--- title: "Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board" url: "https://maker.wiznet.io/mason/resellers/orcad-allegro-2-layers-stm32-ethernet-miniplc-board/" markdown_url: "https://maker.wiznet.io/mason/resellers/orcad-allegro-2-layers-stm32-ethernet-miniplc-board/md" type: "VAR: Value-Added Reseller Products" author: "maixuancanh2003" author_url: "https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board" editor: "WIZnet" editor_url: "https://maker.wiznet.io/" original_author: "maixuancanh2003" original_url: "https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board" published: "2026-01-23" language: "en" tags: ["STM32"] hardware: ["WIZnet W5500"] likes: 0 views: 1400 comments: 0 source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)" --- # Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board > Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board Original author: maixuancanh2003 (source: https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board) ## Components - **WIZnet W5500** x 1 ([docs](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500)) WIZnet parts: W5500 ([Datasheet](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500/datasheet?utm_source=maker&utm_medium=project&utm_campaign=w5500), [product hub](https://maker.wiznet.io/products/w5500/)) ## Article ## 프로젝트 정체성 이 GitHub 레포는 **OrCAD/Allegro 설계 산출물 중심**의 MiniPLC 보드 프로젝트입니다. 보드 목표는 “현장 I/O 제어 + 통신 + 로깅”을 한 장에 통합하는 것입니다. --- ## 핵심 하드웨어 구성 MCU로 **STM32F411RET6(100MHz, 512KB Flash, 128KB RAM)**가 명시되어 있습니다. 산업용 MiniPLC에서 자주 쓰는 블록들이 함께 구성됩니다. ![Top View](https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board/raw/main/Image/Top.png) 이미지 출처 : --- ## 산업용 I/O 블록 레포 설명 기준으로 **절연(옵토커플러) 기반 디지털 I/O(12V 레벨)**를 포함합니다. 산업 환경에서 노이즈/그라운드 루프/서지에 대응하기 위한 전형적인 접근입니다. --- ## 아날로그/출력 기능 **0–10V 아날로그 입력**, 그리고 **PWM/DAC 출력**이 기능 목록에 포함되어 있습니다. 이는 센서(압력/유량/레벨) 및 액추에이터(밸브/드라이브)와의 연동에 필요한 MiniPLC 기본 스펙에 가깝습니다. --- ## 필드 통신(RS485) **RS485 통신**이 포함되어 있고, README에서는 Modbus RTU/TCP 같은 산업용 프로토콜 확장을 염두에 둔 방향을 언급합니다. RS485는 현장 장비(인버터/센서/리모트 I/O) 연동에서 여전히 표준급으로 널리 쓰입니다. --- ## 시간 유지/로깅 **RTC(DS3231 배터리 백업)**와 **SD 카드 데이터 로깅**을 포함합니다. MiniPLC에서 “네트워크 장애 시에도 데이터 유실 최소화”를 위해 로컬 저장소를 두는 패턴과 맞닿아 있습니다. --- ## W5500이 하는 일 W5500은 **하드웨어 TCP/IP 스택(“Hardwired TCP/IP”)**을 내장한 SPI Ethernet 컨트롤러입니다. MiniPLC에서 MCU가 해야 할 일이 많을 때(스캔/통신/로깅) 네트워크 처리를 칩에 맡겨 MCU 부하를 줄이는 구조에 적합합니다. ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/205555862%5F1769175554%2Epng) 이미지 출처 : AI 생성 --- ## 권장 아키텍처 **I/O 스캔 태스크**는 1–10ms 주기로 DI/DO 갱신과 아날로그 샘플링/필터링을 담당합니다. **RS485 태스크**는 Modbus RTU 폴링, 타임아웃/재시도 정책, 결과를 “레지스터 맵(상태 테이블)”로 반영하는 역할이 적합합니다. **Ethernet 태스크**는 W5500 소켓을 사용해 Modbus TCP 또는 MQTT 송수신을 담당합니다. MCU는 SPI로 W5500 버퍼/레지스터를 제어하고, TCP/IP 처리는 W5500이 수행하는 구조가 일반적입니다. **로깅 태스크**는 SD 카드에 주기 저장하고, 네트워크 장애 시 로컬에 누적 후 복구 시 업로드하는 패턴으로 확장할 수 있습니다. --- ## MiniPLC 시장 규모와 전망 MiniPLC는 리서치에서 **Micro/Nano PLC 또는 Compact PLC**로 잡히는 경우가 많습니다. Mordor Intelligence는 **Micro & Nano PLC 시장이 2025년 64.4억 달러 → 2030년 82.8억 달러(CAGR 5.14%)**로 성장한다고 추정합니다. 다른 기관들은 더 공격적인 장기 전망을 제시하기도 합니다(정의/범위 차이로 수치 편차 존재). 예를 들어 Future Market Insights는 **2025년 100.48억 달러 → 2035년 182.67억 달러(CAGR 6.2%)** 같은 전망을 제시합니다. 전반적인 성장 동인은 **중소 제조 자동화 확대**, **설비 단 IIoT 연결 요구(데이터 수집/모니터링/예지보전)**, **공간·비용 제약 속 소형 통합 컨트롤러 수요 증가**로 요약됩니다. 이 레포의 “I/O+로깅+RS485+Ethernet” 통합 방향은 이러한 수요와 잘 맞습니다. --- ## FAQ (WIZnet 중심) ### Q1. 왜 이 프로젝트에서 W5500이 유리한가요? W5500은 TCP/IP를 하드웨어로 처리하는 구조라, MCU가 네트워크 패킷 처리에 쓰는 부담을 줄이기 좋습니다. 8 소켓과 내부 버퍼를 통해 다중 연결/버퍼링에서 구현 난이도를 낮출 수 있습니다. MiniPLC처럼 I/O 스캔과 필드버스를 동시에 굴리는 시스템에서 안정적인 통신 구조를 잡는 데 유리합니다. ### Q2. STM32와 W5500은 어떻게 연결하나요? 레포에 W5500이 **SPI Ethernet Controller**로 명시되어 있습니다. 따라서 STM32는 SPI로 W5500의 레지스터/버퍼를 제어하고, 소켓 기반으로 송수신을 수행하는 구조가 일반적입니다. 이때 TCP/IP 처리 자체는 W5500 내부에서 수행되므로, MCU는 애플리케이션 프로토콜과 로직에 더 집중하는 설계가 가능합니다. ### Q3. 이 MiniPLC에서 W5500의 정확한 역할은 무엇인가요? 역할은 “현장 제어 데이터의 Ethernet 게이트”입니다. DI/DO 상태, 아날로그 값, RS485(Modbus RTU)로 읽은 장비 데이터를 상태 테이블로 모아두고, W5500 소켓을 통해 상위 시스템에 전달합니다(Modbus TCP, MQTT 등). 즉 제어·로깅·필드버스는 MCU가, TCP/IP 통신은 W5500이 중심이 되는 분업 구조입니다. ### Q4. 초보자도 따라 할 수 있나요? 가능하지만 “회로/PCB 중심 레포”라는 점을 알아야 합니다. OrCAD/Allegro 설계 자료를 이해할 수 있어야 하며, 펌웨어는 README에 방향이 있으나 완성된 예제 코드 형태는 아닙니다. 초보자는 W5500의 기본 소켓 통신(예: TCP echo)부터 검증하고, 이후 RS485 폴링과 로깅을 붙여가는 방식이 실패 확률이 낮습니다. ### Q5. Industrial IoT/MiniPLC 요구사항에 W5500이 주는 실무 이점은? Industrial IoT는 장시간 가동, 재접속, 다중 연결, 장애 복구가 핵심입니다. W5500은 8개 소켓과 내부 버퍼로 네트워크 연결을 구조적으로 단순화하는 데 도움을 줍니다. SPI 기반이라 보드 설계도 상대적으로 단순해지고, MCU 리소스를 제어/로깅/필드버스에 더 배분할 수 있어 전체 시스템 안정성 목표에 맞추기 쉽습니다. ## Project Identity This GitHub repository is a MiniPLC board project focused on OrCAD/Allegro design deliverables. The goal of the board is to integrate “field I/O control + communications + logging” into a single board. --- ## Core Hardware Configuration The MCU is specified as **STM32F411RET6 (100 MHz, 512 KB Flash, 128 KB RAM)**. It is paired with building blocks commonly found in industrial MiniPLC designs. ![Top View](https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board/raw/main/Image/Top.png) Image source: [https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board](https://github.com/maixuancanh2003/Orcad-Allegro-2-Layers-STM32-Ethernet-MiniPLC-Board?utm_source=chatgpt.com) --- ## Industrial I/O Block According to the repository description, it includes **isolated (optocoupler-based) digital I/O (12 V level)**. This is a typical approach for handling noise, ground loops, and surges in industrial environments. --- ## Analog / Output Capabilities The feature list includes **0–10 V analog inputs** and **PWM/DAC outputs**. This is close to a baseline MiniPLC specification needed to interface with sensors (pressure/flow/level) and actuators (valves/drives). --- ## Field Communication (RS485) RS485 communication is included, and the README mentions a direction that considers extending to industrial protocols such as Modbus RTU/TCP. RS485 is still widely used as a de facto standard for connecting field devices (inverters, sensors, remote I/O). --- ## Timekeeping / Logging It includes an **RTC (DS3231 with battery backup)** and **SD card data logging**. This aligns with the common MiniPLC pattern of maintaining local storage to minimize data loss during network outages. --- ## What W5500 Does W5500 is an SPI Ethernet controller with an integrated **hardware TCP/IP stack (“Hardwired TCP/IP”)**. In a MiniPLC where the MCU has a lot to handle (scan, communications, logging), offloading network processing to the chip is a good fit to reduce the MCU workload. ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/205555862%5F1769175554%2Epng) Image source: AI-generated --- ## Recommended Architecture The **I/O scan task** runs every 1–10 ms to update DI/DO and handle analog sampling/filtering. The **RS485 task** is suited for Modbus RTU polling, timeout/retry policies, and reflecting results into a “register map (status table).” The **Ethernet task** uses W5500 sockets to handle Modbus TCP or MQTT TX/RX. The MCU controls W5500 buffers/registers over SPI, while TCP/IP processing is typically performed inside the W5500. The **logging task** periodically writes to the SD card. It can be extended with a pattern where data accumulates locally during network outages and uploads after recovery. --- ## MiniPLC Market Size and Outlook MiniPLCs are often categorized in research as Micro/Nano PLCs or Compact PLCs. Mordor Intelligence estimates that the **Micro & Nano PLC market will grow from USD 6.44B in 2025 to USD 8.28B in 2030 (CAGR 5.14%)**. Other organizations sometimes present more aggressive long-term outlooks (figures vary due to differences in definition and scope). For example, Future Market Insights projects a market growth from **USD 10.048B in 2025 to USD 18.267B in 2035 (CAGR 6.2%)**. Overall growth drivers can be summarized as: expanding automation among small and mid-sized manufacturers, increasing IIoT connectivity demands at the equipment level (data collection/monitoring/predictive maintenance), and rising demand for compact integrated controllers under space and cost constraints. The repository’s integration direction—“I/O + logging + RS485 + Ethernet”—aligns well with these trends. --- ## FAQ (WIZnet-focused) ### Q1. Why is W5500 advantageous in this project? Because W5500 processes TCP/IP in hardware, it helps reduce the MCU’s packet-processing burden. With 8 sockets and internal buffers, it can lower implementation complexity for multi-connection handling and buffering. In systems like a MiniPLC that run I/O scanning and fieldbus communications concurrently, it is beneficial for building a stable communication architecture. ### Q2. How are STM32 and W5500 connected? The repository specifies W5500 as an SPI Ethernet controller. A common architecture is for the STM32 to control W5500 registers/buffers via SPI and perform socket-based TX/RX. Since TCP/IP processing itself is handled inside the W5500, the MCU can focus more on application protocols and control logic. ### Q3. What is W5500’s exact role in this MiniPLC? Its role is the “Ethernet gateway” for field control data. DI/DO states, analog values, and device data read over RS485 (Modbus RTU) are collected into a status table and delivered to upper-layer systems through W5500 sockets (e.g., Modbus TCP, MQTT). In short: control/logging/fieldbus are MCU-centric, while TCP/IP communication is W5500-centric. ### Q4. Can beginners follow this project? Yes, but you should be aware that it is a “schematic/PCB-focused repository.” You need to understand OrCAD/Allegro design artifacts, and while the README provides direction for firmware, it is not a polished, ready-to-run example-code repository. For beginners, it is safer to validate basic W5500 socket communication first (e.g., TCP echo), then incrementally add RS485 polling and logging. ### Q5. What practical benefits does W5500 provide for Industrial IoT/MiniPLC requirements? Industrial IoT emphasizes long uptime, reconnection behavior, multi-connection handling, and fault recovery. W5500’s 8 sockets and internal buffers help structurally simplify network connection handling. Its SPI interface also keeps board design relatively simple, and it allows more MCU resources to be allocated to control/logging/fieldbus, making it easier to meet overall system stability goals. --- Source: https://maker.wiznet.io/mason/resellers/orcad-allegro-2-layers-stm32-ethernet-miniplc-board/