W5100 Ethernet Shield модуль Arduino

Ethernet шилд W5100 слугує для під'єднання мікроконтролера Arduino до мережі Ethernet через кабель TCP/IP і з'єднання з інтернетом. Містить гніздо для встановлення мапи  microSD, завдяки чому дані про роботу системи, до якої входить Ethernet білд W5100, записується на карту microSD і зчитується з неї. Є  кнопка скидання.
 
З'єднання з мережею відбувається за допомогою роз'єму RJ45. Усередині роз'єму розташовані трансформатори для гальванічної розв'язки пристрою від мережі. Використовуючи модуль, можна організувати сервер, що зберігає дані на карті пам'яті. Основа пристрою — мікросхема W5100 фірми Wiznet. Мікросхема апаратно реалізує такі протоколи транспортного, мережевого та канального рівнів: TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP і MAC. Є апаратна підтримка протоколу PPPoE (Point-to-point over Ethernet) з PAP/CHAP протоколами аутентифікації, що дає змогу здійснювати віддалене під'єднання вбудованого пристрою до провайдера через простий і дешевий DSL-модем, що працює в мостовому (bridge) режимі без власної апаратної підтримки PPPoE. Дані Ethernet і microSD карти передаються на плату мікроконтролера Arduino через інтерфейс SPI.
 
Під'єднання до мікроконтролера Arduino виконується за допомогою штирового роз'єму. З'єднання з інтерфейсом SPI відбувається завдяки розетці, розташованій на нижньому боці плати. З'єднувачі  дають змогу додатково встановити зверху модулі Arduino "в кілька поверхів". Установлюваний зверху модуль має мати довгі контакти, оскільки мережевий роз'єм RJ-45 має великі розміри. Живлення здійснюється від основного модуля Arduino.
 
На платі розташовані світлодіоди, що показують режим роботи:
ON — увімкнення,
LINK — вказує на наявність з'єднання й блимає, коли прилад передає або приймає дані,
100M — мережеве з'єднання зі швидкістю 100 Мбіт/с,
RX — під час вживання даних блимає,
TX — блимає, коли прилад відправляє дані.
 
Під'єднується до всіх повноформатних версій головного модуля Arduino. Обмін даними між основним модулем Arduino і двома вузлами Ethernet шилд W5100 відбувається через  інтерфейс SPI.
 
Під'єднання до UNO.
 
Використані контакти цифрових сигналів, що виконують такі функції:
11 – MOSI,
12 – MISO,
13 – SCK,
10 — SS для Ethernet контролера,
 4 — SS для карти пам'яті.
 
Під'єднання до Mega.
 
У передаванні 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 карти пам'яті.
Контакт 53, що формує сигнал SS (Slave Select) не використовується. Для коректної роботи SPI-шини він має бути перекладений у режим виходу. Зміни в програмі під час роботи з головним модулем Mega: pinMode (10, OUTPUT) поміняти на pinMode (53, OUTPUT).
Активний рівень сигналу SS — низький. Використовувати контакти цифрових сигналів 10 і 4 в схемах з W5100 для іншого застосування  не можна. Картка microSD і контролер Ethernet розділяють одну шину SPI та не можуть працювати одночасно — їх потрібно перемикати під час роботи.
 
Модулю має бути присвоєно MAC адрес і IP- адрес, використовуючи функцію Ethernet.begin (). Прилад постачаються з наклейкою, що вказує МАС адресу. Допустима IP- адреса залежить від конфігурації мережі. Можна використовувати DHCP для динамічного призначення IP-джерела. Можна вказати мережевий шлюз і підсіти.
Для під'єднання до мережі є спеціальна програмна бібліотека Ethernet. Модуль W5100 може слугувати сервером або клієнтом. Бібліотека підтримує до чотирьох одночасних під'єднань (вхідні, вихідні або в комбінації).
Під'єднання до комп'ютера вимагає використання перехресного кабелю TCP/IP crossover.
 
Напруга живлення 5 B
Одночасна та незалежна підтримка 4 з'єднань.
Внутрішній буфер 16 кбіт
Швидкість під'єднання: 10 і 100 Мбіт/с