شیلد شبکه و اترنت W5100 R3-2013 برای آردوینو

شیلد W5100 R3 Ethernet Shield یک برد شبکه برای Arduino است. به زبان ساده، این برد به آردوینو قابلیت اتصال به شبکه از طریق کابل شبکه LAN با سوکت RJ45 را اضافه می‌کند. هسته اصلی آن تراشه Wiznet W5100 است که TCP/IP را به‌صورت سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند.

دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟

فرض کن یک Arduino UNO R3 داری و می‌خواهی آن را به شبکه وصل کنی:

Arduino UNO → W5100 R3 → کابل LAN → مودم/سوئیچ/روتر

بعد آردوینو می‌تواند از طریق شبکه:

• اطلاعات سنسورها را ارسال کند.
• اطلاعات را از یک سرور دریافت کند.
• یک Web Server ساده ایجاد کند.
• از طریق مرورگر کامپیوتر یا موبایل با آردوینو ارتباط برقرار کند.
• تجهیزات متصل به آردوینو را از طریق شبکه کنترل کند.
• با سرورها از طریق TCP و UDP ارتباط برقرار کند. W5100 تا چهار اتصال سوکت هم‌زمان را پشتیبانی می‌کند.

با شیلد شبکه W5100 مثلاً چه پروژه‌ای می‌توانی بسازی؟

          کابل LAN
             │
             ▼
       ┌───────────┐
       │ W5100 R3  │
       └─────┬─────┘
             │ SPI
             ▼
       ┌───────────┐
       │ Arduino   │
       │ UNO R3    │
       └─────┬─────┘
             │
       ┌─────┴─────┐
       │ سنسورها   │
       │ رله       │
       │ LED       │
       │ موتور     │
       └───────────┘

مثلاً یک سنسور دما به آردوینو وصل می‌کنی و آردوینو دما را از طریق W5100 روی یک صفحه وب نمایش می‌دهد. سپس با وارد کردن IP آردوینو در مرورگر، چیزی شبیه این می‌بینی:

http://192.168.1.50
دمای محیط: 26.4 °C
رطوبت: 48 %
[ روشن کردن رله ]
[ خاموش کردن رله ]

خود W5100 R3 چه چیزهایی دارد؟

این برد شامل موارد زیر است:

شیلد W5100 و SD Card از گذرگاه SPI استفاده می‌کنند. در UNO، خطوط SPI روی پایه‌های 11، 12 و 13 هستند و پایه 10 برای انتخاب W5100 و پایه 4 برای SD استفاده می‌شود. بنابراین این پایه‌ها را نمی‌توان مثل GPIOهای معمولی کاملاً آزاد در نظر گرفت.

 معنای R3 در این برد چیست ؟

R3 یعنی Revision 3 یا نسل سوم طراحی این Shield.

نکته مهم این است که R3 به معنی Arduino R3 نیست که خودش یک برد مستقل باشد؛ این قطعه یک Shield است که روی Arduino قرار می‌گیرد. نسخه R3 با استاندارد پین‌های Arduino R3 سازگار شده است.

آیا خود شیلد W5100 آردوینو است؟

خیر ، برد W5100 R3 به‌تنهایی معمولاً مغز پروژه نیست. مثلاً برد Arduino UNO = مغز و اجرای برنامه و شیلد W5100 R3 = ارتباط شبکه پس اگر W5100 R3 را داشته باشی، معمولاً آن را روی یک Arduino UNO R3 یا Mega 2560 قرار می‌دهی و برنامه را روی خود Arduino آپلود می‌کنی.

بنابراین برای پروژه‌های IoT سیمی، اتوماسیون، کنترل تجهیزات، مانیتورینگ، Web Server و ارتباط Arduino با شبکه بسیار کاربردی است.