AVR-Duino Eth Shield / AVR-Duino EthMAX Shield AVR-Duino alappanel-kiegészítő az Ethernet-alapok megismeréséhez Felhasználói dokumentáció TavIR-AVR 2011. május 30. 1 / 11
Felhasználás AVR-Duino Eth Shield / AVR-Duino EthMax Shield Az AVR-Duino alappanelhez készült kiegészítő, mely a mikrokontrollerek egyszerű ethernet hálózatba kapcsolási lehetőségeit demonstrálja. A Shieldboard láb- és funkció-kompatibilis az Diecimila, Arduino-NG, Uno illetve Arduino-MEGA áramkörökkel*. Megvalósításának köszönhetően alkalmas Bascom, Arduino és C nyelvű alkalmazás készítésére. Az AVR-Duino Eth Shield / AVR-Duino EthMax Shield a Microchip 28-lábú integrált ethernet-kontrollerét használja. Az ENC28J60 típusjelű chip mikrokontroller környezetbe célirányosan fejlesztett eszköz. Az ebből létrehozott Eth / EthMax Shield és AVR-Duino Mini/168 segítségével az összeállítás a www.tuxgraphics.org oldalon megjelent AVR-Ethernet alapkapcsolását valósítja meg. Arduino, Diecimila, Severino, Arduino-NG, Arduino Mega Az arduino.cc illetve a thinker.it elektronikai fejlesztő cégek GPL licensz illetve Creative Common licensz alá eső hardverei, levédett márkanevei. Az AVR-Duino Eth / EthMax funkciói EthShield v1/v2 Az AVR-Duino EthShield számos funkcióval rendelkezik: 2 / 11
RJ45 csatlakozóval szerelt 10/100 Mbps ethernet felület ENC28J60 chippel szerelten, Ethernet kapcsolat jellemzőinek megjelenítése az RJ45 csatlakozóban elhelyezett LED-ek segítségével, opcionális I 2 C kivezetés. EthShield v4...r7 RJ45 csatlakozóval szerelt 10/100 Mbps ethernet felület ENC28J60 chippel szerelten, Ethernet kapcsolat jellemzőinek megjelenítése az RJ45 csatlakozóban elhelyezett LED-ek segítségével, Beépített 1-wire buszos DS1820 (EthShield v5-től) vagy DS18B20 (EthShield v4/v5) hőmérő, RJ11 kialakítású 1-wire csatlakozó a buszrendszerhez, 24LCxxx I 2 C buszos háttértár, Opcionális órajel kivezetés az ENC28J60 chipen (ClkOut), Opcionális I 2 C kivezetés. 3 / 11
EthMax r1/r2/r3 RJ45 csatlakozóval szerelt 10/100 Mbps ethernet felület ENC28J60 chippel szerelten, Ethernet kapcsolat jellemzőinek megjelenítése az RJ45 csatlakozóban elhelyezett LED-ek segítségével, RJ11 kialakítású 1-wire csatlakozó a buszrendszerhez, 24LCxxx I 2 C buszos háttértár, TCx75 I 2 C buszos hőmérő, Opcionális órajel kivezetés az ENC28J60 chipen (ClkOut), Opcionális I 2 C kivezetés, PCF8574P I 2 C portbővítő karakteres LCD meghajtásához, Csipogó, Visszajelzés-LED. Az AVR-Duino EthShield / EthMax felépítése A kiegészítő fejlesztő panelek kapcsolási rajzai a mellékletben találhatók. 4 / 11
részei Az AVR-Duino EthShield / EthMax csatlakozói, főbb jellemző Ethernet/RJ45 Az AVR-Duino EthShield / EthMax panelen az ENC28J60 chip adatlap ajánlásának megfelelően került kialakításra az ethernet áramkör. A chip 3.3V-os tápfeszültségét a rendszer 5V tápfeszültségéből egy áteresztő stabilizátorchip biztosítja. Fontos! Az AVR-Duino alappanel 3.3V rendszere csak max. 50mA áramfelvételű eszköz működtetésére alkalmas! Az ENC28J60 chip azonban 150-200 ma áramigényű így e két rendszert közösíteni TILOS! A referenciakapcsolásban az ethernet chip SPI buszon és néhány vezérlőlábon keresztül csatlakozik a mikrokontrollerre. I 2 C kivezetés Az EthShield kiegészítő panelen az IC rendszercsatlakozó-opció is elhelyezésre került. A lezáró ellenállások beforrasztásra kerültek, így az Analog 4 és Analog5 kivezetés analóg bemenetként nem használható! A buszrendszer 2x5 tüskesorának lábkiosztása: Csatlakozó Funkció 1,3,5 +5V rendszertápfeszültség, 2,8 Megszakítás (itt nem használt), 4 SCL órajel, 6 SDA adatjel, 7,9,10 GND Reset Az AVR-Duino EthShield áramkör az alappanel reset kialakítását is tartalmazza. Így az áramkör újraindítása kényelmesen megvalósítható a Shield panelen keresztül. Digital13 LED Az EthShield panelen megtalálható egy visszajelző LED, amely az alappanel kivezetésére 5 / 11
kapcsolódik. Ezen például a bootloader működése követhető nyomon, de visszajelző funkcióra is használható a programban. Az EthMax panelen ez a visszajelző LED nem került megvalósításra! Digital LED Az EthShield / EthMax panelen is megtalálható egy visszajelző LED, amely az alappanel valamely kivezetésére kapcsolódik. Ez például visszajelző funkcióra is használható a programban. 1-Wire busz A kontrolleren a Dallas egyvezetékes kommunikációja is kialakítható. Az 1-wire kivezetés a Dallas-Maxim szabvány szerinti RJ11 (telefonalj) csatlakozóra került. Az 1-wire busz kétvezetékes módban 3.3 kohm felhúzó ellenállást tartalmaz. A csatlakozón a jelkiosztás: Csatlakozó Funkció 1 Tápfeszültség (+5V), 2 Mérési jel föld (GND), 3 Adatjel (DQ), 4 Tápfeszültség föld (GND), 5 Tápfeszültség (+5V), 6 Távtáplálás (szabályozatlan feszültség) (Nem használt) Az 1-wire buszra (RJ11 csatlakozóra) például a DS18x20 hőmérőcsalád, vagy akár 1-Wire alapú időjárás szenzorrendszer illeszthető. LCD kivezetés Az alapanelen a PCF8574P/ PCF8574AP bővítőchipre karakteres LCD került telepítésre. Az LCD kontrasztállítása a panelen elhelyezett potenciométerrel lehetséges. Az áramköri részlet csak az EthMax panelen került kialakításra! 6 / 11
Csipogó A kontroller alapú rendszerekben az audio áramkör szerepét a legtöbb alkalommal egy csipogó vagy egy kisméretű hangszóró tölti be. A csipogó az AVR-Duino digitkimeneti lábára került, ahol könnyen programozható. Az AVR-Duino EthShield / EthMax lefoglalt kivezetései Név Funkció Chipfunkció (M168/M328) Kontroller kivezetés (láb) Portdigital 2 I/O (ki/bemenet) Ethernet INT INT0 PortD.2 (4) Portdigital 3 I/O (ki/bemenet) Ethernet WOL INT1 PortD.3 (5) Portdigital 4 I/O (ki/bemenet) 1-Wire XCK/T0 PortD.4 (6) Portdigital 5 I/O (ki/bemenet) D5LED T1 PortD.5 (11) Portdigital 9 I/O (ki/bemenet) Csipogó OC1A PortB.1 (15) Portdigital 10 I/O (ki/bemenet); PWM Ethernet OC1B /SS PortB.2 (16) Portdigital 11 I/O (ki/bemenet); PWM Ethernet OC2 MOSI PortB.3 (17) Portdigital 12 I/O (ki/bemenet) Ethernet MISO PortB.4 (18) Portdigital 13 I/O (ki/bemenet) Ethernet SCK PortB.5 (19) Portanalog 4 Analóg bemenet I2C SDA PortC.4 (27) Portanalog 5 Analóg bemenet I2C SCL PortC.5 (28) Portpower 0 Reset Reset (1) Az AVRDuino EthShield / EthMaxprogramozása A panelt ideálisan Bascom illetve Arduino nyelven programozhatjuk. De alkalmas ASM, FastAVR és C nyelvvel való együttműködésre is. Ezek beállításáról, telepítéséről a oldalon kaphatunk bővebb információt. A TavIR-AVR oldalon számos Arduino illetve Bascom mintaprogram is található. Terméktámogatás Terméktámogatás a honlapon illetve a TavIR-AVR Kapcsolat menüpontjában érhető el. 7 / 11
Változat Módosítás oka 2008-07-20 Első változat 2009-06-17 2010-01-31 Aktualizálás Új hardware-k beépítése (DS18B20, EEPROM), Aktualizálás/kiegészítés. 2010-05-31 1-Wire, ENC28J60 illetve IIC kiegészítés 2011-01-02 EthMax frissítés 2011-05-30 EthMax és Eth képfrissítés 2011-09-30 Pontosítások az EthMax leírásában A dokumentáció lezárva: 2011. szeptember 30. 8 / 11
AVR-Duino EthShield kapcsolási rajz (v1, v2) 9 / 11
AVR-Duino EthShield kapcsolási rajz (v4-r7) 10 / 11
AVR-Duino EthMax kapcsolási rajz (r1/r2/r3) 11 / 11