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LAN

ist die Abkürzung für Local Area Network und wird hauptsächlich im PC-Bereich eingesetzt. Es ermöglicht die schnelle Übertragung großer Datenmengen in einem fest verkabelten Netzwerk.

Für Mikrocontroller ist LAN ebenfalls interessant, besonders wenn die Infrastruktur (Kabel, Switch, Internetanschluss, etc.) schon vorhanden ist. So kann man etwa in der Hausautomatisation von einem PC aus alle LAN-Endgeräte abfragen und steuern. Dabei muß sich der PC nicht zwingend im LAN befinden, Verbindungen über das Internet funktionieren auch. Praktisch ist soetwas, wenn man im Winter z.B. die Heizung von der Arbeit aus hochfahren kann oder Rolladen zeit- und tageslichtabhängig automatisch im ganzen Haus hoch- und runterfahren :-) Ein passwortgeschützter Zugang ist bei Internetverbindungen sehr zu empfehlen.

Mikrocontroller mit LAN-Anschluss verbrauchen im Vergleich zu PC-basierten Webservern viel weniger Strom (ca. 0,5-1W statt 2-300W) und reichen für Steuerungsaufgaben in der Hausautomatisation bei Weitem aus.

Als LAN-Endgeräte sind denkbar::

  • Sensoren (Temperatur, Wetter, Raumüberwachung,...)
  • Aktoren (Rolladensteuerung, Türöffner, Relaiskarten, Lichtschalter, Heizungsregelung, Aquariumsteuerung, ... die Liste ist endlos)
  • Kameras

Wenn die Verkabelung von Endgeräten problematisch ist, kann für die Kommunikation auch WLAN eingesetzt werden. Für die Datenübertragung zwischen PC und Mikrocontroller ändert sich dabei nichts. Am einfachsten nimmt man günstige WLAN-Switches (bei mir ist es ein Siemens SE515) und konfiguriert sie als "Kabelloser Repeater". Dadurch kann man bei Sichtverbindung etwa 100-150m Funkstrecke überbrücken.

ENC28J60

Der ENC28J60 von Microchip ist der im Hobbybereich am häufigsten anzutreffende Ethernetcontroller. Dies liegt vermutlich zum Teil daran, dass es neben dem SSOP- auch im leicht handhabbaren DIP-Bauform erhältlich ist. Der Baustein stellt eine Verbindung zwischen der LAN-Hardware (Router, Switch) und dem Mikrocontroller her und übernimmt teilweise auch die Abwicklung des Protokolls. Die Ansteuerung erfolgt über die SPI-Schnittstelle.

Da LAN bei ziemlich hohen Frequenzen arbeitet, ist die Außenbeschaltung des Netzwerkcontrollers nicht ganz unkritisch. Leitungen sollten so kurz wie möglich gehalten werden. Bei "fliegenden" Aufbauten auf Lochrasterplatte oder Breadboard kann es vorkommen, dass die Schaltung wegen Resonanzen und zu großen Leitungskapazitäten trotz richtiger Beschaltung nicht funktioniert. Besonders die Anschwingkondensatoren müssen dem Layout angepasst werden, da sonst keine stabile Kommunikation zustande kommt.

Bei einem gutgemachten Layout arbeitet der ENC jedoch sehr stabil und auch recht schnell. Wer die Aufbauarbeit (und eventuelle Fehlersuche) sparen möchte, der kann auch auf fertige Module zurückgreifen. Diese haben meist auch Entstörmaßnahmen onboard und können teilweise sogar direkt mit 5V betrieben werden (z.B. Z-LAN). Wenn das Modul keinen eigenen 3,3V-Spannungsregler hat, so muss man in der Schaltung selber die benötigten 3,3V erzeugen. Vorsicht: der ENC braucht unter Volllast ziemlich viel Strom (bis 160mA), das sollte der Spannungsregler abkönnen.

Bei der Datenübertragung wird die maximale Datenrate nur von der Leistungsfähigkeit des Mikrocontrollers begrenzt. Deshalb sollte man den Mikrocontroller bei der höchstmöglichen Frequenz betreiben (bei AVR's sind das 20 MHz bei 5V Versorgungsspannung).

Software

Hardware und Software

Module

Siehe auch

Weblinks