шаровым краном через сеть: обзор, там же описаны особенности ЛУТ. Схемы очень похожи, поэтому не будем на этом останавливаться. Кстати, если вам понравился данный обзор то небольшая просьба плюсануть тот обзор про кран, не хватает совсем немного голосов для получения приза в рубрике «Сделано руками», впрочем, если не победит тот обзор — не сильно расстроюсь, меня гораздо больше порадует если кому-то пригодится информация из данных обзоров при построении своих поделок автоматизации. В коментариях к тому обзору просили выложить программу, немного причесал код для устройства управления краном и выложу его здесь, может кому-то пригодится.

В ходе тестов выяснилось что устройства работают как и задумывалось, впереди причесывание кода и установка в корпуса, а также монтаж собранной схемы. Планирую этим занятся в майские праздники.
Кто-то скажет, а как же связь без проводов — радиоканал. Скажу что такую связь тоже использую и если интересно могу сделать обзор данных устройств.
сейчас планирую автоматизировать дачную теплицу, если будет интересно обязательно опишу.

Товар приобретен за свои деньги для решения конкретных задач.
Спасибо тем, кто дочитал до конца.

UPD: чуть не забыл главного помощника и критика в своих поделках