أرخص محول I2C (I-Squared-C) في العالم: 5 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

اصنع واجهة مستشعر لجهاز الكمبيوتر الخاص بك بأقل من المال! التحديث 6/9/08: بعد استكشاف العديد من الطرق ، خلصت إلى أنه لا توجد طريقة عملية لتطبيق هذه التقنية في Microsoft Windows. هذا ليس تقريعًا صغيرًا لنظام التشغيل ، لقد قمت حقًا بخرق محاولة! آسف! يتم تقديم أفضل خدمة لمستخدمي Windows الذين يحتاجون إلى إمكانات I2C من خلال الحلول القائمة على USB. تحديث 5/24/08: تمت إضافة دعم Linux ، بالإضافة إلى نموذج كود لوحدة تحكم Nintendo Wii Nunchuk و BlinkM "LED الذكي". راجع ملف README.txt المضمن في الكود المصدري للحصول على توجيهات حول التجميع والإعداد على Linux. I2C (اختصار لـ Inter-Integrated Circuit) عبارة عن ناقل تسلسلي ثنائي الأسلاك يُستخدم عادةً في أجهزة الكمبيوتر للاتصال منخفض المستوى بين المكونات الداخلية. تشتهر I2C أيضًا في مجال الروبوتات. تتوفر جميع أنواع المستشعرات والمشغلات في شكل متوافق مع I2C: محددات المدى بالموجات فوق الصوتية ، وأجهزة استشعار التسارع ، والإمالة ، ودرجة الحرارة والضغط ، وأجهزة التحكم المؤازرة ، وموسعات الحافلات التي توفر خطوطًا إضافية للأغراض العامة (GPIO). ، Microchip PIC ، وما إلى ذلك) دعم I2C المدمج مباشرةً. لكن قوة المعالجة المتاحة على المتحكمات الدقيقة محدودة ، وتطوير البرامج - مع المجمعات المتقاطعة المتخصصة وبيئات البرمجة - يمكن أن يكون أحيانًا عمل روتيني. نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر أحادية اللوحة أصبحت أصغر من أي وقت مضى وبأسعار معقولة ، أصبح من الشائع بشكل متزايد رؤية هذه الأنظمة مستخدمة مباشرة في مشاريع الروبوتات والإلكترونيات. يوفر هذا قوة كبيرة للقدرات الجديدة مثل معالجة الرؤية والذكاء الاصطناعي الأكثر تعقيدًا ، كما أنه يوسع نطاق أدوات التطوير واللغات المتاحة بشكل كبير … ولكنه يمثل أيضًا مشكلة جديدة: يتم عادةً ربط هذه الأنظمة "العادية" بالأجهزة الطرفية من خلال التيار الرئيسي منافذ من فئة المستهلك مثل USB ؛ لا يوجد "منفذ I2C" متاح خارجيًا يمكننا فقط الاستفادة منه للاستفادة من مستشعراتنا … أم أنه موجود؟

الخطوة 1: الخيارات الحالية

تتمثل إحدى طرق توصيل أجهزة I2C بجهاز كمبيوتر سطح مكتب أو كمبيوتر محمول عادي من خلال محول USB إلى I2C. هناك ما لا يقل عن عشرة خيارات من هذا القبيل ، بدءًا من مجموعات الأدوات التي تعمل بنفسك مع برامج مفتوحة المصدر ، إلى الوحدات التجارية المتطورة مع كل جرس وصافرة.

أحد الجوانب السلبية لنهج USB-to-I2C هو التكلفة. يمكن أن يكلف النموذج التجاري كامل الميزات 250 دولارًا أو أكثر. حتى بدائل البيرة المنزلية "المجانية" تفترض مجموعة من الأجزاء واستثمارًا مسبقًا في مبرمج متحكم والمعرفة ذات الصلة للاستفادة منه. الجانب السلبي الآخر هو الندرة النسبية لدعم السائق خارج حظيرة Windows الشائعة. قليل من هذه الأجهزة تعمل أصلاً على أجهزة كمبيوتر Macintosh أو Linux.

الخطوة 2: DDC هو I2C

عندما قلت في المقدمة أنه لا يوجد منفذ I2C خارجي على معظم أجهزة الكمبيوتر ، كذبت. تبين أن هناك ، وقد كان هناك طوال ما يقرب من عقد من الزمان الآن ، معظمهم جالس نائم.

تدعم معظم بطاقات الرسومات والشاشات الحديثة شيئًا يسمى قناة بيانات العرض (DDC) ، وهو رابط اتصال داخل كبل فيديو يسمح للكمبيوتر والشاشة بالتفاوض على قرارات متوافقة بشكل متبادل والسماح بالتحكم في البرنامج في وظائف الشاشة التي يتم الوصول إليها عادةً باستخدام الأزرار المادية الموجودة على عرض. في الواقع ، يعد DDC مجرد تنفيذ لحافلة I2C مع بعض القواعد المعمول بها. من خلال النقر على هذا الاتصال بين الكمبيوتر والشاشة (أو الاستفادة من خطوط DDC على منفذ فيديو احتياطي غير مستخدم ، مثل اتصال الشاشة الخارجية على كمبيوتر محمول) ، يمكن للمرء أن يتفاعل مع بعض أجهزة I2C دون أي تكلفة تقريبًا ، متجاوزًا الحاجة المعتادة لجهاز محول بالكامل. كل ما نحتاجه للوصول فعليًا إلى ناقل I2C هو كابل فيديو تم اختراقه …

الخطوة الثالثة: تشريح الكابل

هناك حاجة إلى أربعة أسلاك لواجهة I2C الخاصة بنا: + 5 فولت من الطاقة والأرض والبيانات التسلسلية والساعة التسلسلية. يمكن العثور على Pinouts لأنواع مختلفة من منافذ الفيديو على Wikipedia أو Pinouts.ru. تذكر إذا كنت تستخدم كبل VGA للعثور على واحد مع مجموعة كاملة من المسامير ؛ بعضها يشتمل على مجموعة فرعية فقط ، ومن المحتمل أن تجد مجموعتين من الأسلاك بداخلهما عند قطع العزل والدرع من الخارج. عادةً ما تحمل الأسلاك السميكة ، أو حزم الأسلاك الملفوفة في تدريع إضافي ، إشارة الفيديو. لسنا مهتمين بهذه الأشياء ويمكن قصها مرة أخرى. عادةً ما تحمل الأسلاك الرقيقة غير المحمية إشارات DDC (I2C) من بين أمور أخرى. يمكن أن يساعد اختبار المتر المتعدد أو اختبار الاستمرارية في العثور على الأسلاك الأربعة الصحيحة للكابل الخاص بك. يمكن أن يكون استخدام الموصل العاري مفيدًا هنا ، حيث تحتاج فقط إلى لحام أربعة أسلاك في المسامير التي تهمك. ملاحظة حول طاقة + 5V: التيار المتاح محدود للغاية ؛ حوالي 50 مللي أمبير وفقًا لمواصفات DDC. تستهلك معظم أجهزة I2C قدرًا ضئيلًا من التيار ، لذا من الممكن تشغيل العديد منها في وقت واحد … ولكن في حالة استخدام أكثر من واحد أو اثنين من مصابيح LED (أو أجهزة أخرى عالية التيار نسبيًا) ، يجب توفير طاقة خارجية.

الخطوة 4: المحول المكتمل

ها هو المحول النهائي. هذا كل ما في الامر! لقد جعلت مني المزيد من الأشياء القصيرة بحيث يمكن وضعها بسهولة في حقيبة الكمبيوتر المحمول الخاصة بي ، وأضفت قابسًا رباعي الأطراف يتصل مباشرة بوحدة تحكم مؤازرة I2C التي أمتلكها.

الخطوة 5: البرامج والمشاريع

يمكن تنزيل التعليمات البرمجية المصدر لنظام التشغيل Mac OS X و Linux للعمل مع المحول من موقع الويب الخاص بي (رابط التنزيل في أسفل الصفحة). إنه مكتوب بلغة C ، وستحتاج إلى تثبيت مجلس التعاون الخليجي (عادةً ما يتضمن Linux هذا افتراضيًا ، بينما سيحتاج مستخدمو Mac إلى تثبيت أدوات المطور التي تعد مثبتًا اختياريًا على قرص نظام التشغيل الأصلي الخاص بك ، أو يمكن تنزيلها مجانًا من Apple). تم تضمين رمز مثال لقراءة مستشعر درجة الحرارة ، وميض BlinkM "LED الذكي" ، وكتابة والتحقق من EEPROM التسلسلي ، وقراءة وحدة تحكم Nintento Wii Nunchuk (Linux فقط) ، والتواصل مع لوحة تحكم مؤازرة. للأسف مخطط المحول هذا ليس كذلك متوافق مع جميع الانظمة. دعم DDC غير إلزامي ، لذلك لا تدعم جميع بطاقات الفيديو هذه الإمكانية. لقد حالفني الحظ حتى الآن مع أنظمة Mac التي تحتوي على شرائح رسومات ATI أو Intel ، لكن الأنظمة التي تعتمد على NVIDIA ليست محظوظة. على جانب Linux ، قمت فقط باختبار IBM ThinkPad A31p (رسومات ATI) بنجاح ، لكنها لن تعمل مع Asus EeePC (Intel). تُظهر الصور هنا جهاز اختبار يوضح أجهزة I2C المختلفة قيد التشغيل. يقرأ الكمبيوتر باستمرار درجة الحرارة المحيطة من مستشعر درجة حرارة I2C ، ويسجل هذه البيانات بشكل دوري في شريحة I2C التسلسلية EEPROM (نعم ، يمكنه فقط الطباعة إلى ملف ، ولكن هذا كان لإثبات تطبيقات I2C بشكل أكبر) ، ثم مؤازرة (من خلال وحدة تحكم I2C) بمثابة قرص مؤشر مؤقت. مع وجود المكتبة وعينة التعليمات البرمجية لهذه الأجهزة بالفعل ، استغرق الأمر بضع دقائق فقط لتجميع هذا العرض التوضيحي (وكان معظم ذلك في إجراء طلب المؤشر).