CHESTER-X14
CHESTER-X14 je rozšiřující modul platformy CHESTER pro drátový Ethernet 10/100.
Přehled modulu
Modul CHESTER-X14 přidává rozhraní Ethernet 10/100 Mb/s s kontrolérem W5500, který má hardwarový zásobník TCP/IP, integruje MAC i PHY a se základní deskou CHESTER komunikuje po SPI. Magnetika Ethernetu na desce (ALANL100X1-DE12DT) galvanicky odděluje rozhraní a upravuje signál. Diferenciální přijímací a vysílací páry jsou vyvedené na svorkovnici, kam se zapojují jednotlivé vodiče ethernetového kabelu.
Modul může běžet přímo ze základní desky CHESTER. Případně lze na +VIN připojit externí linku 5-28 V DC, která napájí snižující měnič TPS62933 na desce; jeho pevný výstup 5 V (+V) pak napájí základní desku CHESTER. Vstup chrání Schottkyho diody (PMEG6010ELR). Výstup přerušení signalizuje základní desce CHESTER, že kontrolér Ethernetu potřebuje obsluhu.
Klíčové vlastnosti
- 10/100 Ethernet: Drátové připojení přes kontrolér W5500 s hardwarovým zásobníkem TCP/IP.
- Rozhraní k hostu po SPI: K základní desce CHESTER se připojuje po SPI.
- Integrovaná magnetika a oddělení: Transformátor Ethernetu na desce (ALANL100X1-DE12DT) zajišťuje galvanické oddělení.
- Flexibilní napájení: Běží ze základní desky CHESTER, nebo z volitelné linky 5-28 V DC na +VIN.
- Ochrana vstupu: Schottkyho diody (PMEG6010ELR) na napájecím vstupu.
- Výstup přerušení: Vyhrazená linka přerušení k základní desce CHESTER.
- Stavové LED: Indikace spojení (zelená) a aktivity (červená), které řídí čip W5500.
Typické aplikace
- Pevné připojení: Drátový Ethernet tam, kde mobilní síť nemá pokrytí nebo ji nechcete použít.
- Průmyslové sítě: Připojení zařízení CHESTER do místní průmyslové sítě LAN.
- Automatizace budov: Drátová páteř pro monitorování budov a provozů.
- Brány: Drátové připojení (uplink) pro uzly, které sbírají data.
Technické parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Typ rozhraní | Ethernet 10/100 Mb/s |
| Kontrolér Ethernetu | W5500 (hardwarový TCP/IP, integrovaný MAC + PHY) |
| Rozhraní k hostu | SPI |
| Magnetika | Integrovaná (ALANL100X1-DE12DT) |
| Galvanické oddělení | Ano, zajišťuje ho magnetika Ethernetu na desce |
| Napájecí vstup (+VIN) | 5-28 V DC (volitelné externí napájení) |
| Napájecí výstup (+V) | Pevných 5 V, napájí základní desku CHESTER |
| Výstup Ethernetu | Diferenciální páry Rx/Tx na svorkovnici |
| Rozhraní desky | Půlené prokovené otvory (castellated) na dvou protilehlých hranách, deska je připájená k základní desce CHESTER |
| Revize hardwaru | R1.0 |
Klíčové součástky
| Součástka | Typové označení | Popis |
|---|---|---|
| Kontrolér Ethernetu | W5500 | Vestavný kontrolér Ethernetu s hardwarovým zásobníkem TCP/IP a rozhraním SPI (MAC + PHY) |
| Magnetika Ethernetu | ALANL100X1-DE12DT | Integrovaný LAN transformátor pro rozhraní 10/100 |
| Měnič DC-DC | TPS62933 | Snižující měnič, vstup 5-28 V DC |
| Ochrana vstupu | PMEG6010ELR | Schottkyho diody pro ochranu vstupu |
Zapojení pinů
Modul používá standardizované rozvržení konektoru kompatibilní se slotem pro rozšiřující moduly CHESTER.
Zobrazené zapojení pinů platí pro základní desku CHESTER-M CGLS.
Zapojení konektoru CHESTER-X14
| Pin | Signál | Typ | Popis |
|---|---|---|---|
| 1 | INT | Výstup | Výstup přerušení k základní desce CHESTER |
| 2 | +V | Napájecí výstup | Pevných 5 V ze snižujícího měniče na desce (napájí základní desku CHESTER) |
| 3 | +VIN | Napájecí vstup | Volitelný externí stejnosměrný vstup do snižujícího měniče na desce (5-28 V DC) |
| 4 | GND | Zem | Systémová zem |
| 5 | Rx- | Ethernet | Přijímací pár (záporný) |
| 6 | Rx+ | Ethernet | Přijímací pár (kladný) |
| 7 | Tx- | Ethernet | Vysílací pár (záporný) |
| 8 | Tx+ | Ethernet | Vysílací pár (kladný) |
Modul může běžet přímo ze základní desky CHESTER. Když je na +VIN (pin 3) připojené externí napájení 5-28 V DC, vytváří snižující měnič TPS62933 na desce pevných 5 V na +V (pin 2), kterými se napájí základní deska CHESTER.
Rozhraní k hostu (SPI)
Na rozdíl od většiny modulů CHESTER-X (které používají I²C) komunikuje modul CHESTER-X14 se základní deskou CHESTER po SPI. Kontrolér W5500 se řídí přes piny GP slotu modulu:
| Pin CHESTER-X | Funkce SPI | Signál W5500 |
|---|---|---|
| GP0 | MISO | ETH_MISO |
| GP1 | MOSI | ETH_MOSI |
| GP2 | SCLK | ETH_SCLK |
| GP3 | CS | ETH_CS |
Výstup přerušení (INTn) čipu W5500 je vyvedený na svorku INT modulu (pin 1). Viz podsekce Pin přerušení níže.
Pin přerušení
Kontrolér W5500 signalizuje události (například příchozí paket) na svém výstupu přerušení, který je vyvedený na svorku INT modulu (pin 1). Toto přerušení musí být propojené se svorkou INT základní desky CHESTER, aby ho deska mohla zaznamenat. Na základní desce CHESTER-M CGLS přidejte propojovací vodič ze svorkovnice rozšiřujícího modulu na svorku INT základní desky. Zapojení níže je znázorněné pro modul ve slotu B; modul v jiném slotu se stejným způsobem připojí ke svorce INT daného slotu.
- Příklad: zapojení přerušení pro modul ve slotu B (CHESTER-M CGLS).
Připojení Ethernetu
Magnetika Ethernetu je přímo na modulu, takže se jednotlivé vodiče kabelu zapojují rovnou na piny svorkovnice (Rx-, Rx+, Tx-, Tx+). Externí magnetika není potřeba: magnetika na desce zajišťuje i galvanické oddělení rozhraní Ethernet.
Každý diferenciální pár (Rx a Tx) veďte jako kroucenou dvojlinku kabelem Cat5e nebo lepším a nekroucenou část kabeláže u svorkovnice udržujte co nejkratší. Standardní spoje 10/100BASE-TX (které W5500 používá) zvládnou délku kabelu až 100 m.
Ethernetový kabel zapojte do svorkovnice podle tabulky níže. Pin RJ-45 a barva vodiče odpovídají standardu T568B; pin CHESTER-X14 je převzatý z tabulky zapojení výše.
| Pin RJ-45 | Vodič (T568B) | Signál Ethernetu | Pin CHESTER-X14 |
|---|---|---|---|
| 1 | Bílo-oranžový | ETH_TD+ (Tx+) | 8 |
| 2 | Oranžový | ETH_TD- (Tx-) | 7 |
| 3 | Bílo-zelený | ETH_RD+ (Rx+) | 6 |
| 6 | Zelený | ETH_RD- (Rx-) | 5 |
| 8 | Hnědý | ETH_GND (GND) | 4 |
Průchod krabičkou
Ethernetový kabel lze do krabičky přivést dvěma způsoby:
- Kabelová vývodka (výchozí): izolované vodiče Ethernetu protáhnete vývodkou ve stěně krabičky a zapojíte do svorkovnice.
- Panelový konektor RJ-45 (na vyžádání): uživatel zapojí standardní ethernetový kabel do zdířky RJ-45 ve stěně krabičky a uvnitř nezůstane žádná volná kabeláž. Dodáváme na vyžádání.
Stavové LED
Dvě stavové LED jsou pod potiskem HARDWARIO.COM v levém horním rohu desky. Obě řídí přímo kontrolér W5500:
| LED | Signál W5500 | Barva | Funkce |
|---|---|---|---|
| LED1 | ACTLED | Červená | Aktivita Ethernetu: mění stav při vysílání nebo příjmu rámců |
| LED2 | LINKLED | Zelená | Spojení Ethernetu: svítí, když je navázané spojení se sítí |
Kompatibilní konfigurace CHESTER
Modul CHESTER-X14 lze použít s různými konfiguracemi základních desek CHESTER. Níže jsou příklady kompatibilních sestav:
CHESTER-M (CGLS)
CHESTER-C4
Použití s CHESTER SDK
V CHESTER SDK se modul CHESTER-X14 používá přes shieldy ctr_x14_a a ctr_x14_b, nebo přes funkce hardware-chester-x14-a a hardware-chester-x14-b nástroje Project Generator.
Schémata
Kompletní schéma (hlavní list, rozhraní Ethernet a napájení) je k dispozici jako PDF:
Výkres modulu
