I2C通信はどのように機能しますか？ ArduinoとI2Cチュートリアル

例として、5つの異なるセンサーで構成されるGY-80ブレークアウトボードと、3つの異なるセンサーで構成されるGY-521ブレークアウトボードを使用します。したがって、I2Cバスを使用して2本のワイヤーで8つの異なるセンサーからデータを取得できます。

これらのコンポーネントは、以下のいずれかのサイトから入手できます。

• ADXL3453軸アクセラレータ………………………………………………………
• 2 in 1：MPU60506軸ジャイロスコープおよび加速度計…………………
• 3 in 1：GY-809軸磁場加速ジャイロスコープ………Amazon
• 3 in 1：GY-86 10DOF MS5611HMC5883LMPU6050モジュール………Banggood /AliExpress

ボードを接続する方法は次のとおりです。 Arduinoボードのシリアルクロックピンは2つのブレークアウトボードのシリアルクロックピンに接続されます。同じことがシリアルデータピンにも当てはまり、ArduinoボードのGndピンと5Vピンでボードに電力を供給します。ここでは、ブレークアウトボードにすでにプルアップ抵抗が使用されているため、プルアップ抵抗を使用していないことに注意してください。

これらのチップまたはセンサーと通信するには、それらの一意のアドレスを知る必要があります。それらはセンサーのデータシートから見つけることができます。 GY-80ブレークアウトボードには、次の4つのアドレスがあります。3軸加速度センサーの場合は16進数の0x53、3軸ジャイロの場合は16進数の0x69、3軸磁力計の場合は16進数の0x1E、気圧計と温度計の場合は16進数の0x77です。センサー。

GY-521ブレークアウトボードの場合、アドレスは1つだけで、16進数の0x68です。 Arduinoの公式ウェブサイトから入手できるArduinoI2Cスキャナーのスケッチを使用してアドレスを取得または確認することもできます。したがって、ここでそのスケッチをアップロードして実行すると、I2Cバスに接続されているデバイスのアドレスが取得されます。

センサー部品番号I2Cアドレス

3軸加速度計アナログデバイセズADXL3450x530x530データシート

3軸GyroSTマイクロエレクトロニクスL3G4200D0x690x690データシート

3軸磁力計HoneywellMC5883L0x1Eデータシート

バロメーター+温度計BoschBMP0850x770x770データシート

デバイスのアドレスを見つけたら、デバイスからデータを読み取るために、デバイスの内部レジスタのアドレスも見つける必要があります。たとえば、GY-80ブレークアウトボードの3軸加速度センサーからX軸のデータを読み取りたい場合は、X軸のデータが保存されている内部レジスタアドレスを見つける必要があります。センサーのデータシートから、X軸のデータが実際には2つのレジスタに格納されていることがわかります。16進アドレス0x32のDATAX0と16進アドレス0x33のDATAX1です。

ArduinoI2Cコード

次に、X軸のデータを取得するコードを作成しましょう。そのため、スケッチに含める必要のあるArduinoワイヤーライブラリを使用します。ここでは、最初に、以前に見つけたセンサーアドレスと2つの内部レジスタアドレスを定義する必要があります。 Wire.begin（） 関数はWireライブラリを開始します。また、シリアルモニターを使用してセンサーからのデータを表示するため、シリアル通信を開始する必要があります。

loop（）内 Wire.beginTransmission（）から始めます 特定のセンサー、この場合は3軸加速度計への送信を開始する機能。次に、 Wire.write（）を使用します 関数は、X軸の2つのレジスタから特定のデータを要求します。 Wire.endTransmission（） 送信を終了し、レジスタからデータを送信します。 Wire.requestFrom（）を使用します 関数は、送信されたデータまたは2つのレジスタからの2バイトを要求します。

Wire.available（） 関数は、取得可能なバイト数を返し、その数が要求されたバイト（この場合は2バイト）と一致する場合は、 Wire.read（）を使用します。 関数は、X軸の2つのレジスタからバイトを読み取ります。最後に、データをシリアルモニターに印刷します。これがそのデータですが、これは生データであり、X軸の正しい値を取得するにはいくつかの計算を行う必要があることに注意してください。その詳細については、Arduinoボードで加速度計を使用するための次のチュートリアルを参照してください。ArduinoI2C通信の仕組みを説明することが主な目的であったため、このチュートリアルを過負荷にしたくないためです。

/*  
 *  How I2C Communication Protocol Works - Arduino I2C Tutorial
 *  
 *   by Dejan, www.HowToMechatronics.com 
 *   
 */

#include <Wire.h>

int ADXLAddress = 0x53; // Device address in which is also included the 8th bit for selecting the mode, read in this case.

#define X_Axis_Register_DATAX0 0x32 // Hexadecima address for the DATAX0 internal register.
#define X_Axis_Register_DATAX1 0x33 // Hexadecima address for the DATAX1 internal register.
#define Power_Register 0x2D // Power Control Register

int X0,X1,X_out;

void setup() {
  Wire.begin(); // Initiate the Wire library
  Serial.begin(9600);
  delay(100);
  // Enable measurement
  Wire.beginTransmission(ADXLAddress);
  Wire.write(Power_Register);
  // Bit D3 High for measuring enable (0000 1000)
  Wire.write(8);  
  Wire.endTransmission();
}

void loop() {
  Wire.beginTransmission(ADXLAddress); // Begin transmission to the Sensor 
  //Ask the particular registers for data
  Wire.write(X_Axis_Register_DATAX0);
  Wire.write(X_Axis_Register_DATAX1);
  
  Wire.endTransmission(); // Ends the transmission and transmits the data from the two registers
  
  Wire.requestFrom(ADXLAddress,2); // Request the transmitted two bytes from the two registers
  
  if(Wire.available()<=2) {  // 
    X0 = Wire.read(); // Reads the data from the register
    X1 = Wire.read();   
  }
  
  Serial.print("X0= ");
  Serial.print(X0);
  Serial.print("   X1= ");
  Serial.println(X1);
}Code language: Arduino (arduino)