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いろいろ作業記録

W5100S-EVB-PicoとCircuit Pythonで有線LAN通信

Python

１．はじめに

W5100S-EVB-PicoとCircuitPythonで、Ethernet通信を試行した覚えです。

wiznet.io

２．準備

（１）Circuit Pythonのファームウェア

Circuit Pythonは下記サイトから、uf2形式のファームウェアを入手しインストールします。

circuitpython.org

試行した時のバージョンは、CircuitPython 10.0.1でした。

  1. W5100S-EVB-Picoの基板上の「BOOTSEL」ボタンを押したまま、をUSBケーブルでパソコンとつなぎます。
  2. ストレージとして認識されたところに、先ほどのファームウェアをコピーします。
  3. 書き込みが終わると、再起動します。

このとき、シリアル通信を観測すると、下記の表示が出てきます。

Adafruit CircuitPython 10.0.1 on 2025-10-09; W5100S-EVB-Pico with rp2040
>>>

（２）ライブラリのインストール

Thonnyを利用します
W5100S-EVB-Picoに接続
パッケージを管理
adafruit-circuitpython-wiznetを検索
「インストール」ボタンをクリック
5分以上要します
adafruit-circuitpython-wiznetとそれに付帯するライブラリがインストールされました

※上記の図には、直接関係の無い表示も含まれます。

３．試行・Server

TCP/IPサーバーのコードを整理していきます。

（１）コード

下記のsimpleserverを試行します。

W5100S-EVB-PicoのマイコンRP2040と、LAN通信ICのW5100のピン接続が、上記のコードのままでは定義が異なるので、その部分を修正します。（board.GPxxでピンを定義します）

また、サンプルではDHCPのある環境を前提のコードですが、固定IPアドレスを割り当てるときのコードも追加しています。

コメントアウトを除くところ
DHCP環境のとき # with DHCP
固定IPアドレスのとき（下記コードはこちら前提で記載） # without DHCP

W5100S-EVB-PicoをUSBケーブルでパソコンとつなぐと、ストレージとして認識されます。 code.pyに下記のコードを記述します。

import board
import busio
import digitalio
import time

import adafruit_connection_manager
import adafruit_requests
import adafruit_wiznet5k.adafruit_wiznet5k_socketpool as socketpool
from adafruit_wiznet5k.adafruit_wiznet5k import WIZNET5K

# ---------------------------------------------------------
# Pin definitions

# SPI0
SPI0_SCK = board.GP18
SPI0_TX = board.GP19
SPI0_RX = board.GP16
SPI0_CSn = board.GP17

# reset
W5x00_RSTn = board.GP20

print("Wiznet5k SimpleServer Test")

# ---------------------------------------------------------

# Initialize SPI bus 
cs = digitalio.DigitalInOut(SPI0_CSn)
spi_bus = busio.SPI(SPI0_SCK, MOSI=SPI0_TX, MISO=SPI0_RX)

# Initialize LED pin
led = digitalio.DigitalInOut(board.GP25)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
led.value = True

# ---------------------------------------------------------

# Initialize ethernet interface

# with DHCP
# eth = WIZNET5K(spi_bus, cs, is_dhcp=False)

# without DHCP
IP_ADDRESS = (192, 168, 5, 111)
SUBNET_MASK = (255, 255, 0, 0)
GATEWAY_ADDRESS = (192, 168, 5, 1)
DNS_SERVER = (0, 0, 0, 0)
MY_MAC = "0x00:0x01:0x02:0x03:0x04:0x05"
eth = WIZNET5K(spi_bus, cs, is_dhcp=False, debug=False, hostname="hoge")
eth.ifconfig = (IP_ADDRESS, SUBNET_MASK, GATEWAY_ADDRESS, DNS_SERVER)

# print out ethernet info
print("Chip Version:", eth.chip)
print("MAC Address:", [hex(i) for i in eth.mac_address])
print("My IP address is:", eth.pretty_ip(eth.ip_address))
# with DHCP
# print("IP lookup adafruit.com: %s" % eth.pretty_ip(eth.get_host_by_name("adafruit.com")))

# ---------------------------------------------------------
# Initialize a socket for our server

pool = socketpool.SocketPool(eth)
# Allocate socket for the server
server = pool.socket()
# IP address of server
server_ip = eth.pretty_ip(eth.ip_address)
# Port to listen on
server_port = 50007
# Bind to IP and Port
server.bind((server_ip, server_port))
# Begin listening for incoming clients
server.listen()

# ---------------------------------------------------------

# Main loop to accept connections and read data
while True:
    try:
        led.value = False
        print(f"Accepting connections on {server_ip}:{server_port}")
        conn, addr = server.accept()  # Wait for a connection from a client.
        print(
            f"Connection accepted from {addr}, reading exactly 1024 bytes from client"
        )
        with conn:
            data = conn.recv(1024)
            if data:
                led.value = True
                # Wait for receiving data
                print(f" receieved: {data}")
                # Echo message back to client
                conn.send(data)
                time.sleep(1)
        print("Connection closed")
    except Exception as e:
        print(f"Error: {e}")

（２）実行

W5100S-EVB-PicoとWindowsパソコンとを同じLANハブに接続し、同じIPアドレス体系にしておきます。 コードを書き込んで、W5100S-EVB-Picoを再起動すると、下記の動作をします。

送信側・Windows PC

受信側・W5100S-EVB-Picoコンソール

オートリロードがオンです。ファイルをUSB経由で保存するだけで実行できます。REPLに入ると無効化します。
code.py 出力:
]0;🐍code.py | 10.0.1\Wiznet5k SimpleServer Test
Chip Version: w5100s
MAC Address: ['0xde', '0xad', '0xbe', '0xef', '0xfe', '0xed']
My IP address is: 192.168.5.111
Accepting connections on 192.168.5.111:50007
Connection accepted from ('0.0.0.0', 0), reading exactly 1024 bytes from client
 receieved: b'asdf\n'
Connection closed
Accepting connections on 192.168.5.111:50007

４．試行・Client

TCP/IPクライアントのコードを整理していきます。

（１）コード

前述の、SimpleServerのコードを元に修正していきます。

sp = socketpool.SocketPool(eth)のあとに、s = socketpool.Socket(sp)をつないで、socketが使えるようになります。

import board
import busio
import digitalio

import adafruit_wiznet5k.adafruit_wiznet5k_socketpool as socketpool
from adafruit_wiznet5k.adafruit_wiznet5k import WIZNET5K

# ---------------------------------------------------------
# Pin definitions

# SPI0
SPI0_SCK = board.GP18
SPI0_TX = board.GP19
SPI0_RX = board.GP16
SPI0_CSn = board.GP17

# reset
W5x00_RSTn = board.GP20

print("Wiznet5k SimpleClient Test")

# ---------------------------------------------------------

# Initialize SPI bus 
cs = digitalio.DigitalInOut(SPI0_CSn)
spi_bus = busio.SPI(SPI0_SCK, MOSI=SPI0_TX, MISO=SPI0_RX)

# Initialize LED pin
led = digitalio.DigitalInOut(board.GP25)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
led.value = True

# ---------------------------------------------------------

# Initialize ethernet interface

# with DHCP
# eth = WIZNET5K(spi_bus, cs, is_dhcp=False)

# without DHCP
IP_ADDRESS = (192, 168, 5, 111)
SUBNET_MASK = (255, 255, 0, 0)
GATEWAY_ADDRESS = (192, 168, 5, 1)
DNS_SERVER = (0, 0, 0, 0)
MY_MAC = "0x00:0x01:0x02:0x03:0x04:0x05"
eth = WIZNET5K(spi_bus, cs, is_dhcp=False, debug=False, hostname="hoge")
eth.ifconfig = (IP_ADDRESS, SUBNET_MASK, GATEWAY_ADDRESS, DNS_SERVER)

# print out ethernet info
print("Chip Version:", eth.chip)
print("MAC Address:", [hex(i) for i in eth.mac_address])
print("My IP address is:", eth.pretty_ip(eth.ip_address))
# with DHCP
# print("IP lookup adafruit.com: %s" % eth.pretty_ip(eth.get_host_by_name("adafruit.com")))


# --- TCP Client Operations ---
# Replace with your server's IP or hostname
HOST = "192.168.5.9" 
# Replace with your server's port
PORT = 50007 

try:
    # Create a socket
    sp = socketpool.SocketPool(eth)
    s = socketpool.Socket(sp)
    
    # Connect to the server
    print(f"Connecting to {HOST}:{PORT}...")
    s.connect((HOST, PORT))
    print("Connected!")

    # Send data
    request = b"Hello, Server!"
    s.send(request)
    print("Request sent.")

    # Receive data
    response = s.recv(1024) # Receive up to 1024 bytes
    print("Response received:")
    print(response.decode())

except Exception as e:
    print(f"Error: {e}")
finally:
    # Close the socket
    if 's' in locals() and s:
        s.close()
        print("Socket closed.")

（２）実行

W5100S-EVB-PicoとWindowsパソコンとを同じLANハブに接続し、同じIPアドレス体系にしておきます。 コードを書き込んで、W5100S-EVB-Picoを再起動すると、下記の動作をします。

送信側・W5100S-EVB-Picoコンソール

オートリロードがオンです。ファイルをUSB経由で保存するだけで実行できます。REPLに入ると無効化します。
code.py 出力:
Wiznet5k SimpleClient Test
Chip Version: w5100s
MAC Address: ['0xde', '0xad', '0xbe', '0xef', '0xfe', '0xed']
My IP address is: 192.168.5.111
Connecting to 192.168.5.9:50007...
Connected!
Request sent.

受信側・Windows PC

５．ハマリどころの覚え書き

（１）「The Ethernet connection is down.」の表示

code.py 出力:
]0;🐍code.py | 10.0.1\Wiznet5k SimpleServer Test
Chip Version: w5100s
MAC Address: ['0xde', '0xad', '0xbe', '0xef', '0xfe', '0xed']
My IP address is: 192.168.5.111
トレースバック（最新の呼び出しが末尾）:
  ファイル "code.py", 行 82<module> 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k_socketpool.py", 行 284wrapper 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k_socketpool.py", 行 383listen 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k.py", 行 764socket_listen 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k.py", 行 1186_check_link_status 内の
ConnectionError: The Ethernet connection is down.

想定原因１・Ethernetケーブルが繋がっていない、あるいは断線している

これは、物理的な障害なので、確認して直しましょう。

想定原因２・LANハブとの相性による

例えば、NETGEAR GS324を使うと、正常なケーブルと正常なコードを使っても接続できず、W5100S-EVB-PicoとGS324のアクセスランプも点灯しません。

ここでは使いませんが、別のEthernet IC「Ethernet-UART ブリッジIC CH9120」は、正常に通信できました。 Ethernet-UART ブリッジIC CH9120 をなんとなく使う | なんでも独り言

（１）W5kライブラリのデバッグ情報を表示したい

下記の引数を、debug=Trueとします。

･･･
eth = WIZNET5K(spi_bus, cs, is_dhcp=False, debug=True, hostname="hoge")
･･･

こうすると、先ほどの「The Ethernet connection is down.」の表示の際にも、細かい情報が出力されます。

code.py 出力:
Wiznet5k SimpleServer Test
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Ethernet link is down…
Chip Version: w5100s
MAC Address: ['0xde', '0xad', '0xbe', '0xef', '0xfe', '0xed']
My IP address is: 192.168.5.111
*** Get socket.
Reserved sockets: [False, False, False]
Allocated socket # 1.
トレースバック（最新の呼び出しが末尾）:
  ファイル "code.py", 行 82<module> 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k_socketpool.py", 行 284wrapper 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k_socketpool.py", 行 383listen 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k.py", 行 764socket_listen 内の
  ファイル "/lib/adafruit_wiznet5k/adafruit_wiznet5k.py", 行 1186_check_link_status 内の
ConnectionError: The Ethernet connection is down.

Ethernetケーブルが接続されている正常なときは、下記の様な表示になります。

code.py 出力:
Wiznet5k SimpleServer Test
Chip Version: w5100s
MAC Address: ['0xde', '0xad', '0xbe', '0xef', '0xfe', '0xed']
My IP address is: 192.168.5.111
*** Get socket.
Reserved sockets: [False, False, False]
Allocated socket # 1.
* Listening on port=50007, ip=192.168.5.111
*** Opening socket 1
* Opening W5k Socket, protocol=33
Accepting connections on 192.168.5.111:50007
*** Get socket.
Allocated socket # 0
Dest is (0.0.0.0, 0), Next listen socknum is #0
*** Get socket.
Reserved sockets: [True, False, False]
Allocated socket # 2.
* Listening on port=50007, ip=192.168.5.111
*** Opening socket 2
* Opening W5k Socket, protocol=33
Connection accepted from ('0.0.0.0', 0), reading exactly 1024 bytes from client
socket_available called on socket 1, protocol 33
socket_available called on socket 1, protocol 33
socket_available called on socket 1, protocol 33
･･･

６．その他

（１）TCP/IPの確認ツール

Windows・

Linux・ncコマンド

（２）CircuitPythonをVSCodeで使う際の注意

mypy_cacheの無効化

mypy拡張が入っていると、.mypy_cacheフォルダとその関連ファイルが作られて、マイコンW5100S-EVB-Picoのストレージの容量を圧迫します。 以下のやり方で処置できます。

  • VSCodeを単体で開いて、code.pyだけを個別に開く
    • こうすることで、キャッシュを作成しなくなる
    • マイコンのマスストレージのフォルダから、VSCodeを開くと、（フォルダ一覧にファイルが表示されて作業は便利だが）キャッシュが作られてしまう。
  • mypy拡張機能を無効化する

シリアルコンソール

Raspberry Pi PICO系でCircuit Pythonの開発をする際は、パソコンとUSB接続することで、（マスストレージの他に）シリアル通信が有効になります。 そこでは、Pythonの対話型プロンプトが待ち構えていて、起動、停止、リセット、エラーログの表示、その他デバッグが可能になっています。

VSCodeでは、下記の拡張機能が活用できます。

（３）ドキュメント・サンプルの未整備

今回のW5100S-EVB-Picoの情報も少ないですが、 w5kライブラリのドキュメントやサンプルが、十分に整備されていない印象です。（これもハマリの原因・・・）

ライブラリのソースを直に見ると解決が早いかもしれません。

（４）ピン配置情報

デバイスによって定義が異なるので、参考に書き示します。

RP2040

>>> import board
>>> dir(board)
['__class__', '__name__', 'A0', 'A1', 'A2', 'A3', 'GP0', 'GP1', 'GP10', 'GP11', 'GP12', 'GP13', 'GP14', 'GP15', 'GP16', 'GP17', 'GP18', 'GP19', 'GP2', 'GP20', 'GP21', 'GP22', 'GP23', 'GP24', 'GP25', 'GP26', 'GP26_A0', 'GP27', 'GP27_A1', 'GP28', 'GP28_A2', 'GP3', 'GP4', 'GP5', 'GP6', 'GP7', 'GP8', 'GP9', 'LED', 'SMPS_MODE', 'STEMMA_I2C', 'UART', 'VBUS_SENSE', 'VOLTAGE_MONITOR', 'W5K_CS', 'W5K_INT', 'W5K_MISO', 'W5K_MOSI', 'W5K_RST', 'W5K_SCK', 'W5K_SPI', '__dict__', 'board_id']`

ESP32 WROOM

>>> import board
>>> dir(board)

['__class__', '__name__', 'BOOT0', 'BUTTON', 'CLK', 'CMD', 'D0', 'D1', 'D2', 'D3', 'I34', 'I35', 'I36', 'I39', 'IO0', 'IO1', 'IO10', 'IO11', 'IO12', 'IO13', 'IO14', 'IO15', 'IO16', 'IO17', 'IO18', 'IO19', 'IO2', 'IO21', 'IO22', 'IO23', 'IO25', 'IO26', 'IO27', 'IO3', 'IO32', 'IO33', 'IO4', 'IO5', 'IO6', 'IO7', 'IO8', 'IO9', 'RX', 'TX', 'VN', 'VP', '__dict__', 'board_id']

ESP32-C6

>>> import board
>>> dir(board)
['__class__', '__name__', 'A0', 'A1', 'A2', 'A4', 'A5', 'A6', 'D0', 'D1', 'D10', 'D2', 'D3', 'D4', 'D5', 'D6', 'D7', 'D8', 'D9', 'I2C', 'LED', 'LED_INVERTED', 'LP_I2C_SCL', 'LP_I2C_SDA', 'LP_UART_RXD', 'LP_UART_TXD', 'MISO', 'MOSI', 'MTCK', 'MTDI', 'MTDO', 'MTMS', 'RX', 'SCK', 'SCL', 'SDA', 'SPI', 'TX', 'UART', '__dict__', 'board_id']

７．まとめ

今回は、W5100S-EVB-PicoとCircuitPythonで、TCP/IPの送受信を試行しました。

参考資料