Всем привет.
Как многие слышат, что нужно создать WEB сервер – сразу становится не по себе, всячески пытаются отойти от этой темы применив другие варианты управления и мониторинга своих устройств. Но ведь интернет и сеть есть уже почти в каждом устройстве. Так чем Ваш творение хуже?
Так что Если Вам интересно – идем дальше.

Не так страшен Волк, как его рисуют. Среди Нас много специалистов, но и много новичков. Учится никогда не поздно, я сам многому учусь, и многое познаю в практике. Надеюсь, эта статья поможет начинающим или освежит память начавшим.
За основу взят популярный модуль с контроллером ENC28j60.

А также я взял Arduino UNO(также можно Nano или Pro Mini). Все они работают на ATmega328.
В этой статье я покажу основы создания WEB сервера на самых простых библиотеках.
В данном случае:
#include «etherShield.h»
#include «ETHER_28J60.h»
Они просты для понимания – но и возможностей тоже меньше. Для обычного мониторинга и управления нагрузками – более чем достаточно.
Давайте рассмотрим, что нам нужно для этого.

Для начала идет инициализация библиотек.
Далее я указал пины для подключения модуля с контроллером ENC28j60. Так же Нам необходимо указать параметры нашего сетевого устройства. Для этого указываем MAC адрес –помните он не должен совпасть с MAC адресом Ваших сетевых устройств. Так же и IP Адрес – должен быть индивидуальным – но находиться в Вашей подсети.
К примеру, у Вас роутер(192,168,0,1), Ваш ПК(192,168,0,5) то Ваше устройство может быть(192,168,0,100).
К примеру, у Вас роутер(192,168,4,1), Ваш ПК(192,168,4,10) то Ваше устройство может быть(192,168,4,100).
Далее нужно указать порт. По умолчанию 80 – так как Веб браузеры по умолчанию опрашивают именно его(смотрите тест изменения порта в видео ниже).
Далее ETHER_28J60 ethernet; - указываем на имя объекта для обращения(ethernet), ниже в программе мы будем обращаться по этому имени.
Далее Нам необходима инициализация сетевого контроллера – применяем все установки адресов и портов.

Ну тут думаю самое сложное и не интересное закончилось …

Далее в основном цикле программы мы должны поставить условие которое будет проверять, есть ли запрос по нашему IP адресу?.. Если есть то отправить строчки нашей странички, а браузер уже придаст ей привычный нам вид. Давайте посмотрим пример:

Выделенная строка создает крупный тест на страничке, его легко редактировать и таких строчек можно добавлять по необходимости(но все упирается в количество Flash памяти контроллера).
Команда ethernet.respond(); отправляет все наши строчки сайта на браузер с которого сделали запрос на сайт(в данном случае 192.168.0.100).
Но если Вы заметили то названия у этого сайта нет(просто IP адрес).Не волнуйтесь, это поправимо, если добавить одну строчку:

Вот… теперь уже лучше.
Далее добавляя, строчки мы будем добавлять объекты на страничке которые помогут нам отображать информацию или управлять нею.
Начнем с ссылки, при нажатии на которую, мы отправим на контроллер запрос с тестом (который нужен будет нам позже для обработки).

Красной стрелкой название кнопки, а синей мы указываем на текст в запросе при нажатии на ссылку. Значит, если Мы нажмем на ссылку «Стоп» то отправим запрос на наш сервер: «192.168.0.100/stop» - где «stop» будет текст запроса.
Далее рассмотрим такой же вариант только с кнопкой:

Добавились атрибуты необходимые для отображения браузером кнопки. При нажатии, на которую, уже отправится запрос с тестом «start». Думаю здесь все понятно.
Для любителей красоты можно добавить параметры и создать интересную кнопку:

Для следующего варианта нам понадобятся переменные, добавим их в начале скетча:

Сейчас отобразим на Нашей страничке таблицу:

Для обозначения объекта таблица используется атрибут table. Далее я красным подчеркнул (tr) внешние границы таблицы и синим - внутренние рамочки. Обратите внимание что они попарно, а в центре пары Ваше значение или переменная(к примеру ves1 или ves2). Так же вы можете заметить что пара создает жирный текст а обычный текст. В конце объект таблица завершается /table.
Думаю с отображением объектов на странице достаточно для создания не сложных WEB страниц(более подробно и наглядно вы можете увидеть ниже в видео уроках для начинающих).
Но как же обработать запрос – для этого немного модифицируем наше условие с самого начала, добавив при этом переменную для строки. Так же создадим для примера два условия обработки запросов: 1-е это пустой запрос (192.168.0.100); 2-е это запрос с текстом «start»(192.168.0.100/start)

В зависимости от поданного запроса на сервер, на браузере сайт будет отображаться согласно указанным строкам:

Вот так можно делать динамические станицы, которые будут меняться, и отображать различную информацию в зависимости от параметров переменных или запросов от ссылок и кнопок.

Более детально и наглядно можно увидеть все, выше упомянутое, в Видео уроках для начинающих:

Следующие несколько уроков будут посвящены организации сети Ethernet. В этом уроке я изложу минимум информации, необходимой для практической работы с сетью. Немного расскажу об Ethernet модуле ENC28J60 и приведу схему подключения его к плате Ардуино.

Локальная сеть Ethernet.

Ethernet – самый распространенный в мире сетевой интерфейс. Когда говорят об объединении компьютеров в локальную сеть, как правило, имеют в виду именно его. Ethernet контроллер стал штатным устройством для каждого компьютера.

Первый вариант стандарта Ethernet появился еще в 70х годах. Первоначально средой передачи был коаксиальный кабель, топология сети – шина, скорость передачи 10 мегабит/сек. Со временем появилось множество разновидностей Ethernet со скоростью передачи до 100 гигабит/сек, изменилась архитектура сети, стала другой среда передачи. Об этом существует много подробной информации: протоколы, форматы данных, алгоритмы обмена и т.п. Я буду рассказывать о сети Ethernet чисто с практической стороны.

Нам интересны стандарты Ethernet (10 Мбит/сек) и Fast Ethernet (100 Мбит/сек). Они совместимы и отличаются только скоростью передачи данных. Для подключения к сети плат Ардуино мы будем использовать контроллеры первого стандарта (10 Мбит/сек), а штатные сетевые контроллеры компьютеров поддерживают второй стандарт (100 Мбит/сек). Но это не помешает подключить компьютер к той же сети. Стандарты обозначаются соответственно 10BASE-T и 100BASE-TX.

Топология сети.

Два Ethernet устройства могут быть соединены между собой непосредственно. Никакие дополнительные блоки не требуются, достаточно одного кабеля.

Если используется более двух устройств, то соединение происходит по радиальной топологии с помощью хабов (HUB).

Хаб или сетевой концентратор - это электронный прибор для соединения нескольких сетевых устройств в один сегмент сети. Он содержит несколько портов ввода/вывода.

По сути это повторитель. Все сигналы, которые подаются на один из его портов, повторяются на остальных. Несмотря на то, что физически топология сети выглядит как радиальная, логически с использованием хабов она превращается в “общую шину”. Любые пакеты данных в сети попадают на все сетевые устройства, в том числе и на устройства, которым они не предназначены. Благодаря этому возможны конфликты данных, увеличивается нагрузка на сеть. В настоящее время хабы практически вытеснены более совершенными устройствами - сетевыми коммутаторами.

Хабы можно соединять между собой, но только в древовидные структуры.

При этом недостатки, связанные с логической топологией ”общая шина” усугубляются за счет увеличения количества сетевых устройств.

Гораздо больше возможностей имеет сеть, созданная на базе коммутаторов (switch).

Топология сети выглядит, так же, как и сеть, созданная с помощью хабов. Но в отличие от последней, топология сети остается радиальной не только на физическом, но и на логическом уровне.

Коммутатор это прибор для соединения нескольких устройств сети в пределах одного или нескольких сегментов.

Подобно хабу коммутатор имеет несколько портов ввода/вывода. Но в отличие от хаба коммутатор передает пакеты данных не всем подключенным к нему устройствам, а только непосредственно получателю. Благодаря этому увеличивается производительность сети, повышается надежность.

• Хаб - это “тупой” аппаратный повторитель сигналов.
• Коммутатор – интеллектуальное устройство, которое анализирует заголовки пакетов и передает данные только на нужные порты.

Обычно сетевой коммутатор поддерживает различные скорости передачи данных одновременно.

К портам коммутаторов могут быть подключены другие коммутаторы или хабы. Это позволяет почти бесконечно расширять сеть.

Роутер или маршрутизатор – это сетевой шлюз, устройство для передачи пакетов между различными сетями. Как правило, используется для подключения к глобальной сети Интернет.

Большинство роутеров также выполняют функции сетевых коммутаторов. В этом случае можно обойтись без сетевого коммутатора.

Среда передачи данных Ethernet (кабель).

В качестве среды передачи нужные нам стандарты требуют применения кабеля категории 3 или категории 5. Используются только две неэкранированные витые пары (4 провода).

Одна витая пара предназначена для передачи данных, другая для приема.

• Волновое сопротивление линий - 100 Ом.

Кабель обозначается UTP - Unshielded twisted pair (неэкранированная витая пара). Часто на нем написано ”ETHERNET LAN CABLE”.

Стандартный кабель содержит 4 витые пары.

Мы будем использовать только две из них.

Для подключения к портам Ethernet используются 8 контактные разъемы RJ-45.

Есть два варианта распиновки разъемов: T568A и T568B. Часто просто называются варианты A и B.

Распиновка T568A.

Распиновка T568B.

• На сетевой карте компьютера и Ethernet модуле Ардуино применяется вариант A.
• Порты ввода/вывода коммутатора или роутера используют вариант B.

Понятно, что выходные сигналы одного устройства должны подключаться к входам другого, и наоборот. Поэтому существует 2 варианта кабелей: прямой и перекрестный. Прямой используется для соединения между устройствами с разъемами типов A и B, а перекрестный – для соединения портов с одинаковой распиновкой.

Для нас это означает:

• если мы будем подключать плату Ардуино к материнской плате компьютера или другой плате Ардуино, то необходимо использовать перекрестный кабель;
• если плата Ардуино подключается к коммутатору или роутеру – кабель должен быть прямым.

Прямой кабель предполагает, что соединяются контакты с одинаковыми номерами. Соответствие сигналов вход – выходу обеспечивается распиновкой разъемов сетевых портов.

В перекрестном кабеле провода соединяются таким образом, чтобы у связанных кабелем портов входные сигналы были подключены к выходам, а выходные к входам.

На рисунках показаны общепринятые цвета жил кабеля. Лучше их придерживаться.

• Максимальная длина сегмента кабеля – 100 м.

В сетевом интерфейсе Ethernet существует полная гальваническая развязка каждого устройства от среды передачи (кабеля). Развязка осуществляется за счет применения импульсных трансформаторов.

Это значительно повышает помехозащищенность сети и обеспечивает электрическую безопасность сетевых устройств.

Платы Ардуино будем подключать к сети Ethernet с помощью модуля ENC28J60. Физически он представляет собой плату размерами 51 x 18 мм.

Это самый дешевый сетевой Ethernet контроллер. По моей на момент написания статья его цена составляет всего 250 руб.

Моя цель не сделать обзор возможностей и технических характеристик модуля. Возможно, я напишу отдельную статью о нем в рубрике ”Электронные компоненты”. А сейчас я приведу информацию необходимую для работы модуля совместно с платами Ардуино.

Модуль выполнен на базе микросхемы ENC28J60 фирмы Microchip. Практически это микросхема ENC28J60 в стандартном включении.

Техническую информацию фирмы-производителя можно посмотреть по этой ссылке .

Вот принципиальная схема модуля.

Основные характеристики модуля ENC28J60.

• Совместимость с Ethernet сетями 10/100/1000 Base-T. Скорость передачи данных 10 мбит/сек, реализация TCP/IP стека.
• Интерфейс связи с микроконтроллером – SPI, частота до 20 мГц.
• Напряжение питания 3,1 – 3,6 В. Типовое 3,3 В.
• Интерфейсные входы модуля позволяют непосредственное подключение к сигналам с 5 вольтовыми уровнями. Максимально-допустимое напряжение на входах интерфейса SPI - 6 В. В половине статей о подключении ENC28J60 к Ардуино написано, что необходимо подключать входные сигналы через согласующие резисторные делители. Это не так. Сомневающееся могут посмотреть документацию на .
• Ток потребления от источника питания 3,3 В:
  • в момент передачи может достигать 180 мА;
  • в активном состоянии, но без передачи 120 мА;
  • в режиме ожидания (сигнал CS в неактивном уровне) не более 2 мА.
• В модуле обеспечивается гальваническая развязка от линии связи.

Это характеристики, которые я решил выделить. Главное:

• для питания модуля необходимо использовать источник напряжением 3,3 В и выходным током до 180 мА;
• выводы интерфейса модуля допускается подключать к 5 вольтовым сигналам.

Интерфейс связи с микроконтроллером.

К микроконтроллеру модуль подключается через 10 контактный разъем типа PLHD, расположенный на печатной плате устройства.

Назначение контактов (распиновка) модуля ENC28J60.

Подключение модуля ENC28J60 к плате Ардуино.

Уже давно был сделан Ethernet модуль, но все валялся в ящике. Никак руки не доходили.

Вот, наконец, собрался. Проверил на примерах от — работает.

В качестве микрухи используется ENC28J60 в SSOP28 корпусе. Бывает также в DIP28 и QFN корпусе. В общем, на любой вкус.

Схемотехника
Схема типейшая, по даташиту. Никаких заморочек, разве что применен разъем с трансформатором J00-0086NL, тогда как лучше было бы поставить J00-0066NL — у него коэффициент трансформации оптимальней (1:1). Но что было под рукой то и поставил. Можно и отдельный трансформатор взять, вроде FC-22 который стоял в

Еще одна важная деталь. Резистор Rbias, у меня он на схеме обозначен как R8 2k 1% нужно подбирать исходя из ревизии микросхемы. Я поставил 2.2кОм. Errata рекомендует

For silicon revisions, B1 and B4, use a 2.7 k, 1% external resistor between the RBIAS pin and ground. The value shown in the data sheet (2.32 k,) is correct for revisions B5 and B7.

Деталей не много, развести все удалось по одной стороне практически, с парой перемычек.






Дорожки мелковаты, 0.3мм, но не думаю, что у кого то это вызовет сильных затруднений. Сделано ЛУТом без проблем.

Интерфейс
Связь с контроллером по SPI интерфейсу.

• SO — MISO
• SI — MOSI
• SCK — SCK
• CS — SS Впрочем, выбор кристалла SS тут может быть повешан куда угодно.
• RESET — если никуда не подключать, то лучше его повесить на +3.3 вольта. Чтобы не болтался и не создавал глюки.
• INT — выход прерывания. При приеме пакета может дрыгать этой ногой и заставлять проц срочно обрабатывать пакет. Или, как минимум, принять во внимание, что надо получать данные.
• WOE — Это, как я понял, Wake On Ethernet. Я никуда не подключал
• 3V3 — питание на 3.3 вольта. Микруха жручая, потребляет 250мА и весьма активно при этом греется. От платы не отпаивается конечно, но горячая — палец еле держит. Да, несмотря на питание в 3.3 вольта ее входы толерантны к 5 вольтам
• GND — земля

Подробнейшее описание работы с этой игрушкой можно найти в сообществе, в цикле статей посвященной этой микросхеме и работе с Ethernet в частности. Подробней вы вряд ли где найдете:)

Всем привет.
Как многие слышат, что нужно создать WEB сервер – сразу становится не по себе, всячески пытаются отойти от этой темы применив другие варианты управления и мониторинга своих устройств. Но ведь интернет и сеть есть уже почти в каждом устройстве. Так чем Ваш творение хуже?
Так что Если Вам интересно – идем дальше.

Не так страшен Волк, как его рисуют. Среди Нас много специалистов, но и много новичков. Учится никогда не поздно, я сам многому учусь, и многое познаю в практике. Надеюсь, эта статья поможет начинающим или освежит память начавшим.
За основу взят популярный модуль с контроллером ENC28j60.

А также я взял Arduino UNO(также можно Nano или Pro Mini). Все они работают на ATmega328.
В этой статье я покажу основы создания WEB сервера на самых простых библиотеках.
В данном случае:
#include «etherShield.h»
#include «ETHER_28J60.h»
Они просты для понимания – но и возможностей тоже меньше. Для обычного мониторинга и управления нагрузками – более чем достаточно.
Давайте рассмотрим, что нам нужно для этого.

Для начала идет инициализация библиотек.
Далее я указал пины для подключения модуля с контроллером ENC28j60. Так же Нам необходимо указать параметры нашего сетевого устройства. Для этого указываем MAC адрес –помните он не должен совпасть с MAC адресом Ваших сетевых устройств. Так же и IP Адрес – должен быть индивидуальным – но находиться в Вашей подсети.
К примеру, у Вас роутер(192,168,0,1), Ваш ПК(192,168,0,5) то Ваше устройство может быть(192,168,0,100).
К примеру, у Вас роутер(192,168,4,1), Ваш ПК(192,168,4,10) то Ваше устройство может быть(192,168,4,100).
Далее нужно указать порт. По умолчанию 80 – так как Веб браузеры по умолчанию опрашивают именно его(смотрите тест изменения порта в видео ниже).
Далее ETHER_28J60 ethernet; - указываем на имя объекта для обращения(ethernet), ниже в программе мы будем обращаться по этому имени.
Далее Нам необходима инициализация сетевого контроллера – применяем все установки адресов и портов.

Ну тут думаю самое сложное и не интересное закончилось …

Далее в основном цикле программы мы должны поставить условие которое будет проверять, есть ли запрос по нашему IP адресу?.. Если есть то отправить строчки нашей странички, а браузер уже придаст ей привычный нам вид. Давайте посмотрим пример:

Выделенная строка создает крупный тест на страничке, его легко редактировать и таких строчек можно добавлять по необходимости(но все упирается в количество Flash памяти контроллера).
Команда ethernet.respond(); отправляет все наши строчки сайта на браузер с которого сделали запрос на сайт(в данном случае 192.168.0.100).
Но если Вы заметили то названия у этого сайта нет(просто IP адрес).Не волнуйтесь, это поправимо, если добавить одну строчку:

Вот… теперь уже лучше.
Далее добавляя, строчки мы будем добавлять объекты на страничке которые помогут нам отображать информацию или управлять нею.
Начнем с ссылки, при нажатии на которую, мы отправим на контроллер запрос с тестом (который нужен будет нам позже для обработки).

Красной стрелкой название кнопки, а синей мы указываем на текст в запросе при нажатии на ссылку. Значит, если Мы нажмем на ссылку «Стоп» то отправим запрос на наш сервер: «192.168.0.100/stop» - где «stop» будет текст запроса.
Далее рассмотрим такой же вариант только с кнопкой:

Добавились атрибуты необходимые для отображения браузером кнопки. При нажатии, на которую, уже отправится запрос с тестом «start». Думаю здесь все понятно.
Для любителей красоты можно добавить параметры и создать интересную кнопку:

Для следующего варианта нам понадобятся переменные, добавим их в начале скетча:

Сейчас отобразим на Нашей страничке таблицу:

Для обозначения объекта таблица используется атрибут table. Далее я красным подчеркнул (tr) внешние границы таблицы и синим - внутренние рамочки. Обратите внимание что они попарно, а в центре пары Ваше значение или переменная(к примеру ves1 или ves2). Так же вы можете заметить что пара создает жирный текст а обычный текст. В конце объект таблица завершается /table.
Думаю с отображением объектов на странице достаточно для создания не сложных WEB страниц(более подробно и наглядно вы можете увидеть ниже в видео уроках для начинающих).
Но как же обработать запрос – для этого немного модифицируем наше условие с самого начала, добавив при этом переменную для строки. Так же создадим для примера два условия обработки запросов: 1-е это пустой запрос (192.168.0.100); 2-е это запрос с текстом «start»(192.168.0.100/start)

В зависимости от поданного запроса на сервер, на браузере сайт будет отображаться согласно указанным строкам:

Вот так можно делать динамические станицы, которые будут меняться, и отображать различную информацию в зависимости от параметров переменных или запросов от ссылок и кнопок.

Более детально и наглядно можно увидеть все, выше упомянутое, в Видео уроках для начинающих: