見栄を張らない、背伸びをしない。 私はただの阿呆です。 嘘です。 since 2012.10.17. m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m) ©2016-2018-電子工作推進プロジェクト…Makerになろう The Raspberry Pi i2c hardware has a bug which prevents it from correctly implementing clock stretching. })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga'); Raspberry Pi3で作るtwitter温度計では、初心者に馴染みのない名詞がたくさん出てきました.全部を覚える必要はありませんが、最後に整理しておきましょう。. プログラムのソースコードは,人間が文字で書いたコンピューターへの指示書です.命令やデータを並べるだけでプログラムとして成立しますが,後から読み返すとどういう設計にしていたのか思い出せなくなります.そこで,人間向けにメッセージを埋め込めるようになっていて,その部分をコメントと呼びます. 最近のソフトウェアは複雑なので複数のソフトウェア部品を組み合わせてつくります.その土台となる共通部分が, SDカードをさした直後のラズベリーパイでは,いろいろな設定操作をする必要があるので,キーボード、マウス、ディスプレイは必ず全部つないで. Learn how to change the I2C speed on the raspberry pi. I2Cの有効化. 同じ信号線にスレーブが2台以上つながっているときでも,図15のようにスレーブに番号がついていてマスターが別々に呼び出します.この呼び出し番号をI2Cアドレスと呼びます. 『denshi.club』はクリエイティブ・コモンズ 表示 4.0 国際 ライセンスで提供されています。 I2Cの速度・アドレス変更時の波形をアナライザで確認しました。Pythonとraspberry piでテストして測定動画を撮っており、I2C通信の使い方・基礎を確認したい方におすすめです。前回はデフォルトの設定でI2C通信を確認以前の記事で この記事の内容はRaspberry Pi 4と3の両方で動作確認済みです。今回はI2Cの使い方を説明したいと思います。複数デバイスを制御したいときに便利な方式になります。 I2Cは小規模な回路で遅い通信に使います. (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o), オーディオ、ビジュアル機器、料理のツール、キットの製作などを取り上げます。, 前回、I2Cのデータ転送を10kHzに設定して動作を確認しました。ラズパイのデフォルトは100kHzですが、低速でも温度センサからの読み出しができました。100kHz（100kビット/秒）はI2C規格のスタンダード・モードです。, キャラクタLCDモジュールのACM1602を利用するときに、多くの方がこの50kHzの設定をされています。安定に温度を読み取っています。, キャラクタLCDモジュールのACM1602ではSCLのクロックが0.2usほど早すぎるようなので、クロックをちょっとだけ下げて96kHzを設定をしました。, SCLの波形がすごくなまっています。この後400kHzにすると、3.3Vまで波形が伸びません。垂直軸を19ビットと高精度にして表示をしているため、USBオシロスコープの演算速度が足りなくなったようです。, 温度センサMCP9808は400kHzをサポートしています。PicoScope 5242Bの高精細度の表示をあきらめて8ビットに戻しました。, I2Cのスタート・コンディションは、SCLがHIGHのときSDAがHIGHからLOWになるタイミングと規定されています。SCLが最初にLOWになるとき1クロック分のノイズが入るので、デコードに失敗します。そこで、SCLの見ている電圧とスレッショルドを変更して、正常にデコードできるようにしました。, 温度センサMCP9808のサポート外の速度ですが、正常に温度データを送ってきます。, PicoScope 5242Bではデコードがクリチカルになりました。KeysightのオシロスコープDSOX3012Tの観測結果です。, 3.4MHzではコンスタントに通信できていません。プログラムは途中で読めないとあきらめましたが、数十秒温度データを送っていました。, (9) A-Dコンバータの利用6 10ビット SPI MCP3002/MCP3008. 今でもソフトがなければ,パソコンは何もできません.ラズベリーパイも同様です.では,ソフトウェアを自作できるプログラマーじゃないとコンピューターを使いこなせないのでしょうか？. ラズベリーパイは,電源を切ったときに外しておけば,マウス,キーボード,ディスプレイなしでも起動します. Raspberry PiのI2Cデータ転送速度と波形を見る その1 2015年後半からRASPBIAN JESSIEは各種設定がGUIベースに切り替わっています。センサや表示器などの接続に使うI2CやSPIなどのシリアル通信を有効にするのも、設定画面でチェックし再起動するだけです。 電子工作をするMakerたちの生活環境を快適にするために Raspberry Piでデフォルトで配布されているi2Cを制御するためにi2c-devというライブラリがあります。ヘッダーファイルはi2c-dev.hというのがあるますので、それをプログラム時にincludeすることで使えるようになります。 データ転送の速度は比較的遅い方です（1秒間に送受信できる回数上限は１０００回くらい）, GNDの他に2本の通信線が必要です（もちろん外付け部品には電源とグラウンドも別途必要ですが,それも合わせて, ラズベリーパイと工作した回路の間で同じ信号線を使いながら,通信方向を適宜切り替えることができます, 2本の線に,同時に2個以上の部品を接続できます.複数の部品が同時に話し出さないように交通整理されています. Raspberry PiのI2Cデータ転送速度と波形を見る その2 前回、I2Cのデータ転送を10kHzに設定して動作を確認しました。 ラズパイのデフォルトは100kHzですが、低速でも温度センサからの読み出しができまし … Raspberry Pi3で作るtwitter温度計では、I2Cという通信方法を使いました. 実は,ラズベリーパイとかI2C規格は,電子工作の世界で広く使われいるため,ネットにたくさん情報があります.Wikipediaを筆頭にいろいろなサイトを訪問して調べてみましょう.そして,自分の失敗談を正直に書いているホビイスト（趣味の電子工作人）がいたら,よく読んでみてください.実は,他人の成功談よりも失敗談のほうが参考になることが多いのです. 今でもソフトがなければ,パソコンは何もできません.ラズベリーパイも同様です.では,ソフトウェアを自作できるプログラマーじゃないとコンピューターを使いこなせないのでしょうか？ハードウェアの性能を最大限に引き出すようなきつい仕事に使わなければ,出来合いのプログラムをちょこちょこっと組み合わせて使うこともできます. この記事の内容はRaspberry Pi 4と3の両方で動作確認済みです。今回はI2Cの使い方を説明したいと思います。複数デバイスを制御したいときに便利な方式になります。 PCの利用方法、周辺機器、ネットワーク、Wi-Fi、NAS、クラウドの利用 })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga'); ラズベリーパイはスマートフォンで使われているコンピューターとその周辺回路を取り出して,電話送受信回路の代わりにいろいろなハードウェアにつながるように設計された名刺サイズの基板です.最新パソコンと比べると速度や機能で負けますが,ちょっとしたアイディアで世界が広がる楽しい素材です. マルツエレック株式会社Copyright(C) Marutsuelec Co., Ltd. All Rights Reserved. (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){ メジャーな通信方法なので,対応しているICがたくさん手に入ります.磁気センサー,時計,その他いろいろです. 最初に話を始めるマスター（主人:主導権を持った役割という意味です）が,通信線上に1台だけいます.今回を含めて,大抵の場合マスターはコンピューターが担当します.残りはスレーブ（従者:マスターに従う役割です）と呼ばれていて,マスターからの指示が来た時だけ,指示にしたがって受信したり,送信したりします. 2019年6月24日、Raspberry Piの最新モデルであるRaspberry Pi 4 Model Bが発表されました この記事では各スペックとRaspberry Pi 3との比較や入手方法(現在は日本国内では入手不可)などについてまとめて … PCの利用方法、周辺機器、ネットワーク、Wi-Fi、NAS、クラウドの利用 (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o), SDカードをさした直後のラズベリーパイでは,いろいろな設定操作をする必要があるので,キーボード、マウス、ディスプレイは必ず全部つないでおきましょう.設定とプログラムの準備が終わったら,図14のようにこの3つを外すこともできます. m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m) // osoyooのセンサーセットを買ったのでまずは、i2cキャラクタlcdの動作確認をしました。 基本的には、osoyooの取り扱い説明手順と同じですが、少しハマったところもありました。 備忘も兼ねて動作確認手順を説明しようと思います。 lcd 1602 i2c キャラクタデバイス ラズパイとlcdの接続 サンプルコ… コマーシャルで「パソコンも、ソフトなければただの箱」と言っていたのは、だいぶん昔のことになってしまいました. All rights reserved. 『denshi.club』はクリエイティブ・コモンズ 表示 4.0 国際 ライセンスで提供されています。 電子工作をするMakerたちの生活環境を快適にするために 個人情報の扱い お問い合わせ 個人情報の扱い お問い合わせ ga('send', 'pageview'); (11) オーディオ用に設計されたOPアンプOPA1622を利用する (1) SPICEモデルの入手, (12) オーディオ用に設計されたOPアンプOPA1622を利用する (2) .stepコマンドで負荷抵抗を変化. This will allow slave devices which require clock stretching, like the BNO055 IMU, to be used with the Raspberry Pi. © Indoor Corgi Elec. I2C機器との接続で使うRaspberry Piのピンは、電力供給用のVとGND、およびデータ通信用のSDAとクロック信号のSCLの4本です。Raspberry Piでは、3.3Vおよび5Vの出力が可能です。使用する機器によって使用する電圧のピンを変えることになりますが、まぁだいたい3.3Vを使うことになると思 … デスクトップパソコンでは,マウスやキーボードを繋がないと起動してくれないものもあります. Raspberry PiでI2C機器を使う記事で、毎回準備の段階についてあれこれ書くのは煩わしいので、記事を用意することにしました。本記事では、I2Cの概要と、実際にRaspberry Piで使う際に必要なことをまとめます。, Raspberry Piで電子工作を始めると、I2Cという言葉をやたらと見るようになりますが、とっかかりの段階ではどうにも謎めいた言葉なので、まずI2Cについてから書きます。, まず、Raspberry Piで標準的に外部の機器とやり取りしようと思ったら、GPIOを利用します。GPIOピンは 0 or 1 のデジタル信号を入出力します（1は具体的には3.3V）。LEDをチカチカさせるだけならそれでもよいのですが、たとえば温度センサから温度を読み取りたいとなると、それだけだとちょっと厳しいものがあります。そこでI2Cを使います。, I2CはInter-Integrated Circuitの略で、外部デバイスとやり取りするためのプロトコルの一つです。データ通信とクロック送受信の2本線でやり取りします（実際は、他に電源用にVとGNDで2本使います）。非常にシンプルなプロトコルといえます。しかも、線を繋いでいくと機器を数珠繋ぎに接続できます。少ない線で多くのデバイスとやり取りできるわけです。やってみるとこれがとてもお手軽で有り難い。, しかし、データ通信を1本の線で行ういわゆる半二重通信のために、データの転送速度という点には制約があり、あまり早くはありません。なので、ADコンバータや液晶ディスプレイのように、転送速度が必要なものは、4本の線を用いて全二重通信ができるSPI(Serial Peripheral Interface)という通信方法が用いられるものがけっこうあります。, とはいえやはり線の少ないI2Cのシンプルさは使いやすく、環境系のセンサなどはI2Cが多いように思えます。実際、よく使うことになるでしょう。Raspberry Piにおいては、GPIOピンの一部を、I2C用のピンとして割り当てることができます。本記事では、その割り当て方と、割り当てた後に機器と接続して確認するまでの手順を書きます。, ここでは、3.18以降の新しいカーネルを使った、対話的な方法について記述します。3.10以前の古いカーネル、あるいは非対話的に有効化する場合は、後述の参考記事を参照。, Raspberry PiでI2Cを使えるようにします。カーネルのバージョンによってやり方が変わるので、古い本を参考にしている人は要注意です。uname -r コマンドでカーネルのバージョンがわかります。3.18以降か、3.10以前かが境目です。バージョンが古い場合、rpi-updateで最新版にアップデートします。, それにしても、ラズパイ系のコマンドはだいたいraspi-hogehogeが多いのに、なぜこれだけrpi-なんでしょう。, Raspberry Piはデフォルトの状態ではI2Cが有効化されていません。後述のピン配列を見るとわかるのですが、I2C通信のために使われるピンは、デフォルトではGPIOピンとして機能しています。GPIOピンが多いほうがよかろうということなんでしょうね。ですので、有効化させる必要があります。古いカーネルでは設定ファイルをあれこれ変更する必要がありましたが、現在はraspi-configで簡単に有効化させられます。, raspi-configは対話的なコマンドです。最初に領域拡張やタイムゾーンの設定などを行うと思いますが、そのときについでにやってしまうと手間が多少省けます。, 「8 Advanced Option」→「A7 I2C」より、I2Cを選択して、有効化させます。デフォルトで有効化する？とか色々聞かれますので、Yesと答え、終わったら再起動です。, 参考にしました。ありがとうございます。また、古いカーネルで行う方法、非対話的な方法については、下記記事が参考になります。, Raspberry Piと導線があればできます。現実的には、ジャンパワイヤとブレッドボードが第一歩になるでしょう。, ケーブルを準備します。Raspberry Piで使うには、オス-メスのジャンパワイヤとブレッドボードを使うのが一番簡便でしょうか。まぁ、電気的に繋がればなんでもよいです。, I2C機器との接続で使うRaspberry Piのピンは、電力供給用のVとGND、およびデータ通信用のSDAとクロック信号のSCLの4本です。Raspberry Piでは、3.3Vおよび5Vの出力が可能です。使用する機器によって使用する電圧のピンを変えることになりますが、まぁだいたい3.3Vを使うことになると思います。5Vを使う場合、データシートより耐電圧が5V以上であるかどうかを確認します。, Raspberry Pi は、初代かバージョン2かでピン配列が違います。旧型モデルでは26ピン、2ではさらに拡張された40ピンです。配置は「RPi Low-level peripherals – eLinux.org」にあるとおり。I2Cで使われるところは一緒です。, 左側のPin3,5がデータ通信、クロック用のピンで、電源用に3.3Vまたは5Vのピンと、GNDのピンのどこかを使うことになります。前述のとおり、だいたいは 3.3V を使うと思います。, 準備したケーブルを用いて、Raspberry PiとI2C機器を実際に繋げます。通常ArduinoなどでI2C機器を使うときは、プルアップやプルダウンが必要であったりするようですが、Raspberry Piでは基板上にそれらが実装されているので、特に準備する必要はありません（参考：「PiRT-UnitによるI2Cデバイスの利用 | OpenRTM-aist」、「Raspberry PiのGPIOは起動直後から内部プルダウンされている – hnwの日記」）。なおプルアップというのは、入力がないときに電位がHighになるような配線で、「プルアップ ‐ 通信用語の基礎知識」の解説がわかりやすいと思います。逆にLowに固定するものはプルダウンと呼ばれます。周囲の環境などからくるノイズによる意図しない入力が発生しないようにする、安定化の術ですね。, さて、実際に接続したら、Raspberry Piで認識されているかどうかを以下のコマンドで確認します。, i2cdetectコマンドにより、I2Cデバイスを見つけられます。-yというのは、非対話的なモードでというオプションで、1は1chのI2Cバスでということです。最初の頃の古いRaspberry Piだと、0chを使うものがありますが、今はまず1chと考えてよいでしょう。I2Cデバイスは、7ビットのスレーブアドレスで表現されます。つまり、最大7ビット分のデバイスを接続できるということです。SDA、SCLをそれぞれ数珠つなぎにすれば、複数台認識され、それぞれのデバイスに割り当てられているスレーブアドレスより個別に制御できます。, 技術系の話題が多いですが、雑記ブログです。気がつくとブログを始めて8年以上。早いものです。, 基本的には記事内でコメントしていただければと思います。直接何か連絡がある時はTwitter経由でお願いします。, このサイトは、Amazon.co.jpを宣伝しリンクすることによってサイトが紹介料を獲得できる手段を提供することを目的に設定されたアフィリエイト宣伝プログラムである、Amazonアソシエイト・プログラムの参加者です。, このサイトはアクセス解析として「Googleアナリティクス」を利用しており、そのためにファーストパーティ cookie により匿名のトラフィックデータを収集しています。, Chrome → Safari 移行を試みて二ヶ月、結局Chromeに帰ってきてしまいました, Raspberry Pi の I2C を有効化する方法 (2015年版) – 意識低い開発者のBlog, Raspberry Pi の I2C を有効化する方法 (旧版) – 意識低い開発者のBlog, RaspberryPi – Raspberry Pi 2とセンサーデータで遊ぶための初期設定 – Qiita, Raspberry PiのGPIOは起動直後から内部プルダウンされている – hnwの日記, USB-microUSB変換アダプタで Raspberry Pi をコンセントに直付けして室温表示, Raspberry Pi で AD変換チップ ADS1015 を使って値を連続的に取得する, Raspberry Pi にGPSモジュールをつけてStratum 0で時刻同期(スタンドアロン), 5400mAhのバッテリーでRaspberry Pi 2 連続12時間稼働（スタンドアロン）, Raspberry Pi で時刻をスタンドアロンでGPSと同期するなら、RTCモジュールとセットが良い, AWS Lambda (Python 3.8)から Amazon Elasticsearchを使う(LambdaはSAMで), AWS SAM CLIでSNSからLambdaを起動する(Python 3.8)、S3からSNSに通知する, LoRaWAN 1.0.2 の Confirmed な message の仕様メモ, Pandasで2列を比較してTrue/Falseの新たな列を作る。さらに1/0へのマッピング. オーディオ、ビジュアル機器、料理のツール、キットの製作などを取り上げます。, 2015年後半からRASPBIAN JESSIEは各種設定がGUIベースに切り替わっています。センサや表示器などの接続に使うI2CやSPIなどのシリアル通信を有効にするのも、設定画面でチェックし再起動するだけです。2015-05-05バージョンからpiユーザは、I2Cを扱うのにsudoをつける必要がなくなっています。, 設定メニューから変更します。「Preferences」-「Raspberry Pi Configuration」を選びます。, 表示された設定画面で、Interfacesのタブを選びます。I2Cの「Enabled」をチェックしOKを押して有効にします。この後、rebootします。再起動するとI2Cが有効になります。, ツールi2c-toolsとPythonのライブラリsmbusをインストールします。, ターミナルで、i2cdetect -y 1 と打つと、接続されているデバイスを表示できます。, 400kHzのI2Cバス転送速度対応の温度センサMCP9808を用意しました。アドレスはデフォルトで0x18です。A0~A2のピンを使って変更ができますが、ほかのデバイスはつながないので、デフォルトで使いました。, MCP9808の温度は0x05レジスタに2バイトで収納されています。プログラムは、センサから温度を読んで、摂氏に直して表示するルーチンを繰り返します。ファイル名はi2c-loop.pyで保存し、sudo chmod 755 i2c-loop.pyで実行権をつけます。, プログラムで表示される読み取ったデータは0x8A、C1と上位と下位のバイトが逆順です。なので、上位と下位のバイトを入れ替えます（スワップ）。MCP9808のマニュアルによると、読み取ったデータを0x0FFFでマスクし、16で割ると、摂氏の温度データが得られます。それを小数点第一位で四捨五入して表示します。, I2Cのデータ転送速度のデフォルトは100kHzです。変更するときは、/boot/config.txtに、, エディタを立ち上げて、カーソル・キーで最下行付近に移動し、下記のように追加します。, Ctrl+oで保存し、Ctrl+xでエディタを終了します。rebootで再起動します。, オシロスコープを見ると、1,0に相当する電圧や中途半端な電圧が表示されて、信号の素な状態が見れます。しかし、I2Cのコマンドやデータを頭の中でデコードするのは大変です。そういうときはロジック・アナライザを使います。Analog Discovery2のロジック・アナライザの画面です。, 周波数を上げていったときに、どのような波形になるかを見たかったので、PicoScope 5242Bを使って、アナログ信号とI2Cでコードを同時に表示します。その手順は次のようになります。, 事前に、A,Bのプローブの両方を5V/div、1/10アッテネータ、15ビット（解像度は19ビット相当に上げる）に設定します。使っているソフトウェアはBeta 6.12.2.1871です。, 中央部にThresholdの電圧が入力されています。まだSDA、SCLには信号が出ていないのでHigh状態で、そのピークの電圧が入っていますが、このままではデコードするには高すぎます。3.0Vに変更しました。, 繰り返し温度データを読み取りをするプログラムをpython i2c-loop.pyで実行します。上の青色の波形がデータSDAで、その真下に、デコードした値が16進で表示されています。一番下の赤色はクロックのSCLです。, (9) A-Dコンバータの利用6 10ビット SPI MCP3002/MCP3008. 最近のソフトウェアは複雑なので複数のソフトウェア部品を組み合わせてつくります.その土台となる共通部分がOSです.パソコンのOSは,WindowsとかMac OSが有名ですね.ラズベリーパイでは,Linuxという無料OSが使えます.Windows10の一種もラズベリーパイで動作するのですが,圧倒的に使いやすいLinuxをつかってみます.
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