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. ¹⁾

Modul se proto snaží řešit tento problém použitím obvodu Silicon Labs CP2112, který je přímým převodníkem mezi USB a SMBus resp. I2C.

Modul se po připojení k USB chová, jako standardní HID zařízení. Tato vlastnost má výhodu, že teoreticky nepotřebuje žádné speciální ovladače. A s modulem lze komunikovat přímo přes standardní USB HID rozhraní. Některé operační systémy však obsahují programové vybavení pro přímé použití sběrnice I2C/SMBus. V takových případech je výhodné nahradit generický USB HID ovladač speciálním driverem, který tento modul zapojí do systémové sběrnice I2C.

HIDAPI je platforma, přes kterou se dá k převodníku přistupovat z Linuxu, Windows nebo MAC OS na různých procesorových platformách. Podmínkou je, že na dané platformě je nainstalováno libusb-1.0.

Na počítač, ke kterému převodník připojíme, musíme nejdříve nainstalovat hidapi a některé další balíky. Od Ubuntu 14.04 to jde jednoduše pomocí:

sudo apt-get install libudev-dev libusb-1.0-0-dev libhidapi-dev python-setuptools python-pip python-smbus cython 

Dále pak potřebujeme pouze balík Pymlab, jak je zmíněno na stránce i2c.

sudo pip install pymlab

Převodník USBI2C lze používat s pymlab.

Nastavení může vypadat takto:

cfg = config.Config(
    i2c = {
        "device": 'hid',   # nazev ovladace pro USBI2C
        "serial": '00A59C5E',   #sériové číslo převodníku, není povinné, pokud používáte jediný převodník
        "led": True,    # nastavení LEDek, True - signalizace komunikace, False - signalizace vypnuta
    },

    bus = [
        { << Dalsi Pymlab zarizezi >>},
    ],
)
cfg.initialize()

import hid
import time

try:
    print "Opening device"
    h = hid.device()
    h.open(0x10C4, 0xEA90)

    print "Manufacturer: %s" % h.get_manufacturer_string()
    print "Product: %s" % h.get_product_string()
    print "Serial No: %s" % h.get_serial_number_string()

    h.write([0x02, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00])  # nastaveni vystupu v rezimu open-drain
    time.sleep(0.1)
    for k in range(10):
        h.write([0x04, 0xFF, 0xFF])  # zapise 1 na vsech 8 vystupnich IO pinu
        time.sleep(0.1)
        h.write([0x04, 0x00, 0xFF])  # zapise 0 na vsech 8 vystupnich IO pinu
        time.sleep(0.1)

    print "Closing device"
    h.close()

except IOError, ex:
    print ex

print "Done"

Příklad je nutné spustit s oprávněním správce.

Aby se skript nemusel spouštět s právy roota, je třeba vytvořit v adresáři /etc/udev/rules.d soubor SiliconLabs.rules s obsahem:

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="10c4", GROUP="i2c", MODE="0666"
SUBSYSTEM=="usb_device", ATTRS{idVendor}=="10c4", GROUP="i2c", MODE="0666"

Aby se tato konfigurace stala aktivní, tak je potřeba USB zařízení odpojit a opět připojit.

Pokud ve windows jeste nemame, tak stahneme a nainstalujeme Pyhon2.7. Spolecne s nim potrebujeme mit nainstalovany i nastroj pip. V pripade, ze se nenainstaluje spolecne s pythonem (sel by spustit z prikazoveho radku), tak jej musime nainstalovat samostatne, podle navodu na teto strance: https://pip.pypa.io/en/latest/installing.html#install-pip

Dale pak stahneme a nainstalujeme Cython. To udelame jeho stanzenim a naslednou instalaci pomoci pip. Napriklad:

pip install C:\Users\kakona\Downloads\Cython-0.22.1-cp27-none-win32.whl

Pri instalaci se muze stat, ze pip odmitne balik nainstalovat kvuli spatne zdetekovane architekture win32 viz. tato chyba. K odstraneni staci instalacni soubor prejmenovat. Ke spravne funkci Cython baliku je jeste potreba Microsof C++ compiler. Ten muzeme ziskat z teto stranky: http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=44266

Po uspesne instalaci vsech zavislosi muzeme nainstalovat hidapi.

H:\>pip install hidapi
Collecting hidapi
  Using cached hidapi-0.7.99-6.tar.gz
Building wheels for collected packages: hidapi 
  Running setup.py bdist_wheel for hidapi
  Stored in directory: C:\Users\kakona\AppData\Local\pip\Cache\wheels\2b\48\e3\2
4967b124ee3c5de267640f1b6fd0da760d99cf4e81181aab7
Successfully built hidapi
Installing collected packages: hidapi
Successfully installed hidapi-0.7.99.post6
H:\>

Linux je případem operačního systému, kde existuje systémové řešení komunikace se sběrnicí I2C, takže je výhodné generický HID ovladač vyměnit za modul v kernelu. Obvod CP2112 je podporován v linuxovém kernelu od verze jádra 3.16. K jeho funkci proto stačí zavést modul i2c-dev, jak je popsáno v návoudu na použití I²C. Následně ověříme, že v systému vidíme novou sběrnici I²C.

kaklik@UST-vyvoj:~$ sudo i2cdetect -l
i2c-0	i2c       	i915 gmbus ssc                  	I2C adapter
i2c-1	i2c       	i915 gmbus vga                  	I2C adapter
i2c-2	i2c       	i915 gmbus panel                	I2C adapter
i2c-3	i2c       	i915 gmbus dpc                  	I2C adapter
i2c-4	i2c       	i915 gmbus dpb                  	I2C adapter
i2c-5	i2c       	i915 gmbus dpd                  	I2C adapter
i2c-6	i2c       	DPDDC-B                         	I2C adapter
i2c-7	smbus     	CP2112 SMBus Bridge on hiddev0  	SMBus adapter
i2c-8	smbus     	CP2112 SMBus Bridge on hiddev0  	SMBus adapter
kaklik@UST-vyvoj:~$

Pokud ano, tak rozhraním můžeme pracovat stejně jako s klasickou SMBus sběrnicí. S tím rozdílem, že modul neumí SMBus Quick Write, musíme proto použít parametr -r, jako je uvedeno v následujícím příkladu:

kaklik@UST-vyvoj:~$ sudo i2cdetect -y -r 8 
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: 70 -- -- -- -- -- -- --                         
kaklik@UST-vyvoj:~$

Vidíme, že je na sběrnici připojeno zařízení s adresou 0x70, které je v tomto případě modul I²C Hubu.

clkgen

mag

i2cio

• I²C AVR USB
• I²C PIC USB
• Sběrnice I²C ve stavebnici MLAB

• I2C bus interface
• Python SMBus and I²C library
• I2C Device Library
• Ubuntu stock kernel build
• How to use Linux kernel driver bind/unbind interface for USB-HID devices