Rapsberry Pi: I2C con wiringPi

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Deprecato

In questa pagina verranno presentati alcuni brevi programmi scritti in C per utilizzare periferiche I2C con Raspberry Pi tramite le funzioni fornite da WiringPi.

Il bus I2C di Raspberry Pi è già stato discusso; se ancora non lo avete fatto, leggete la pagina introduttiva su Raspberry e I2C prima di proseguire in quanto non verrà qui ripreso nulla su come configurare il modulo i2c-dev e come assegnare i permessi agli utenti. I pin utilizzati dal bus I2C sono disponibili sul connettore GPIO.

Le funzioni I2C di wiringPi

L'elenco completo delle funzioni di wiringPi relative a I2C è descritto nella pagina ufficiale http://wiringpi.com/reference/i2c-library.

Un esempio: LM75A

Il circuito utilizzato per questo esempio è costituito da un LM75A collegato al connettore GPIO del Raspberry Pi. Il circuito può essere realizzato su breadboard oppure è possibile utilizzare RPi demo. Nel caso di realizzazione su breadboard:

I due pin SDA e SCL vanno direttamente collegati ai corrispondenti pin del connettore GPIO del Raspberry Pi. Non sono necessarie le resistenze di pull-up in quanto presenti sulla scheda del Raspberry Pi
I tre jumper JPx permettono di impostare la parte variabile dell'indirizzo. Se lasciati aperti, come indicato nello schema, l'indirizzo del dispositivo è 0x4F. In alternativa i pin possono essere collegati direttamente a VDD o massa, evitando l'uso dei jumper e di R16, R17 e R18
Il LED D1 è gestito autonomamente da LM75A in modalità "termostato". Non è necessario per il funzionamento come sensore e può essere sostituito da un relè o da un transistor per pilotare una ventola oppure un elemento riscaldante
L'alimentazione VDD deve essere di 3,3 V
Il condensatore C3 deve essere posto nelle immediate vicinanze del circuito integrato
Sarà molto probabilmente necessario utilizzare un adattatore SO8 → DIP8 in quanto LM75 è praticamente introvabile in contenitore Dual-In-Line

Schema del circuito utilizzato con LM75A

Il codice di esempio, scaricabile a fondo pagina, contiene le seguenti funzioni:

int wiringPiI2CSetup (int addr) configura un dispositivo I2C con indirizzo addr. Ritorna un fileHandler standard che verrà in seguito utilizzato per accedere al dispositivo.
int wiringPiI2CReadReg16 (int fd, int reg) legge dal registro reg del dispositivo individuato dal fileHandler fd 2 byte

I due byte ritornati sono la parte intera (MSB) e la parte frazionaria (LSB) della temperatura misurata, come descritto nella Table 9. Temp register dei fogli tecnici di LM75A.

pi@raspberrypi:~ $ ./LM75A
Reading 2 bytes from I2C address 0x4F, register 0x00
Raw data: 0x18 0x20
Temperature: 24.1 degree Celsius

I segnali

Di seguito i segnali misurati durante l'esecuzione del codice LM75A.c e la figura 9 tratta dai fogli tecnici di LM75A. i due grafici sono stati colorati allo stesso modo per rendere più semplice il loro confronto.

Forme d'onda reali

Forme d'onda presenti nei fogli tecnici

Scrittura dei registri

In modo analogo, è possibile scrivere nei registri di una periferica I2C. Il secondo esempio mostra come poter scrivere nei due registri TOS e THYST che permettono di far funzionare LM75A come termostato funzionante autonomamente dal software: il LED mostrato nello schema si accende quando la temperatura sale sopra una determinata temperatura impostata tramite TOS e si spegna quando scende al di sotto di quella impostata attraverso THYST (nota 1).

pi@raspberrypi:~ $ ./LM75A_thermostat.c
Temperature: 25.375 degree Celsius
The LED becomes active when temperature exceeds 25.0 deg C, and leaves the active state when the temperature drops below 22.5 deg C

La nuova funzione utilizzata è int wiringPiI2CWriteReg16 (int fd, int reg, int data) che scrive 16 bit (data) nel registro reg nel dispositivo I2C identificato da fd.

Il codice

LM75A.c - Lettura della temperatura (nota 2)
LM75A_thermostat.c - Funzionamento come termostato (nota 2)

Note

Il funzionamento può essere invertito attraverso il flag O.S.Polarity del registro di configurazione
Questo codice non è stato verificato per temperature diverse dalla temperatura ambiente. In particolare non è stato mai eseguito per temperature inferiori a 0 °C

Data di creazione di questa pagina: marzo 2013
Ultima modifica di questa pagina: 31 marzo 2018