Nedávno jsem obdržel dotaz, jak by bylo možné přes I²C připojit k Raspberry Pi více obvodů se stejnou I²C adresou.

Normálním způsobem to samozřejmě možné není. Každé zařízení připojené na sběrnici musí mít unikátní I²C adresu.
Existují ale obvody, které dokáží I²C sběrnici přepínat.

Jedním z nich je například obvod PCA9516.
Perfektně se hodí pro práci s Raspberry Pi:
- Je napájený pomocí 3,3V
- komunikace s RasPi také probíhá na 3,3V napěťových úrovních
- na straně u periférií je ale možné komunikační úrovně zvolit (5V, nebo 3,3V)
Typické připojení různých periférií (s různou rychlostí i různým napájecím napětím) je vidět na obrázku z katalogového listu.
Přepínání na požadovanou sběrnici se provádí pomocí 4 ovládacích pinů.
Když jsou piny v "0" je příslušná větev odpojená.

Tady je jednoduchý příklad, kterým jsem připojil k RasPi tři obvody ATtiny85 se stejnou I²C adresou.
Je to jen příklad. Místo ATtiny je možné použít třeba větší množství čítačů, RTC obvodů, tlakoměrů, měřičů osvětlení a dalších I²C obvodů, které mají jen omezený počet volitelných adres.

Schéma:

Program:

V obvodech ATtiny85 je mírně upravený ukázkový program z knihovny TinyWireS.zip.
Úprava spočívá v tom, že jsem zrušil blikání LED, které způsobovalo dlouhou pauzu mezi přijetím čísla a odesláním odpovědi.
V každém obvodu pak byla nastavena jiná hodnota, která se před odesláním přičítá k přijatému číslu:
- první ATtiny odesílá přijatou hodnotu zvýšenou o 10
- druhé ATtiny přičítá 20
- a třetí ATtiny vrací o 30 větší hodnotu, než přijalo
V každém ATtiny byla nastavena stejná I²C adresa: 0x51

ATtiny_1.ino
ATtiny_2.ino
ATtiny_3.ino

Přepínání v Pythonu na Raspberry Pi vypadá třeba takhle (i2cswitch.py):


#!/usr/bin/env python

# Priklad ovladani I2C multiplexeru PCA9516
# Jako SLAVE zarizeni jsou pripojeny 3 kusy ATtiny85 s adresami 0x51
# V nich je pouzity mirne upraveny ukazkovy priklad z knihovny TinyWireS.zip  
# (Prvni ATtiny vraci cislo o 10 vetsi, nez prijme. Druhe ATtiny pricita 20, treti ATtiny pricita 30 )
# (Z ukazkoveho prikladu bylo odstraneno dlouhe blikani LEDkou, ktere signalovalo prijate cislo)  
#=========================================================================================================

import smbus
import RPi.GPIO as GPIO  
import time
import random


addr=0x51    # I2C adresa vsech zarizeni na sbernici je stejna (0x51)
bus = smbus.SMBus(1)


GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(7, GPIO.OUT)     # pin pro zapnuti I2C_1
GPIO.setup(8, GPIO.OUT)     # pin pro zapnuti I2C_2
GPIO.setup(25, GPIO.OUT)    # pin pro zapnuti I2C_3




#---------------------------------------------------------
#  podprogram pro prepinani jednotlivych I2C kanalu
def prepni(kanal_I2C): 

  if (kanal_I2C == 1):
    GPIO.output(7, True)          # zvoleny kanal je True,  
    GPIO.output(8, False)         # ostatni (pokud obsahuji zarizeni se stejnou adresou) musi byt False
    GPIO.output(25, False)

  if (kanal_I2C == 2):
    GPIO.output(7, False) 
    GPIO.output(8, True)
    GPIO.output(25, False)

  if (kanal_I2C == 3):
    GPIO.output(7, False) 
    GPIO.output(8, False)
    GPIO.output(25, True)
    
#----------------------------------------------------------    



while (True):                           # nekonecna smycka

  for i in range (1,4):                 # vycitat se bude z kanalu I2C_1 az I2C_3

    prepni(i)                           # prepnuti na pozadovany I2C kanal
    nahoda = random.randint(0,9)        # generovani nahodneho cisla od 0 do 9

    bus.write_byte(addr,nahoda)         # do arizeni na zvolenem I2C kanale se posle nahodne cislo
    odpoved = bus.read_byte(addr)       # a precte se odpoved

    print (nahoda , odpoved)            # vypis vstupniho nahodneho cisla a odpovedi 

    time.sleep(1)                       # nejaky cas na dokonceni operace v pripojenych zarizenich 
                                        #  (pauzy u blikani LED zdrzuji dalsi komunikaci a tim zaplnuji buffer)

Výsledek vypadá takto:

První číslo ne náhodně vygenerevané číslo od 0 do 9, druhé číslo je odpověď od příslušného ATtiny (přičteno 10, 20, nebo 30).

Ukázkové video na YouTube:

úvodní strana webu AstroMiK.org