W5100 ontwerp

Hallo allemaal,

Ik wil mijn arduino + ethernet shield vervangen door een DIY board met ethernet interface.
Nu heb ik op internet een ethernet interface gevonden (zie pdf). Het schema is redelijk duidelijk en volgens mij ook makkelijk te maken.
Ik heb echter nog wat kleine vraagjes.
1: in het ontwerp worden +3.3V, +3.3VD en +3.3VA gebruikt. Volgens mij zijn de 3.3V en 3.3VD synoniem. De 3.3VA is een 'analoge' uitvoering van de 3.3V. Dit laatste wordt volgens mij om de 'vuile' 3.3V te filteren van HF ruis (waarschijnlijk veroorzaakt door het 100Mb signaal).
Is mijn aanname daarin juist?
2: rechtsbovenin wordt gebruik gemaakt van een NR1-4-9 chip. Volgens mij niet meer dan een multiport weerstand (1k) met 1 common source. Deze is toch eenvoudig te vervangen door 6x 1k weerstand? Of heeft de multiport weerstand
nog meer functies die niet met een losse weerstand zijn te ondervangen?
- De 1.8VA/VD heeft geen verdere functie maar dient (waarschijnlijk) alleen voor de stabilisatie van de chip. Wordt verder niet gebruikt
- Links worden GNDD en GNDA gebruikt. Beide aan de voeding om de ruis te fileren. Correct?

BOM

code:


| refdes            | device               | quantity | value        | footprint                              |
| CONN1             | 13F-64               |        1 | unknown      | 13F-6X-par                             |
| C1 C2 C3 C6 C7 C9 | CAPACITOR            |        6 | 100n         | ACY-25                                 |
| C4 C5             | CAPACITOR            |        2 | 18n          | ACY-25                                 |
| C11               | CAPACITOR            |        1 | 47n          | ACY-25                                 |
| CONN4 CONN5       | CONNECTOR_6          |        2 | unknown      | CONNECTOR 6 1                          |
| CONN2 CONN3       | CONNECTOR_8          |        2 | unknown      | CONNECTOR 8 1                          |
| X1                | CRYSTAL              |        1 | 25M          | HC49                                   |
| FB1 FB2           | ferrite_bead         |        2 | BL01RN1A1D2B | RES-600P-340L-190D__Yageo-M-TYPE-12.fp |
| J1                | JUMPER               |        1 | unknown      | CONNECTOR 2 1                          |
| D1 D2 D3 D4 D5 D6 | LED                  |        6 | unknown      | LED3                                   |
| U1                | MC33269              |        1 | unknown      | TO220W                                 |
| RN1               | NR1-4-9              |        1 | 1K           | NR1-4-9                                |
| C12 C13           | POLARIZED_CAPACITOR  |        2 | 100u         | RCY100                                 |
| C10 C8            | POLARIZED_CAPACITOR  |        2 | 10u          | RCY100                                 |
| R8                | RESISTOR             |        1 | 10K          | 0.125W_Carbon_Resistor                 |
| R6                | RESISTOR             |        1 | 12K 1%       | 0.125W_Carbon_Resistor                 |
| R11 R12 R9        | RESISTOR             |        3 | 1K           | 0.125W_Carbon_Resistor                 |
| R5                | RESISTOR             |        1 | 1M           | 0.125W_Carbon_Resistor                 |
| R7                | RESISTOR             |        1 | 300 1%       | 0.125W_Carbon_Resistor                 |
| R1 R2 R3 R4       | RESISTOR             |        4 | 49.9         | 0.125W_Carbon_Resistor                 |
| S1                | SWITCH_PUSHBUTTON_NC |        1 | unknown      | SW__Panasonic_EVQPA_Series             |
| U2                | W5100                |        1 | unknown      | LQFP_40P_1300L1_1300L2_80N__WIZnet     |


w5100_CO.pdf

buckfast_beekeeper

Golden Member

NR1-4-9 is inderdaad een weerstand array. Gebruikt als voorschakelweerstanden voor de LEDS. Kan je vervangen door gewone 1k weerstanden. Er worden er ook maar 6 van de 9 gebruikt.

Eenvoudig? 100Mbit of 1Gbit is nog wat anders dan een paar kHz.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.

Op 27 januari 2020 12:45:28 schreef buckfast_beekeeper:
Eenvoudig? 100Mbit of 1Gbit is nog wat anders dan een paar kHz.

W5100 gaat tot max 100Mbps. Wat bedoel je verders met ... eenvoudig?

Jochem

Golden Member

Ik zou zeggen opletten met routen, maar het is best te doen.

Heb geduld: alle dingen zijn moeilijk voordat ze gemakkelijk worden.

Na een tijdje ff stil te hebben gelegen heb ik de hand gelegd op een shield ontwerp van Wiznet (zie PDF). Het is gebaseerd op de W5500.

Uiteindelijk deze nog iets getuned zodat ik hem als basis kan gebruiken voor verdere ontwerpen. Bijv een serieel/ethernet converter of andere ontwerpen die gebruik maken van ethernet. Hierbij wil ik dan gebruik maken van de SPI interface. Ook een ethernet module voor op een breadboard is het plan.

Volgende stap is om de PCB te maken. Als leidraad gebruik ik hiervoor de video https://www.youtube.com/watch?v=t5phi3nT8OU.
Daarin wordt een ontwerp gemaakt voor een STM32 module mbv een 4-laags PCB ontwerp.
Waarschijnlijk is dat voor dit ontwerp ook het meest handigst (denk ik).

Ik heb het Kicad ontwerp bijgevoegd. Ik heb nog geen laatste check gedaan, dus wellicht zitten er nog wat kopieerduiveltjes in.

Wellicht bruikbaar voor anderen .....

4 laag s pcb voor zo'n simpel ontwerp is niet nodig en zonde van je geld.
2 lagen moet makkelijk te doen zijn.

- Zoek verkrijgbare magnetics uit. Het zijn producten met een korte lifecycle zo lijkt het.
- Teken de ontkoppeling en filtering daar waar het bij hoort. Zo moet het ook gerout worden.

Voor een POE ESP32 bordje tekende ik het zelf als volgt;

Dit is een LAN8720 phy aan een ESP-32 welke de rest van de ethernet hardware bevat. De interface tussenbeide is een RMII op 50 MHz, vandaar de terminatie weerstandjes. Een en ander is overgenomen van een commerciele breakout en werkt prima.
Met een SPI bus naar de CPU zal het wat nog gemakkelijker zijn.

Uitsnede van de twee laags print:

Het geheel staat ook op Github.

Op 10 september 2020 06:49:32 schreef Aart:
- Zoek verkrijgbare magnetics uit. Het zijn producten met een korte lifecycle zo lijkt het.
- Teken de ontkoppeling en filtering daar waar het bij hoort. Zo moet het ook gerout worden.

RJ45 met Magnets waren inderdaad een uitdaging. Mouser heeft de 'originele' Wiznet connectoren. Heb daar een voorraadje gekocht.

Bedankt voor de tip voor ontkoppel en filtering. Voordeel van de 5100 dat het een hoop pins waren waarvan een groot aantal niet gebruikt. Voor de 5500 is dat anders. Dus is even gepriegel met terugkoppel C en andere signalen.

Ik wil de 'eerste' PCB laten maken bij JLCPCB en het daar ook voor een groot deel laten bestukken. Althans de basic parts en de W5500. Rest wordt handwerk.

Als blijkt dat e.e.a. goed werkt wil ik het in mijn 'nog in aanbouw zijnde' reflow oven proberen.