I2C

Hier zeige ich, wie der I2C Bus des Raspberry Pi genutzt werden kann. Der Raspberry Pi nutzt 3,3 V Pegel und deswegen dürften NIEMALS 5 V Signalen auf das Board gegeben werden, da es ansonsten zu Schäden am Prozessor kommen kann.

I2C aktivieren:

Als aller erstes muss der I2C vom Raspberry Pi aktiviert werden. Dies geschieht durch folgende Zeilen:

$ sudo modprobe i2c-bcm2708 baudrate="WERT
$ sudo modprobe i2c-dev
$ sudo apt-get install i2c-tools

Die Zeilen

$ sudo modprobe i2c-bcm2708 baudrate="WERT
$ sudo modprobe i2c-dev

laden die für den I2C notwendigen Module und stellen den Takt vom I2C auf den Wert

Wert ein (Default ist 100 kHz).

Die durchgeführten Befehle müssen bei jedem Neustart neu ausgeführt werden und deswegen ist es empfehlenswert diese Befehle in die Datei

/etc/rc.local zu schreiben. Mit der Zeile

$ sudo apt-get install i2c-tools

werden die notwendigen Tools installiert um auf den I2C zugreifen zu können. Anschließend kann mittels

$ sudo i2cdetect -y 0

geprüft werden ob der I2C funktioniert. 

Dadurch zeigt euch das Raspberry Pi die Adressverteilung der Devices am Bus an. Bei mir ist z. B. ein Device mit der Adresse 0x20 angeschlossen (ein PCF8574).

I2C per Konsole verwenden:

Wenn ein Device am Bus erkannt wurde, kann mit den beiden Befehlen

$ sudo i2cget
$ sudo i2cset

per I2C Bus auf das Device zugreifen werden. Wenn von dem Device gelesen werden soll, muss der Befehl

i2cget verwenden und falls geschrieben werden soll i2cset verwendet werden. Ein vollständiger Befehl zum Lesen sieht z. B. folgendermaßen aus:

$ sudo i2cget -y 0 0x20

Mittels

i2cget -y soll von einem I2C Device gelesen werden, wobei die 0 der I2C Bus ist, der für den Zugriff verwendet werden soll (das Raspberry Pi hat auch noch einen anderen I2C Bus, aber der Bus der auf den 26-pol Connector rausgeführt ist ist der Bus 0). Der Wert 0x20 ist die Adresse von dem I2C-Device auf das Zugegriffen werden soll. Als Rückgabewert erhält man dann auf der Konsole das gesendete Byte vom I2C-Device.

Wenn nun in das Device geschrieben werden soll, so sieht der Befehl folgendermaßen aus:

$ sudo i2cset -y 0 0x20 0x00

Mit

i2cset -y wird ein Schreibzyklus eingeleitet, wobei die 0 ist wieder der zu verwendende Bus ist und die 0x20 ist die Deviceadresse, gefolgt von einer 0x00, welche das zu sendende Datenbyte darstellt.

Auslesen eines EEPROMs:

Dieses Vorgehen soll Beispielhaft an einem EEPROM (24C128) gezeigt werden:

$ i2cset -y 0x50 0x00 0x00 0x10 i
$ i2cset -y 0x50 0x00 0x00
$ i2cget -y 0x50

Die erste Zeile spricht das EEPROM mit einem Schreibbefehl an und überträgt alle Adressen und Daten, die daraufhin in das EEPROM geschrieben werden. Dabei stellt der Wert 0x50 ist die Adresse des EEPROMs dar, die zwei 0x00 sind die beiden Datenbytes für den Adresspointer im EEPROM und die 0x10 sind die Daten die in das EEPROM geschrieben werden sollen.

Der Parameter i gibt an, dass es sich bei dem gesendeten Werten um Integer handelt, also die Adresse und die Daten aus je zwei Bytes bestehen.. Es muss bei Übertragungen von 4 Bytes oder mehr hinzugefügt werden. Da der Pointer im EEPROM nach jedem Schreibbefehl um eins inkrementiert wird, muss dieser jetzt erst wieder auf 0x00 gesetzt werden, bevor die Zelle gelesen werden kann.

$ i2cset -y 0x50 0x00 0x00

Auch hier ist die 0x50 wieder die Deviceadresse vom EEPROM und die zwei 0x00 sind die Adresse für den Pointer.
Anschließend kann die Zelle mit dem Befehl

$ i2cget -y 0x50

ausgelesen werden. Die Konsole gibt nun den Wert 0x10 aus.

Nachfolgend noch ein paar Beispielanwendungen mit dem I2C.

→ Eine DS1307 als Uhr verwenden
→ Externer ADC & CapSense
→ Servo ansteuern mittels PCA9685

Sämtliche Codebeispiele stehen in meinem Raspberry Pi Repository zum Download bereit.