Աշխարհի ամենաէժան I2C (I-Squared-C) ադապտեր. 5 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:52

Պատրաստեք սենսորային ինտերֆեյս ձեր համակարգչի համար: Թարմացում 6/9/08. Մի քանի ուղի ուսումնասիրելուց հետո ես եզրակացրեցի, որ Microsoft Windows- ում այս տեխնիկան կիրառելու գործնական եղանակ չկա: Սա մանր օպերացիոն համակարգ չէ, ես իսկապես ջախջախեցի մի փորձիչ: Ներողություն! Windows- ի այն օգտվողներին, ովքեր կարիք ունեն I2C հնարավորությունների, լավագույնս սպասարկում են USB- ի վրա հիմնված լուծումները: Թարմացում 5/24/08. Linux- ի աջակցությունն ավելացվել է, ինչպես նաև Nintendo Wii Nunchuk վերահսկիչի և BlinkM «խելացի LED» կոդի օրինակելի կոդը: Տե՛ս README.txt ֆայլը, որը ներառված է աղբյուրի կոդով ՝ Linux- ում կազմելու և տեղադրելու համար: I2C (կարճ ՝ Inter-Integrated Circuit)-երկալար սերիական ավտոբուս, որը սովորաբար օգտագործվում է համակարգիչներում ՝ ներքին բաղադրիչների միջև ցածր մակարդակի հաղորդակցության համար: I2C- ն հայտնի է նաև ռոբոտաշինության ոլորտում: Բոլոր տեսակի սենսորները և գործարկիչները հասանելի են I2C- ի հետ համատեղելի տեսքով. Ուլտրաձայնային հեռաչափեր, արագացման, թեքության, ջերմաստիճանի և ճնշման տվիչներ, սերվո վերահսկիչներ և ավտոբուսային ընդլայնիչներ, որոնք ապահովում են լրացուցիչ ընդհանուր նշանակության (GPIO) գծեր: modernամանակակից միկրոկոնտրոլերների մեծ մասը (Atmel, Microchip PIC և այլն) ունեն աջակցություն I2C- ի համար: Բայց միկրոկոնտրոլերների վրա առկա պրոցեսորային հզորությունը սահմանափակ է, իսկ ծրագրակազմի մշակումը `մասնագիտացված խաչաձև կազմողների և ծրագրավորման միջավայրերի դեպքում, երբեմն կարող է տնային աշխատանք կատարել: Երբ դյուրակիր համակարգիչներն ու մեկ տախտակի համակարգիչները դառնում են ավելի փոքր և ավելի մատչելի, ավելի ու ավելի տարածված է դառնում տեսնել, որ այս համակարգերն ուղղակիորեն օգտագործվում են ռոբոտաշինության և էլեկտրոնիկայի նախագծերում: Սա մեծ ուժ է տալիս նոր հնարավորությունների համար, ինչպիսիք են տեսողության մշակումը և ավելի բարդ արհեստական ինտելեկտը, և մեծապես ընդլայնում է առկա զարգացման գործիքների և լեզուների շրջանակը … բայց նաև նոր խնդիր է ներկայացնում. սպառողական կարգի նավահանգիստներ, ինչպիսիք են USB- ը; չկա արտաքին հասանելի «I2C նավահանգիստ», որին կարող ենք պարզապես անդրադառնալ ՝ մեր սենսորներից օգտվելու համար … կամ կա՞:

Քայլ 1: Առկա ընտրանքներ

I2C սարքերը սովորական աշխատասեղանին կամ նոութբուք համակարգչին միացնելու եղանակներից մեկը USB-to-I2C ադապտերի միջոցով է: Գոյություն ունեն առնվազն մեկ տասնյակ նման տարբերակներ `սկսած ինքնուրույն փաթեթներից ՝ բաց կոդով ծրագրակազմով, մինչև բարդ առևտրային միավորներ` յուրաքանչյուր զանգի և սուլիչի հետ:

USB-to-I2C մոտեցման թերություններից մեկը ծախսերն են: Լիարժեք խաղարկային մոդելի արժեքը կարող է արժենալ 250 դոլար կամ ավելի: Նույնիսկ տնային տնտեսության «անվճար» այլընտրանքները ենթադրում են մասերի հավաքածու և միկրոկառավարիչ ծրագրավորողի նախնական ներդրում և դրանից օգտվելու համապատասխան գիտելիքներ: Մյուս բացասական կողմը վարորդների աջակցության համեմատական սակավությունն է ՝ հանրաճանաչ Windows ծալքից դուրս: Այս սարքերից քչերն են աշխատում մայրենի լեզվով Macintosh կամ Linux համակարգիչների վրա:

Քայլ 2: DDC Is I2C

Երբ ներածության մեջ ասացի, որ համակարգիչների մեծ մասում արտաքին I2C պորտ չկա, ես ստեցի: Պարզվում է, որ կա, և դա այնտեղ է արդեն գրեթե մեկ տասնամյակ, հիմնականում նստած է քնած վիճակում:

Modernամանակակից գրաֆիկական քարտերի և մոնիտորների աջակցությունն այն է, ինչ կոչվում է Display Data Channel (DDC), որը հանդիսանում է տեսալարերի հաղորդակցության կապ, որը թույլ է տալիս համակարգչին և էկրանին բանակցել փոխադարձ համատեղելի լուծումների միջոցով և թույլ տալ վերահսկել մոնիտորի գործառույթները, որոնք սովորաբար հասանելի են ֆիզիկական կոճակներով: ցուցադրում: DDC- ն իրականում պարզապես I2C ավտոբուսի իրականացում է ՝ մի քանի հաստատված կանոններով: Համակարգչի և մոնիտորի միջև այս կապին դիպչելով (կամ օգտագործելով DDC տողերը պահեստային չօգտագործված վիդեո նավահանգստում, օրինակ ՝ նոութբուքի արտաքին մոնիտորի միացումը), կարելի է գործնականում առանց որևէ ծախսի միանալ I2C որոշ սարքերի հետ ՝ շրջանցելով ամբողջովին ադապտերային սարքի սովորական կարիք: Այն, ինչ մեզ անհրաժեշտ է ֆիզիկապես մուտք գործել այս I2C ավտոբուս, կոտրված վիդեո մալուխ է…

Քայլ 3: Մալուխի մասնատում

Մեր I2C ինտերֆեյսի համար անհրաժեշտ է չորս լար ` +5V հզորություն, հող, սերիական տվյալներ և սերիական ժամացույց: Տեսակապերի տարբեր տեսակների Pinouts- ը կարելի է գտնել Wikipedia- ում կամ Pinouts.ru- ում: Հիշեք, եթե VGA մալուխ եք օգտագործում ՝ կապերի ամբողջական լրացումով մեկը գտնելու համար; ոմանք ներառում են միայն ենթախումբ: Մալուխի դրսից մեկուսացումը և պաշտպանությունը կտրելը, ամենայն հավանականությամբ, ներսում կգտնեք լարերի երկու խումբ: Ավելի հաստ լարերը կամ լարերի փաթեթները, որոնք փաթաթված են լրացուցիչ պաշտպանությամբ, սովորաբար կրում են տեսազանգը: Մեզ դրանք չեն հետաքրքրում, և դրանք կարող են կրճատվել: Ավելի բարակ, չպաշտպանված լարերը, ի թիվս այլոց, սովորաբար կրում են DDC (I2C) ազդանշանները: Մուլտիմետրը կամ անընդհատության ստուգիչը կարող են օգնել գտնել ձեր մալուխի ճիշտ չորս լարերը: Մերկ միակցիչի օգտագործումը կարող է այստեղ ձեռնտու լինել, քանի որ պարզապես անհրաժեշտ է չորս լարեր միացնել հետաքրքրության կապանքներին: Նշում +5V հզորության վերաբերյալ. Առկա հոսանքը շատ սահմանափակ է. մոտ 50 մԱ ՝ ըստ DDC- ի ճշգրտման: I2C սարքերի մեծ մասը հոսում է միայն մի փոքր հոսանքով, այնպես որ հնարավոր կլինի միանգամից մի քանի գործարկել … բայց եթե օգտագործում եք մեկից երկու LED (կամ համեմատաբար բարձր հոսանքի այլ սարքեր), պետք է ապահովել արտաքին էներգիա:

Քայլ 4: Ավարտված ադապտեր

Ահա պատրաստի ադապտեր: Ահա այսքանը: Ես իմը դարձրեցի լրացուցիչ կոպիտ, որպեսզի այն հեշտությամբ տեղավորվի նոութբուքի պայուսակում և ավելացրեցի չորս փին վարդակից, որն ուղղակիորեն միանում է իմ ունեցած I2C սերվո վերահսկիչին:

Քայլ 5: Softwareրագրակազմ և նախագծեր

Mac OS X- ի և Linux- ի ադապտորի հետ աշխատելու աղբյուրի կոդը կարելի է ներբեռնել իմ վեբ կայքից (ներբեռնման հղումը գտնվում է էջի ներքևում): Այն գրված է C- ով, և ձեզ հարկավոր է տեղադրել gcc (Linux- ը սովորաբար դա լռելյայն ներառում է, իսկ Mac- ի օգտվողները պետք է տեղադրեն մշակողի գործիքներ, որոնք կամընտիր տեղադրող են ձեր սկզբնական OS սկավառակի վրա կամ անվճար ներբեռնվում են Apple- ից): Օրինակի ծածկագիրը ներառված է ջերմաստիճանի տվիչ կարդալու, BlinkM «խելացի լուսադիոդ» լուսավորելու, սերիական EEPROM գրելու և ստուգելու, Nintento Wii Nunchuk կարգավորիչ կարդալու համար (միայն Linux) և սերվո վերահսկիչ տախտակի հետ հաղորդակցվելու համար: fortunatelyավոք, այս ադապտերային սխեման համատեղելի է բոլոր համակարգերի հետ: DDC- ի աջակցությունը պարտադիր չէ, այնպես որ ոչ բոլոր վիդեո քարտերն են աջակցում այս հնարավորությանը: Ես մինչ այժմ հաջողակ եմ եղել Mac համակարգերի հետ, որոնք ունեն ATI կամ Intel գրաֆիկական չիպսեր, բայց NVIDIA- ի վրա հիմնված համակարգերը բախտ չունեն: Linux- ի կողմից ես միայն հաջողությամբ փորձարկեցի IBM ThinkPad A31p (ATI գրաֆիկա), բայց այն չի աշխատի Asus EeePC- ի (Intel) հետ: Այստեղ պատկերները ցույց են տալիս փորձարկման սարք, որը ցուցադրում է տարբեր I2C սարքեր գործողության մեջ: Համակարգիչը անընդհատ կարդում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը I2C ջերմաստիճանի տվիչից, պարբերաբար մուտքագրում է այս տվյալները I2C սերիական EEPROM չիպին (այո, այն կարող էր պարզապես տպվել ֆայլում, բայց դա պետք է հետագայում ցուցադրեր I2C ծրագրերը), այնուհետև սերվո (միջոցով I2C վերահսկիչ) ծառայում է որպես ժամանակավոր ցուցիչ: Այս սարքերի գրադարանի և նմուշի ծածկագրի առկայության դեպքում ընդամենը մի քանի րոպե տևեց այս ցուցադրման հավաքումը (և դրա մեծ մասը ցուցիչ հավաքելն էր):