Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- cs:i2c [2014/05/03 15:15] – [MLAB I²C Python framework] kaklik
+++ cs:i2c [2014/11/29 18:32] – [Související stránky] kaklik
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
 ====== Sběrnice I²C ve stavebnici MLAB ======
-[[http://cs.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C|Sběrnice I²C]], nebo také TWI je velmi rozšířená elektronická sběrnice určená pro nízko rychlostní komunikaci mezi různými periferiemi. V případě stavebnice MLAB je to nejčastěji komunikace mezi mikroprocesorem a čidly. Existuje od ní také varianta [[http://cs.wikipedia.org/wiki/System_Management_Bus|SMUus]], která je její podmonžinou. Avšak obsahuje i definici timeoutů a Packet Error Checking, proto je v jistém smyslu robustnější, než I2C.
+[[http://cs.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C|Sběrnice I²C]], nebo také TWI je velmi rozšířená elektronická sběrnice určená pro nízko rychlostní komunikaci mezi různými periferiemi. V případě stavebnice MLAB je to nejčastěji komunikace mezi mikroprocesorem a čidly. Existuje od ní také varianta [[http://cs.wikipedia.org/wiki/System_Management_Bus|SMUus]], která je její podmnožinou. Avšak obsahuje i definici timeoutů a Packet Error Checking, proto je v jistém smyslu robustnější, než I2C.
 Avšak díky[[cs:arm| novým možnostem]] ve výpočetní technice lze sběrnici použít i pro komunikaci s čidly přímo z Linuxového systému. Navíc v případě použití některého [[cs:usbi2c|adaptéru na I2C]] lze tuto sběrnici připojit i ke klasickému PC
-===== Konvertory pro připojení I²C k PC =====
-I²C je velmi rozšířená sběrnice vhodná pro připojování nejrůznějších čidel na krátké vzdálenosti. Avšak není obvyklé, aby byla vyvedena na běžných počítačích a dostupná tak k přímému použití. (([[http://www.paintyourdragon.com/?p=43|Kromě vyvedení DDC z volného portu pro display.]])) Proprietární konstrukce jako:
+===== Spojování I²C zařízení =====
-  * [[http://www.robot-electronics.co.uk/acatalog/USB_I2C.html|USB-I2C  USB to I2C Communications Module]]
+I2C je sbernice původně určená k propojování zařízení na malé vzdálenosti. (Původně na rozměru plošných spojů). Avšak s použitím vhodných technik je možné její rozsah zvětšit na řádově desítky metrů(( [[http://cladlab.com/electronics/circuit-design/communication-protocols/i2c-protocol#gallery|I2C Transmission Distances And Buffer’s]] )). (Použití na delší vzdálenosti nemusí být bezpečné, protože delší vodiče se může snadno indukovat elektrostaticky a elektromagnaticky vysoké napětí, které poškodí připojená zařízení) Přesná vzdálenost na kterou lze I2C používat je proto dána především prostředím ve kterém sběrnici používáme a také požadovanou spolehlivostí výsledného systému.
-  * [[http://www.harbaum.org/till/i2c_tiny_usb/index.shtml|i2c-tiny-usb]]
-  * [[http://www.headfuzz.co.uk/?q=usbtoi2c|OpenServo interface]]
-Mají společný problém s kvalitou driverů. Navíc i2c-tiny-usb nesplňuje úplně I²C specifikaci a už vůbec ne USB physical layer specifikaci a jeho nejvyšší komunikační rychlost je 50 Kbps.
+V MLABu je spojování I2C zařízení řešeno na několika úrovních podle zvoleného rozsahu sítě. Lokálně (v rozsahu několika metrů) jsou moduly spojovány přímo MLAB kablíky. A oddělovány modulem [[cs:i2chub]], tímto modulem je také řešen převod mezi logickými úrovněmi 3,3V a +5V.
-==== Integrované obvody ====
+Na rozsáhlejší vzdálenosti je sběrnice vedena stíněnými signálními kabely na koncích opatřenými dutinkami zapojenými do modulu [[cs:uniserial]]. Tento modul obsahuje i velmi základní ochranu proti přepětí. Hlavně je ale přestupním mechanickým můstkem mezi "externí těžkou kabeláží" a interním jemným zapojením přístrojů.
-=== FTDI ===
+Pro rozsáhlé sítě je I²C nahrazeno jinou fyzickou vrstvou (CAN, Ethernet), která propojuje jednotlivé I2C síťové segmenty.
-Firma FTDI navíc nevyrábí žádný obvod, který by umožňoval přímou komunikaci přes USB (jejich USB device obvody mají pouze I²C slave rozhraní) komunikace s I²C je u FTDI možná pouze za použití speciálního režimu (([[http://www.ftdichip.com/Products/ICs.htm|MPSSE]])), což umožňuje pouze několik obvodů v kombinaci s knihovnou [[http://code.google.com/p/libmpsse/|Libmpsse]]
+==== Programový balík Pymlab ====
-=== Silicon Labs ===
+Jde o softwarový balík, který umožňuje vytvářet síť z I²C zařízení a modulů, které slouží jako routovací body. Princip funkce spočívá v definování struktury sítě a adres jednotlivých nódů ve zdrojovém souboru ovládacího programu, pak lze ke všem bodům v síti přistupovat pomocí jednoduchých příkazů jazyka Python.
+Instalaci samotného softwarového balíku [[cs:pymlab|pymlab]] pak provedeme snadno pomocí:
-Vyrábí celou sérii převodníků [[http://www.silabs.com/products/interface/usbtouart/Pages/default.aspx|USB na něco jiného]] jedním z nich je i CP2112, který je převodníkem na SMbus.
+  sudo pip install pymlab
-=== NXP ===
-NXP vyrábí [[http://www.nxp.com/products/interface_and_connectivity/bridges/uart_to_i2c_master_gpio_bridges/SC18IM700IPW.html|konvertor UART na I²C SC18IM700IPW]]
+V případě, že již nějakou starší verzi pymlab máme nainstalovanou, tak stačí spustit:
+  sudo pip install --upgrade pymlab
-==== Možnosti řešení ====
+Oba příkazy jsou rovnocenné a využívají python balíčkovací systém ve kterém je [[https://pypi.python.org/pypi/pymlab/0.2|pymlab zařazen]].
-  - Použití modulu s PIC18F4550 a firmwaru kompatibilního s i2c-tiny-usb.[[cs:i2c-pic-usb|Konvertor I²C na USB s PIC]]
+Tím by se měly stáhnout i balíky se kterými pymlab pracuje, jako je například cython-hidapi v pythonu označovaný pouze jako modul hid.  Nenainstaluje se alelibusb. To stále musíme provést ručně pomocí:
-  - Navržení nového modulu s některým z obvodů od Cypress
-  - Použití modulu [[cs:usbi2c|USBI2C]] s obvodem [[http://www.silabs.com/products/interface/usbtouart/Pages/HID-USB-to-SMBus-Bridge.aspx|CP2112]]
-  - Konstrukce i2c-tiny-usb z modulů MLAB viz. [[cs:i2c_avr_usb|I2C AVR USB]]
+  sudo apt-get install libudev-dev libusb-1.0-0-dev libhidapi-dev python-setuptools python-smbus cython
+===== Konvertory pro připojení I²C k PC =====
+I²C je velmi rozšířená sběrnice vhodná pro připojování nejrůznějších čidel na krátké vzdálenosti. Avšak není obvyklé, aby byla vyvedena na běžných počítačích a dostupná tak k přímému použití. (([[http://www.paintyourdragon.com/?p=43|Kromě vyvedení DDC z volného portu pro display.]]))
+==== USB rozhraní ====
+Proprietární konstrukce jako:
+  * [[http://www.robot-electronics.co.uk/acatalog/USB_I2C.html|USB-I2C  USB to I2C Communications Module]]
+  * [[http://www.harbaum.org/till/i2c_tiny_usb/index.shtml|i2c-tiny-usb]]
+  * [[http://www.headfuzz.co.uk/?q=usbtoi2c|OpenServo interface]]
+Mají společný problém s kvalitou driverů. Navíc i2c-tiny-usb nesplňuje úplně I²C specifikaci a už vůbec ne USB physical layer specifikaci a jeho nejvyšší komunikační rychlost je 50 Kbps. Nicméně v MLABu jsou tyto konstrukce nahrazeny zařízením [[cs:i2c_avr_usb|I2C AVR USB]], což je ekvivalent konstrukce i2c-tiny-usb ale postavené modulů MLAB. Alternativou je také nedokončená konstrukce [[cs:i2c-pic-usb|Konvertor I²C na USB s PIC]].
+==== USB HID ====
+Pro připojení bez nutnosti použití driverů určených pro specifický hadrware je možné použít specifikaci [[http://en.wikipedia.org/wiki/USB_human_interface_device_class|USB HID]]. V MLABu tuto specifikaci splňuje modul [[cs:usbi2c|USBI2C01A]], který lze ovládat například přes Python a HIDAPI. viz níže.
+==== UART/RS232 na I2C ====
+NXP vyrábí [[http://www.nxp.com/products/interface_and_connectivity/bridges/uart_to_i2c_master_gpio_bridges/SC18IM700IPW.html|konvertor UART na I²C SC18IM700IPW]]. Tento obvod by mohl být základem pro konstrukci dalšího konverzního modulu.
+==== Ethernet na I2C ====
+Pomocí modulů [[cs:eth|ETH01A]] a [[cs:stm32f10xrxt|STM32F10xRxT01A]], lze zkonstruovat konvertor Ethernet - I²C. A ten následně ovládat softwarovým balíkem Pymlab. Viz Python níže.
 ===== Použití I²C v systému Linux =====
@@ Řádek 46: / Řádek 68: @@
 Jádro však obvykle nemá instalovaný modul //i2c-dev// (([[https://i2c.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page| Linux I²C Subsystem]])), přidáme jej proto do systému:
   sudo modprobe i2c-dev
+<WRAP tip>
+Příkaz modprobe přidá modul pouze do běžící instance jádra. Po rebootu nám tento modul pravděpodobně bude chybět. Pokud nechceme modprobe používat i po následujícím startu počítače, tak  do souboru /etc/modules přidáme řádek:
+  i2c-dev
+</WRAP>
 Nyní již můžeme vypsat dostupné I²C sběrnice v systému:
@@ Řádek 103: / Řádek 130: @@
+===== Ostatní operační systémy =====
-==== MLAB I²C Python framework ====
+V jiných operačních systémech, jako Windows či MAC OS, kde nemůžeme nebo nechceme využít podporu I²C rozhraní v jádře, můžeme použít pro ovládaní I2C  prostředí jazyka Python, který je multiplatformní a běží na všech známých OS.
-Jde o softwarový balík, který umožňuje vytvářet senzorovou síť z I²C čidel a modulů [[cs:i2chub|I2Chub02A]], které slouží jako routovací body pro čidla, která nemohou být na jedné sběrnici. Víc informací viz[[https://github.com/MLAB-project/MLAB-I2c-modules|pyMLAB]] na Githubu.
-Princip funkce spočívá v definování struktury sítě a adres jednotlivých nódů ve zdrojovém souboru ovládacího programu, pak lze ke všem bodům v síti přistupovat pomocí jednoduchých příkazů jazyka Python.
-Výsledkem je možnost testovat a demonstrovat všechna nová čidla a zařízení. Bez nutnosti udržovat aktuální všechny specifické zdrojové kódy pro používané MCU. Lze tak dosáhnout nezávislosti na aktuálně používaných mikrokontrolérech, protože v blízké době by mělo být možné z Pythonu generovat program pro různé platformy.
-Pokud však potřebujeme na sběrnici přistupovat přes rozhraní USB pomocí modulu [[cs:usbi2c|USBI2C01A]], tak je potřeba nainstalovat balík s hidapi a další nástroje. Viz [[cs:usbi2c|stránka tohoto modulu
-]].
-Instalaci samotného softwarového balíku pymlab pak provedeme snadno pomocí:
-  sudo easy_install pymlab
-Tím by se měly stáhnout i balíky se kterými pymlab pracuje, jako je například cython-hidapi v pythonu označovaný pouze jako modul hid.
-=== Rozšíření iPython ===
-Vhodným řešením pro testová použít interaktivní prostředí iPython, kde můžeme přímo interaktivně zkoušet jednotlivé části kódu a zpracovávat data.
-Jeho základní instalace se v Ubuntu provede instalací těchto balíků:
-  sudo apt-get install ipython-notebook scipy numpy
-Pak již můžeme iPython spustit z příkazového řádku
-  ipython notebook --pylab inline
-Pro přímý přístup ke sběrnici I²C bez sudo je třeba být ve skupině i2c:
-  sudo adduser kaklik i2c
-----
-Poznámka: Pro seznámení se s jazykem [[http://www.tutorialspoint.com/python/|Python]] můžete využít [[http://physics.muni.cz/~janak/pyzen/|Zenovou školu Pythonu]] od Zdeňka Janáka.
-=== Python interpreter pro ARM  STM32 ===
-Pro použití Python frameworku na vyčítání čidel by bylo potřeba na [[cs:stm32f10xrxt]] zprovoznit Python interpretr. Řešením by ale mohl být [[http://code.google.com/p/python-on-a-chip/|Python on a chip]].
 ===== Související stránky =====
-  * [[cs:usbi2c|USBI2C]] - rozplánovaný modul určený k přímému převodu I2C na USB
+  * [[cs:usbi2c]]
   * [[cs:i2c-pic-usb|I2C-PIC-USB]] - Konvertor I²C na USB s PIC
   * [[cs:i2c_avr_usb|I2C-AVR-USB]] - Konvertor I²C na USB s AVR
@@ Řádek 150: / Řádek 142: @@
   * [[cs:odroid-x2]]
   * [[cs:friendlyarm]]
+  * [[cs:i2chub]]
+  * [[cs:pymlab]]