使用Arduino Uno R4来了解每个传感器如何使用单独的I2C总线连接到Arduino

您有两个传感器，具有相同的I2C地址，您希望通过为每个传感器使用单独的I2C总线连接到Arduino。

您有一个微控制器和两个相同的传感器，这意味着它们具有相同的I2C地址。如果没有多路复用器或配置传感器的I2C地址的可能性，则无法将它们连接到相同的I2C总线。然而，Arduino Uno R4 Wifi在板上提供多个I2C总线。一个I2C总线在引脚上可用，另一个在Qwiic连接器上可用。

在这个例子中，我们使用Arduino Uno R4 Wifi。作为传感器板，我们有一个senrion SCD41二氧化碳传感器评估板连接到引脚头，一个Adafruit SCD41板连接到Qwiic电缆。您可以使用任意两个传感器，无论它们是相同的产品还是具有相同I2C地址的不同传感器。

一般工作原理

我们要连接的两个SCD41传感器的I2C地址为0x62，无法更改。因此，为了与来自微控制器的两个传感器通信，我们将为每个传感器使用单独的I2C总线。连接到Qwiic连接器的I2C总线和可以通过引脚连接的I2C总线是两个独立的I2C总线。因此，我们可以在每个传感器上都有一个相同地址的传感器。在软件方面，我们使用标准的Wire库。您可以使用预先配置的“Wire”(Pin连接器)和“Wire1”(Qwiic连接器)实例。作为最后一步，我们将创建传感器驱动程序类的两个实例，并使用标准I2C总线初始化一个实例，使用自定义I2C总线初始化另一个实例。

布线

拉起

在I2C数据(SDA)和时钟(SCL)线上安装上拉电阻对于良好的信号质量和稳健的通信非常重要。您可以在I2C上拉电阻介绍中了解更多信息。

Arduino Uno R4 WIFI在电路板上为引脚连接器上的I2C总线提供无上拉。我们要连接到这个I2C总线的SEK SCD41板也没有内置上拉。因此，我们需要在SDA和VDD以及SCL和VDD之间连接一个上拉电阻。在这个例子中使用了两个8.26欧姆电阻，并且使用面包板进行布线，因此不需要焊接。

第二个I2C总线在Qwiic上。我们在这里使用Adafruit的分断板。该板在SDA和SCL线上包括10K上拉，因此不需要为该传感器连接额外的上拉电阻。

接线图

下面的列表描述了布线，其中R.1和R.2是值为8.26kOhm的电阻。

•SEK-SCD41引脚1至R.1 (SCL，黄色)

•r1到Arduino引脚SCL(黄色)

•r1到Arduino 3V3

•SEK-SCD41引脚2到Arduino GND

•SEK-SCD41引脚3连接Arduino 3V3

•SEK-SCD41引脚4到R.2 (SDA，绿色)

•r2到Arduino Pin 14(绿色)

•R.2到Arduino 3V3

•Adafruit SCD41到Arduino Qwiic

软件设置

首先，您需要包含Wire库：

对于Arduino Uno R4，该库定义了两个I2C总线。首先，“Wire”是为引脚头上的SDA/SCL引脚配置的，其中“Wire1”是为Qwiic连接器配置的。我们可以使用这两个实例，而无需进一步配置。你只需要初始化它们：

然后，通过I2C总线向传感器发送命令的代码需要知道哪个传感器使用哪个总线。因此，您需要相应地配置传感器实例。首先，为每个传感器创建一个驱动程序实例。它们的作用域应该是全局的，这样就可以从‘ setup() ’和‘ loop() ’中引用它们。

接下来，在setup()函数中，将I2C总线分配给传感器：

注意，你真的有‘ Wire1 ’分配给‘ sensorOnQwiic ’。

现在可以向传感器发送任何I2C命令，例如启动测量和检索值。

例子草图

您可以在GitHub上找到Arudino Uno R4 Wifi的完整示例草图arduino-i2c-different-bus -example。查找特定于Aruduino UnoR4的名为exampleArduinoUnoR4的草图。

其他Arduino板

Arduino板的文档可以在Arduino Wire Library中找到。

请注意，并非所有板都支持多个I2C总线，并且建议使用自定义上拉电阻配置，因为内置电阻可能不够强大(电阻值太大)。

本文编译自hackster.io