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ARD-W5100 Shield LAN (RED) Ethernet para Arduino W5100

[ARD-W5100] ARD-W5100 Shield LAN (RED) Ethernet para Arduino W5100

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Referencia Interna: ARD-W5100

Módulo Ethernet Shield W5100 para Arduino ARD-W5100

Tarjeta de expansión de red basada en el chip Wiznet W5100. Conecta tu Arduino a Internet por cable TCP/IP e incluye lector MicroSD para servidores web.

El Ethernet Shield W5100 (ARD-W5100) es el puente definitivo para integrar tu Arduino al Internet de las Cosas (IoT). A diferencia de módulos de red básicos, esta placa integra un potente controlador Ethernet Wiznet W5100 que procesa toda la pila de protocolos TCP/IP por hardware, liberando por completo la memoria de tu microcontrolador. Al montarse sobre la placa base, permite convertirla en un servidor web autónomo, enviar correos, tuitear estados o enviar datos de sensores directamente a plataformas de monitoreo global a través de un cable RJ45.

Especificaciones Técnicas

Parámetro ElectrónicoRango / Valor Oficial
Controlador de Red CentralWiznet W5100 con pila TCP/IP hardcodeada
Velocidad de Conexión10/100 Mbps Ethernet (Autonegociación)
Protocolos SoportadosTCP, UDP, ICMP, IPv4 ARP, IGMP, PPPoE
Buffer Interno de Datos16K Bytes para colas de transmisión/recepción
Voltaje de Operación5V DC (Suministrado por la placa Arduino base)
Conexión Lógica (Arduino)Bus de datos SPI (Pines 10, 11, 12 y 13)
Parámetro Mecánico / EstructuraRango / Valor Oficial
Puerto de RedToma RJ45 estándar blindada con transformador de línea
Almacenamiento AdicionalZócalo MicroSD integrado en la superficie del PCB
Indicadores Visuales (LEDs)PWR, LINK, FDX, SPD, RX, TX, y COLL (Colisiones)
Compatibilidad de ZócalosArduino UNO R3 y Arduino Mega 2560 (Mediante pines ICSP)
Compatibilidad POESoporta módulo Power Over Ethernet (No incluido en la placa)
Dimensiones de la PlacaAproximadamente 73 mm x 53 mm (Factor de forma estándar UNO)

Ventajas Clave del Módulo Ethernet Shield W5100

• Pila TCP/IP por Hardware: A diferencia de chips más baratos (como el ENC28J60) que obligan al Arduino a procesar todo el tráfico de internet gastando valiosa memoria RAM, el W5100 gestiona las conexiones internamente. Esto permite crear códigos mucho más complejos para tus sensores sin saturar el microcontrolador.

• Doble Función (Red + Memoria): El puerto MicroSD integrado no está ahí de adorno. Es vital para alojar los pesados archivos de interfaz (HTML, imágenes JPG, botones CSS) de tu servidor web, o para guardar un registro histórico de datos (Datalogger) en archivos de texto si se corta la conexión a internet.

• Librería Oficial Inmediata: Al usar el estándar de la industria, la librería Ethernet.h ya viene preinstalada en el software IDE de Arduino. Tienes a tu disposición cientos de ejemplos de código listos para compilar: clientes web, servidores locales, chat, y actualización de hora NTP.

El Ethernet Shield se apila directamente usando los cabezales largos. Dado que transfiere mucha información a gran velocidad, utiliza el protocolo SPI de hardware. Ten presente que esto monopoliza ciertos pines digitales que ya no podrás usar para tus sensores.

Galería Dinámica de Conexiones de Hardware

Esquema 1: Alineación de los cabezales del Shield W5100 sobre la placa Arduino
Esquema 3: Inserción y orientación de la tarjeta de memoria en el zócalo interno
Esquema 2: Vista lateral del conector Ethernet RJ45 y los LEDs de diagnóstico
Esquema 4: Mapa detallando los pines ocupados por el bus SPI y los Chip Selects
Guía Esencial de Conexión y Montaje de Hardware: ¡PRECAUCIÓN CON LOS PINES! Al apilar este módulo en un Arduino UNO, los pines digitales **11, 12 y 13** quedan dedicados permanentemente a la transferencia de datos (MOSI, MISO, SCK). El pin digital **10** habilita o apaga el chip de red W5100 (SS Ethernet), y el pin digital **4** habilita o apaga el lector de la memoria SD (SS MicroSD). **Ninguno de estos cinco pines (4, 10, 11, 12, 13) debe ser usado para conectar sensores, LEDs o relés externos**, ya que arruinarán la comunicación de red. El resto de pines digitales (2 al 9) y todos los analógicos (A0-A5) quedan totalmente libres.
🎓 Servidor Web Básico y Bus Compartido SPI

Poner el Arduino en Internet requiere comprender cómo se comunican las dos partes principales de esta placa:

  • Asignación de MAC e IP: A diferencia de una PC moderna, tú debes asignarle una dirección física (MAC) única a tu Arduino en el código. También puedes decirle que obtenga su IP de forma automática de tu router (vía DHCP) o asignarle una IP estática local (por ejemplo: `192.168.1.177`).
  • Servidor vs Cliente: Con la librería puedes actuar como un EthernetClient (descargando páginas web o enviando datos a un servidor central) o como un EthernetServer (quedándose a la espera de que el navegador web de tu celular o computadora ingrese a su IP para mostrarle una página HTML).
  • Gestión del Chip Select (CS): Como el W5100 y la tarjeta MicroSD usan los mismos cables de datos SPI, no pueden "hablar" al mismo tiempo. En tu código, al poner el pin 4 en ALTO (HIGH), silencias a la SD para que hable la red (Pin 10 en LOW). La librería oficial suele gestionar esto automáticamente, pero es vital comprender el concepto.
// Código Básico: Servidor Web Autónomo con Ethernet Shield W5100 // Muestra el estado de un sensor en cualquier navegador de tu red local. #include <SPI.h> #include <Ethernet.h> // Asignamos una dirección MAC de hardware inventada (Debe ser única en tu red) byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }; // Asignamos una IP estática local compatible con la puerta de enlace de tu Router // Verifica cuál es tu red (192.168.1.x o 192.168.0.x) IPAddress ip(192, 168, 1, 177); // Inicializamos el servidor web por el puerto HTTP por defecto (80) EthernetServer servidorWeb(80); void setup() { Serial.begin(115200); // Deshabilitar la tarjeta MicroSD (Pin 4) para evitar conflictos en el bus SPI pinMode(4, OUTPUT); digitalWrite(4, HIGH); Serial.println("Iniciando Modulo Ethernet W5100..."); // Inicializamos la tarjeta de red Ethernet.begin(mac, ip); servidorWeb.begin(); Serial.print("Servidor Web desplegado exitosamente en la IP: "); Serial.println(Ethernet.localIP()); } void loop() { // Esperar la conexión de un cliente (Navegador web de PC o Celular) EthernetClient cliente = servidorWeb.available(); if (cliente) { Serial.println("Un cliente se ha conectado."); boolean currentLineIsBlank = true; // Mientras el cliente esté conectado while (cliente.connected()) { if (cliente.available()) { char c = cliente.read(); // Si recibimos una línea en blanco, la solicitud HTTP ha terminado if (c == '\n' && currentLineIsBlank) { // Enviamos la respuesta estándar HTML cliente.println("HTTP/1.1 200 OK"); cliente.println("Content-Type: text/html"); cliente.println("Connection: close"); cliente.println(); // Construimos y enviamos la página Web cliente.println("<!DOCTYPE HTML>"); cliente.println("<html>"); cliente.println("<head><title>Panel Domotico Arduino</title></head>"); cliente.println("<body style='font-family: Arial; text-align: center;'>"); cliente.println("<h1 style='color: #08a586;'>Servidor Web Arduino W5100</h1>"); cliente.println("<p>Conexion de red establecida exitosamente.</p>"); // Leer un sensor de ejemplo en el pin Analógico A0 int valorSensor = analogRead(A0); cliente.print("<p>Lectura actual del Sensor en A0: <strong>"); cliente.print(valorSensor); cliente.println("</strong></p>"); cliente.println("</body></html>"); break; // Terminamos de enviar la página } // Evaluamos las líneas para saber cuándo termina la solicitud if (c == '\n') { currentLineIsBlank = true; } else if (c != '\r') { currentLineIsBlank = false; } } } // Cerramos la conexión para liberar memoria y esperar a otro cliente delay(10); cliente.stop(); Serial.println("Cliente desconectado."); Serial.println("---------"); } }
1. ¿Es normal que el chip negro principal (W5100) se caliente mucho durante el uso?
**Sí, es completamente normal.** El procesador Wiznet W5100 maneja una gran cantidad de datos y protocolos complejos a altas frecuencias, lo que hace que disipe bastante energía en forma de calor. Sentirá la superficie del chip muy caliente al tacto. La tarjeta está diseñada para soportar esto, pero si planea colocar el proyecto dentro de una carcasa o caja cerrada, asegúrese de hacer orificios de ventilación.
2. ¿Puedo conectar este Shield a un Arduino Mega 2560?
**Sí.** Aunque tiene el tamaño de un Arduino UNO, está diseñado para ser compatible con la placa Mega 2560. Al apilarlo sobre el Mega, el Shield no utiliza los pines 11, 12 y 13 para los datos SPI; en su lugar, utiliza inteligentemente el cabezal de 6 pines central (ICSP) que sobresale hacia arriba en ambas placas para transferir la red, lo que permite que encaje y funcione sin necesidad de puentear cables manualmente.
3. ¿Puedo usar la memoria MicroSD y la red Ethernet al mismo tiempo?
**Sí, ambos componentes comparten el mismo bus de datos (SPI), pero no pueden "hablar" en el mismo milisegundo exacto.** El microcontrolador gestiona esto cambiando rápidamente los pines de selección. El pin digital 10 es el "Chip Select" del Ethernet, y el pin digital 4 es el de la MicroSD. Si su código utiliza la librería Ethernet y SD de manera estructurada, el Arduino alternará entre habilitar la red para recibir una solicitud y luego habilitar la memoria para buscar la página web que debe enviar.
4. El cable RJ45 está conectado, pero mi Router no le da conexión ni responde la IP, ¿qué ocurre?
Primero, asegúrese de estar usando un cable Ethernet directo estándar, no un cable "cruzado". Segundo, si en su código está utilizando una IP estática local (Ej: 192.168.1.177), verifique que su red no esté usando un segmento diferente (como 192.168.0.x o 10.0.0.x) y cerciórese de que esa IP no esté ya ocupada por su televisor u otro equipo doméstico. Si el problema persiste, pruebe reiniciando la inicialización con DHCP (Ethernet.begin(mac); sin declarar la IP) para que el router se la asigne automáticamente.
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