Arduino Ethernet Rev3 con PoE

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Codice prodotto A000074
Categoria Schede CPU Arduino
Marca Arduino
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L'Arduino Ethernet Rev3 con PoE è una scheda basata sul microcontrollore Atmega328 e sul controller ethernet WizNet 5100 e può essere alimentata attraverso il modulo PoE presente a bordo. La Arduino Ethernet Rev3 con PoE dispone di 14 I/O digitali, 6 ingressi analogici, un oscillatore a cristallo a 16 MHz, una connessione RJ45, un jack di alimentazione, un header ICSP e un pulsante di reset. Va notato che in realtà i pin digitali di I/O sono 9 (di cui 4 utilizzabili come uscite PWM) in quanto i pin 10, 11, 12 e 13 sono riservati per l'interfacciamento con il modulo Ethernet e non possono essere utilizzati diversamente. L'Arduino Ethernet Rev3 con PoE differisce dalle altre schede Arduino in quanto non ha un convertitore da USB a seriale, per la programmazione andrà utilizzato un adattatore seriale USB, un cavo USB FTDI oppure un adattatore FTDI di Sparkfun. A bordo è presente un lettore di schede microSD che può essere utilizzato per memorizzare i file per il servizio sulla rete, è accessibile attraverso la Biblioteca SD. Il pin 10 della scheda è riservato all'interfacciamento con il chip WizNet, mentre il controllo SS per la scheda SD è sul pin 4. Questa versione può anche essere alimentata attraverso il modulo Power Over Ethernet presente a bordo.

La revisione 3 della Arduino Ethernet utilizza la piedinatura 1.0 che introduce le seguenti migliorie:

  • Sono stati aggiunti i pin SDA e SCL (vicini al pin AREF), questo permetterà agli shield che usano la connessione I2C di essere compatibili con tutte le schede Arduino.
  • E' stato aggiunto il pin IOREF che permetterà agli shields di adattarsi alla tensione della scheda. In futuro gli shields saranno compatibili sia con le schede Arduino alimentate a 5V sia con le schede Arduino alimentate a 3,3V come la Arduino Due.
Alimentazione:
 
L'alimentazione può essere fornita dall'adattatore per la programmazione, da un alimentatore esterno, da una batteria o dal modulo PoE.
 
L'alimentatore esterno dovrà fornire una tensione compresa tra 7V e 12V. Una tensione inferiore ai 7V non permetterà il funzionamento corretto del regolatore presente a bordo e la scheda risulterà instabile,  se si utilizzano più di 12 V il regolatore di tensione può surriscaldarsi e danneggiare la scheda.

I piedini di alimentazione sono i seguenti:
  • VIN: Ripete la tensione di ingresso alla scheda Arduino quando sta utilizzando una sorgente di alimentazione esterna, questo ingresso è collegato direttamente al jack di alimentazione presente sulla scheda.
  • 5V: Su questo pin è presente la tensione a 5V generata dal regolatore presente sulla scheda. Per evitare di danneggiare la scheda questo ingresso non andrà mai utilizzato come sorgente di alimentazione.
  • 3V3: Su questo pin è presente la tensione a 3,3V generata dal regolatore interno, è permesso un assorbimento massimo di 50mA.
  • GND: Pin di massa.
  • IOREF: Questo pin fornisce il riferimento per la tensione di lavoro del microcontrollore. Uno shield configurato correttamente è in grado di leggere la tensione sul pin IOREF e selezionare la sorgente di alimentazione appropriata per abilitare, o meno, gli adattatori di livello che permettono di lavorare a 5V oppure a 3,3V.
Il modulo PoE è progettato per estrarre l'alimentazione direttamente dal cavo Ethernet e presente le seguenti caratteristiche:
  • Conformità con lo standard IEEE802.3af
  • Basso rumore (100mVpp)
  • Tensione di ingresso compresa tra 36V e 57V
  • Protezione contro il cortocircuito e il sovraccarico
  • Uscita a 9V
  • Convertitore DC/DC ad alta efficienza (tipica 75% al 50% del carico)
  • Isolamento di 1500V tra ingresso e uscita
Memoria:
 
Il microcontrollore ATmega328 dispone di 32 KB (con 0,5 KB usati per il bootloader), 2 KB di SRAM e 1 KB di EEPROM (che può essere letta e scritta con la libreria EEPROM).
 
Ingressi e Uscite:
 
Ciascuno dei pin digitali della Arduino Ethernet può essere utilizzato come ingresso oppure come uscita utilizzando le funzioni pinMode (), digitalWrite (), e digitalRead (). Tutti i pin operano a 5V e sono in grado di fornire o ricevere un massimo di 40 mA, su tutti i pin è presente una resistenza di pull-up interno (disabilitata di default) con un valore compreso tra 20Kohm e 50Kohm. Inoltre, alcuni di questi pin hanno funzioni specializzate:
  • Seriale: Pin 0 (RX) e pin 1 (TX). Vengono utilizzati per ricevere (RX) e trasmettere (TX) i dati seriali TTL. Questi pin sono collegati ai corrispondenti pin del convertitore USB-seriale ATmega16U2.
  • Interrupt Esterni: Pin 2 e pin 3. Questi pin possono essere configurati per attivare un interrupt su un livello logico basso, un fronte di salita o di discesa o cambiamenti di valore. Vedere la funzione attachInterrupt () per i dettagli.
  • PWM: Pin 3, 5, 6, 9. Forniscono una uscita PWM a 8 bit utilizzando la funzione analogWrite ().
  • SPI: pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO) e pin 13 (SCK). Questi pin vengono utilizzati per la comunicazione SPI tramite la libreria SPI.
  • LED:  collegato al pin 13. Quando sul pin è presente un livello alto il LED è acceso, un livello basso spegne il led.
La Arduino Ethernet Rev3 dispone di 6 ingressi analogici etichettati da A0 a A5, ciascuno di questi pin fornisce una risoluzione a  10 bit (cioè 1024 valori differenti). Per default questi pin effettuano le misure utilizzando come riferimento superiore i 5V e come riferimento inferiore la massa. E' possibile cambiare il riferimento superiore utilizzando il pin AREF e la funzione analogReference (). Due pin analogici permettono anche la comunicazone TWI (I2C) utilizzando la libreria Wire:
  • Pin A4: SDA (I2C-TWI) 
  • Pin A5: SCL (I2C-TWI)

Ci sono altri pin sulla scheda con funzioni dedicate:

  • AREF: Tensione di riferimento per gli ingressi analogici. Utilizzato con analogReference ().
  • RESET: Un livello basso su questo pin resetta il microcontrollore. Questo ingresso è generalmente utilizzato dal pulsante di reset presente su alcuni shields.
Comunicazione:

La Arduino Ethernet Rev3 offre una serie di possibilità per la comunicazione con un computer, un altro Arduino o altri microcontrollori. 
Tramite la libreria SoftwareSerial è possibile indirizzare la comunicazione seriale TTL a 5V verso qualunque pin della Arduino Ethernet Rev3. L' ATmega328 supporta anche la comunicazione I2C (TWI) e la comunicazione SPI. Il software Arduino include una libreria Wire per semplificare l'uso del bus I2C e una libreria SPI da utilizzare per la comunicazione SPI. La scheda può anche collegarsi a una rete Ethernet. Quando ci si connette a una rete Ethernet è necessario fornire un indirizzo IP e un indirizzo MAC. La Libreria Ethernet è completamente supportata
 
Programmazione:

E 'possibile programmare la scheda Arduino Ethernet in due modi: tramite il connettore di programmazione a 6 pin oppure con un programmatore ISP esterno.

Il connettore di programmazione a 6 pin è compatibile con i cavi USB FTDI, con gli adattatori FTDI di Sparkfun e di Adafruit e con il convertitore USB-seriale di Arduino.

È possibile ignorare il bootloader e programmare il microcontrollore attraverso il connettore ICSP utilizzando un programmatore Arduino ISP o simile.

Caratteristiche:

  • Microcotrollore ATMega328
  • Tensione di lavoro: 5V
  • Tensione di alimentazione: da 7 a 12V
  • 14 I/O Digitali (4 riservati per l'Ethernet controller)
  • 6 Ingressi analogici
  • Lettore Micro SD a bordo
  • Ethernet controller TCP/IP W5100

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