Module ETH WIZ click - Interface TCP/IP base W5500 - MIKROE-1718 Images
Ce module Click Board vous permettra d'ajouter une possibilité de communication "TCP/IP" à votre microcontrôleur grâce au circuit intégré spécialisé W5500 sur lequel il est architecturé.
Implémenter un stack TCP/IP en logiciel sur microcontrôleur coûte de la RAM, du cycle CPU et du temps de portage. Le W5500 de WIZnet résout ce problème différemment : son moteur TCP/IP est câblé en hardware, exposant directement 8 sockets indépendants au microcontrôleur via SPI. L'ETH Wiz Click (MIKROE-1718) intègre ce composant sur un format mikroBUS avec connecteur RJ-45, prêt à brancher sans configuration hardware.
Vue d'ensemble des composants du module ETH Wiz Click MIKROE-1718 avec contrôleur W5500 WIZnet
(Infographie réalisée par IA)
Au cœur du module, le W5500 de WIZnet est un contrôleur Ethernet 10/100BASE-T avec stack TCP/IP câblé en hardware, MAC et PHY intégrés, et un buffer RAM de 32 Ko partagé librement entre les 8 sockets. L'interface avec la carte hôte s'effectue via le socket mikroBUS™ en SPI Mode 0 ou 3, à des fréquences jusqu'à 80 MHz. Les broches mobilisées sont MOSI, MISO, SCK, CS et INT.
Le W5500 gère nativement les protocoles TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE et DHCP, côté hardware. Le connecteur RJ-45 standard assure la connexion réseau filaire. Le module fonctionne exclusivement en 3,3 V via le connecteur mikroBUS. Les dimensions du board sont 57,15 × 25,4 mm. Référence fabricant : MIKROE-1718.
L'ETH Wiz Click s'intègre nativement dans tout socket mikroBUS™ normalisé : cartes de développement MikroElektronika (Clicker, EasyMx PRO, Fusion for ARM, Flip & Click) et toute autre carte équipée d'un socket mikroBUS. La compatibilité est immédiate sans adaptation matérielle.
Le module fonctionnant en 3,3V uniquement, les plateformes à logique 5V (Arduino UNO classique, Arduino Mega 2560) nécessitent un adaptateur de niveaux logiques sur les lignes SPI. Les plateformes 3,3V natives (Raspberry Pi, Teensy 3.x/4.x, micro:bit) se branchent via un shield d'adaptation mikroBUS sans contrainte de niveau. Des exemples de code couvrent les compilateurs MikroElektronika (mikroC, mikroBASIC, mikroPASCAL) pour PIC, ARM, dsPIC, PIC32 et AVR.
Pour Arduino, la bibliothèque officielle WIZnet Ethernet (Ethernet.h) prend en charge le W5500 en mode natif depuis la version 2.0. La bibliothèque EthernetENC pour le W5500 est également bien connue. Sur Raspberry Pi, le module se configure via le SPI hardware du GPIO.
La différence fondamentale entre l'ETH Wiz Click et un module Ethernet classique réside dans la présence du stack TCP/IP en hardware. Avec un contrôleur comme l'ENC28J60, le microcontrôleur hôte doit embarquer et exécuter la pile réseau logicielle, ce qui consomme plusieurs Ko de RAM et monopolise des cycles processeur. Avec le W5500, les protocoles réseau sont traités dans le silicium : le MCU ne manipule que des commandes SPI vers les registres de socket.
Résultat pratique : même un ATmega 8 bits avec quelques Ko de RAM libre peut gérer plusieurs connexions TCP simultanées. Les 8 sockets indépendants permettent par exemple de maintenir en parallèle un serveur HTTP, un client MQTT, un serveur de configuration et une connexion de diagnostic, sans conflit ni round-robin logiciel.
Le buffer de 32 Ko est alloué librement entre les 8 sockets (par défaut 4Ko par socket, reconfigurable). C'est quatre fois plus que les 8 Ko de l'ENC28J60, ce qui autorise des transferts plus larges sans fragmentation. La vitesse SPI de 80 MHz et la prise en charge du 100BASE-TX éliminent les goulots d'étranglement côté bus, contrairement aux modules limités à 10 Mbit/s.
Nuance à noter : le W5500 impose sa stack TCP/IP propriétaire. Cela simplifie fortement le code, mais ferme la porte aux configurations réseau non standard ou aux optimisations bas niveau qu'autorisent uIP/lwIP.
Avec 8 sockets disponibles, l'ETH Wiz Click peut gérer plusieurs connexions HTTP simultanées (images, CSS, requêtes AJAX) sans code réseau complexe côté MCU. La librairie WIZnet simplifie les appels à quelques fonctions de lecture/écriture socket.
Dans les architectures IoT industrielles nécessitant un réseau filaire rapide, le W5500 publie des données capteurs vers un broker MQTT avec une latence très faible. Le support 100BASE-TX est utile dans les installations réseau modernes qui ne permettent plus le 10BASE-T.
Combiner l'ETH Wiz Click avec un autre Click Board (Modbus, DALI, CAN) sur la même carte de développement permet de créer une passerelle protocole. L'ETH Wiz gère l'interface réseau TCP côté LAN pendant que le deuxième module traite le bus terrain.
Dans les systèmes de badges ou de gestion d'accès, le microcontrôleur reçoit les ordres d'un serveur central via TCP et contrôle les relais localement. Le hardware TCP/IP du W5500 garantit la fiabilité de la connexion sans charge logicielle sur le MCU.
L'implémentation hardware de UDP et ICMP dans le W5500 facilite les requêtes NTP pour la synchronisation horaire ou les requêtes DNS légères. Ces protocoles, souvent complexes à implémenter en logiciel, sont accessibles en quelques lignes avec la bibliothèque WIZnet.
La mise en place physique est directe : le module se clippe sur un socket mikroBUS™ standard. La broche CS sélectionne le W5500 sur le bus SPI ; la broche INT signale les événements réseau au microcontrôleur.
Pour les environnements MikroElektronika, les exemples sont disponibles sur LibStock ou via NECTO Studio. Pour Arduino, la bibliothèque Ethernet officielle de WIZnet prend en charge le W5500 nativement depuis la version 2.0. Une initialisation basique consiste à configurer l'adresse MAC, démarrer l'interface réseau, puis ouvrir un socket sur le port souhaité.
Avant démarrage, vérifier la compatibilité des niveaux logiques (3,3V uniquement). La résistance de tirage sur CS est à gérer proprement pour éviter une initialisation involontaire du W5500 à la mise sous tension. L'attribution d'adresse IP peut se faire en statique ou via DHCP, selon les capacités du MCU et la configuration réseau locale.
Ce Click Board™ se connecte aux plateformes non-mikroBUS via un shield d'adaptation mikroBUS, qui fait le lien entre le format Click Board et les connecteurs standards des cartes de développement.
Avec un Arduino UNO ou Arduino Mega 2560 (5V logique), un adaptateur de niveaux sur les lignes SPI est nécessaire avant de connecter l'ETH Wiz Click. Sans ce conditionnement, les broches 5V risquent d'endommager le W5500. Les variantes Arduino à logique 3,3V native (Arduino Due, Arduino Zero) s'en passent. La bibliothèque Ethernet WIZnet W5500 est disponible directement dans le gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino.
Sur Raspberry Pi (GPIO 3,3V natif), le module s'utilise directement via le SPI hardware. Le Teensy 3.x/4.x est une excellente combinaison avec l'ETH Wiz Click : logique 3,3V, SPI rapide et le support W5500 est intégré aux bibliothèques Ethernet Arduino compatibles Teensy. La micro:bit (3,3V) est utilisable via le shield d'adaptation.
ETH Wiz Click MIKROE-1718 compatible 3,3V : utilisable avec Raspberry Pi, Teensy et micro:bit via shield d'adaptation mikroBUS™
(Infographie réalisée par IA)
L'ETH Wiz Click utilise le W5500, qui intègre un stack TCP/IP hardware, 32 Ko de buffer, 8 sockets simultanés, le 100BASE-TX et une interface SPI à 80 MHz. L'ETH Click (ENC28J60) se limite au 10BASE-T, 8 Ko de buffer, et nécessite une stack TCP/IP logicielle sur le MCU. L'ETH Wiz est nettement plus adapté aux applications exigeantes ou aux microcontrôleurs avec peu de RAM.
Oui. Le W5500 gère en interne TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE et DHCP. Le microcontrôleur hôte interagit avec des registres de socket via SPI pour envoyer et recevoir des données, sans implémenter la pile réseau dans son code. C'est ce qui distingue le W5500 des simples transceivers Ethernet comme l'ENC28J60.
Oui, mais un adaptateur de niveaux logiques est indispensable : l'Arduino UNO fonctionne en 5V et le W5500 n'accepte que du 3,3V. Sans adaptation, les broches SPI 5V risquent d'endommager le module. Sur les variantes Arduino à 3,3V natif (Due, Zero), aucune adaptation n'est nécessaire. La bibliothèque Ethernet WIZnet W5500 est disponible dans le gestionnaire de bibliothèques Arduino IDE.
Par défaut, les 32 Ko sont répartis équitablement : 2 Ko TX + 2 Ko RX par socket sur 8 sockets. Cette allocation est entièrement reconfigurable via les registres du W5500 : un socket peut recevoir davantage de buffer au détriment des autres, selon les besoins de l'application.
Oui, le W5500 intègre la fonction Wake-on-LAN (WoL) via UDP. Cette fonctionnalité permet de réveiller un système en veille à distance, utile dans les applications de supervision ou d'automatisme où l'économie d'énergie est un critère.
Le W5500 accepte une horloge SPI jusqu'à 80 MHz. En pratique, la vitesse effective dépend du microcontrôleur hôte et de la qualité du routage PCB. Sur la plupart des cartes de développement, 20 à 40 MHz sont couramment utilisés sans problème.
Oui. Contrairement à l'ENC28J60 qui est limité au half-duplex, le W5500 prend en charge le full-duplex en 10BASE-T et 100BASE-TX, conformément aux spécifications des réseaux locaux modernes.
Note d'application Click Board™ et Arduino™ (TOME 1)
Note d'application Click Board™ et Arduino™ (TOME 2)
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Les modules Click™ Board sont utilisés dans les établissements scolaires !
Lextronic propose également désormais aux professeurs de recevoir (par email) et sur simple demande différents TP leur permettant de mettre en oeuvre divers modules Click Board avec une platine arduino UNO.
En tant que professeur, il vous suffit de nous adresser votre demande via notre adresse email lextronic@lextronic.fr (en précisant le nom et l'adresse de votre établissement) - Seules les demandes en provenance d'une adresse email académique seront traitées (les demandes via des comptes free, gmail, hotmail, etc... ne pourront pas être traitées - Merci de votre compréhension).
Ces différents TP sont composés: d'une documentation technique, des programmes Arduino™, des schémas (sous Proteus) et des corrigés
Idéalement conçue pour le prototypage rapide, l'apprentissage et l'évaluation, cette platine Shield est destinée à venir s'enficher sur une carte Arduino® Mega2560 afin que vous puissiez y insérer jusqu'à 3 modules Click Board.
Idéalement conçue pour le prototypage rapide, l'apprentissage et l'évaluation, cette platine Shield est destinée à venir s'enficher sur une platine Raspberry (B+/2/3/+B+/4) afin que vous puissiez y insérer jusqu'à 2 modules Click Board.
La platine Flip & click partage beaucoup de l'ADN d'un Arduino®. En premier lieu de part son microcontrôleur Atmel™ 32-bit MCU AT91SAM3X8E (comme sur l'Arduino® DUE™) et de part son brochage identique à celui d'un Arduino® Uno 328.
Idéalement conçue pour le prototypage rapide, l'apprentissage et l'évaluation, cette platine Shield est destinée à venir s'enficher sur une carte Arduino ® uno, R4, Minima ou Leonardo ou CB210 afin que vous puissiez y insérer jusqu'à 2 modules Click Board.
Le starter-kit "EasyMx PRO v7" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs STM32® ARM® Cortex™-M3 et Cortex-M4 doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
Ce starter-kit professionnel est spécialement conçu pour pouvoir développer sur les microcontrôleurs Atmel™ 8, 14, 20, 28 et 40 broches de la famille AVR™.
Bénéficiant d'une documentation complète et détaillée, le starter-kit "EasyPIC for dsPIC30" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs dsPIC30 doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
Bénéficiant d'une documentation très complète, le starter-kit "EasyPIC7" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs PIC® 8 à 40 broches doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
Le starter-kit "EasyPIC Fusion™ v7" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs dsPIC®, PIC24 et PIC32 doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
