La shield si basa sull'ENC28J60, un microcontrollore della Microchip che svolge insieme le funzioni di interfacciamento con Arduino e di conversione dei dati secondo il protocollo ethernet. Il microcontrollore contiene una completa interfaccia ethernet di tipo 10 baseT, conforme allo standard IEEE 802.3 ed interfacciabile tramite un bus SPI (che implementa) configurabile per un clock massimo di 20 MHz. Utilizza l'ICSP, invece delle linee di I/O laterali, per rendere la shield compatibile a livello hardware con Arduino Duemilanove, UNO e Mega. Alla gestione del micro ethernet provvedono anche le linee digitali D10 e D2 di Arduino, destinate rispettivamente al controllo del CS (Chip Select, attivo a zero logico) e alla lettura dell' INT. La funzionalità ethernet consente di realizzare numerose applicazioni di networking quali il controllo da remoto di sistemi ed utilizzatori, la gestione domotica di abitazioni ed altri luoghi, l'accesso al web per il download o la pubblicazione di dati, e tanto altro ancora; la semplicità di trovare sul web ed integrare le librerie ethernet open-source nell'IDE di Arduino, fa il resto.
L'alimentazione viene prelevata da Arduino mediante i contatti 5V e Vin: il primo fornisce i 5 volt continui stabilizzati ai punti del circuito che li richiedono per funzionare (sostanzialmente al 74HC125 ed alle resistenze di pull-up delle linee di reset e di Chip Select) mentre il secondo alimenta il regolatore integrato U2, il quale provvede a ricavare i 3,3 volt stabilizzati che servono ad alimentare il microcontrollore ed i circuiti di accoppiamento contenuti nella presa RJ45.

L'ENC28J60 contiene una completa interfaccia ethernet di tipo 10 baseT, conforme allo standard IEEE 802.3 ed interfacciabile tramite un bus SPI configurabile per un clock massimo di 20 MHz. Il componente integra il controller MAC, dispone di un buffer di 8 kB Transmit/Receive Packet Dual Port Buffer e di un FIFO circolare gestito a livello hardware; permette inoltre la programmazione della ritrasmissione dei dati in caso di collisione.
Per quanto riguarda il Transceiver fisico (PHY) sono previsti un filtro d'uscita sagomatore dei segnali e l'implementazione della modalità Loop back.
Il controllore MAC supporta le modalità Unicast, Multicast e Broadcast packets, ha un pattern programmabile a 64 byte entro un margine consentito all’utente e prevede il programmable wake-up per diversi formati di pacchetti dati (Magic Packet, Unicast, Multicast, Broadcast).
Nel circuito della shield vediamo che il microcontrollore fa tutto da solo e gli servono solo una presa RJ45 standard con integrati i LED, i filtri e i trasformatori di linea ethernet, ed un adattatore di livello per l'interfaccia SPI di cui dispone e che gli occorre, nel nostro caso, per comunicare con Arduino; più esattamente, la comunicazione e la gestione dell'ENC28J60 avvengono mediante le linee dell'SPI-Bus che, nello schema elettrico, fanno capo ai contatti raggruppati sotto l'ICSP.
Quest’ultimo è il connettore che in Arduino UNO e Duemilanove, ma anche in Arduino Mega, viene utilizzato per l'In Circuit Serial Programming (ICSP) ovvero la programmazione in-circuit del microcontrollore ATmega (tipicamente permette di caricare il bootloader nei micro vergini); nel nostro caso, lo sketch li utilizza per gestire l'interfaccia ethernet realizzata dal micro della Microchip.

Per poter utilizzare la connettività ethernet caricate in Arduino lo sketch che vi serve, ricordando che dal nostro sito WWW.ELETTRONICAIN.IT potete scaricare la libreria specifica per la gestione dell’ENC28J60 Microchip e quindi del nostro shield. La libreria originale da cui abbiamo ricavato quella che proponiamo nel nostro sito Internet può essere scaricata dal sito https://github.com/jcw/ethercard; dal nostro sito è possibile scaricare la stessa libreria, però con a contorno un numero superiore di esempi applicativi.
Nel Listato 1 trovate uno sketch di esempio che permette di realizzare un Web Server; in particolare, nella pagina web visualizzata dal nostro sistema si vedrà il tempo, nel formato ore, minuti e secondi, trascorso dall’accensione di Arduino.

• Il prodotto è montato
• La scheda Arduino non è compresa
• È disponibile anche la versione in kit codice 8220-KA04

• Parts list
• Assembly instructions
• Arduino sketch example