Beschreibung
Dieser USB-zu-I²C-Adapter ermöglicht es, dass ein PC oder ein anderer USB-Host als Controller auf einem I²C-Bus arbeitet und Daten von angeschlossenen I²C-Zielgeräten liest und schreibt. Unterstützt werden Clock Stretching sowie I²C-Taktraten von mehr als 1 MHz. Der Adapter verfügt über eine vollständige galvanische Trennung zwischen der USB- und der I²C-Seite. Dadurch wird ein unerwarteter Stromfluss zwischen beiden Seiten verhindert, und der Computer sowie dessen USB-Ports werden vor zerstörerischen Spannungen auf dem I²C-Bus geschützt. Diese Version stellt keine USB-Versorgungsspannung für den I²C-Bus bereit, daher muss auf der I²C-Seite eine Spannung von 2,25 V bis 5,5 V extern zugeführt werden.
Der USB-zu-I²C-Adapter arbeitet als Brücke zwischen I²C-Geräten und einem PC oder einem anderen USB-Host. Dadurch kann der USB-Host die Rolle eines I²C-Controllers übernehmen und mit Zielgeräten auf dem I²C-Bus kommunizieren. Unterstützt wird eine bidirektionale Kommunikation mit Clock Stretching und I²C-Taktraten von mehr als 1000 kHz.
Die galvanische Trennung zwischen USB- und I²C-Seite verhindert einen unerwarteten Stromfluss zwischen dem USB-Host und dem I²C-Bus und schützt den USB-Host vor schädlichen Spannungen auf dem I²C-Bus. Unter solchen Bedingungen würde der Adapter selbst beschädigt, die Spannungen könnten jedoch nicht auf die USB-Seite durchschlagen.
Das Modul ist mit einem USB-Type-C-Anschluss ausgestattet. Auf der USB-Seite arbeitet der Adapter als virtueller serieller Port (CDC ACM) und wird deshalb von gängigen Betriebssystemen wie Windows 10 und neuer, Linux und macOS ohne Treiberinstallation erkannt. Dadurch ist der Adapter in Programmierumgebungen nutzbar, die binäre Daten über eine serielle Schnittstelle senden und empfangen können. Für die Kommunikation steht eine Dokumentation des Protokolls im Benutzerhandbuch zur Verfügung. Zusätzlich ist eine Python-Bibliothek verfügbar, um den Einstieg unter Python zu erleichtern. Die Firmware des verwendeten STM32C071G8-Mikrocontrollers ist als Open Source verfügbar, um die Funktionsweise nachzuvollziehen oder das Verhalten anzupassen.
Auf der I²C-Seite ist ein 4-poliger JST-SH-Steckverbinder vorhanden. Dieser arbeitet mit 4-poligen JST-SH-Kabeln zusammen und ist mit Qwiic von SparkFun sowie STEMMA QT von Adafruit kompatibel. Zusätzlich sind die vier I²C-Pins auf Durchkontaktierungen im 0,1-Zoll-Raster herausgeführt, die mit üblichen Stiftleisten und Buchsenleisten im 0,1-Zoll-Raster kompatibel sind.
Dieser Adapter versorgt die I²C-Seite nicht über USB. Die Versorgung des Zielsystems muss getrennt bereitgestellt werden. Als Alternative ist eine Version erhältlich, die eine galvanisch getrennte Versorgung für das Zielsystem bereitstellt.
Der Adapter dient zur Verbindung eines Computers mit I²C-Komponenten, um Messwerte auszulesen, Register zu beschreiben, Konfigurationen zu ändern oder Geräte in Entwicklungs- und Testumgebungen direkt über USB anzusteuern. Das Produkt eignet sich für die Entwicklung, Fehlersuche, Inbetriebnahme und Kommunikation mit I²C-Sensoren, Modulen und anderen Zielgeräten. Die galvanische Trennung ist für Anwendungen relevant, bei denen die USB-Seite und die I²C-Seite elektrisch voneinander getrennt bleiben sollen, um Masseschleifen und unerwünschte Ausgleichsströme zu vermeiden.
Ein virtueller serieller Port bedeutet, dass das Gerät am Computer wie eine serielle Schnittstelle erscheint. Darüber können Daten mit passender Software direkt gesendet und empfangen werden. Clock Stretching bedeutet, dass ein I²C-Zielgerät den Takt bei Bedarf kurz anhalten kann, damit Daten sicher verarbeitet werden. Die galvanische Trennung bedeutet, dass USB-Seite und I²C-Seite elektrisch voneinander getrennt sind, obwohl Daten zwischen beiden Seiten übertragen werden.
Das Produkt kann verwendet werden, um I²C-Geräte von einem PC oder anderen USB-Host aus zu steuern und mit ihnen zu kommunizieren. Es liest und schreibt Daten auf einem I²C-Bus, unterstützt bidirektionale Kommunikation, verarbeitet Clock Stretching und arbeitet mit Taktraten von mehr als 1 MHz. In einfachen Worten ist es eine isolierte Schnittstelle zwischen USB und I²C, mit der ein Computer I²C-Geräte direkt ansprechen kann, ohne dass die elektrische Verbindung zwischen Computer und I²C-Seite direkt durchgeschaltet wird.
Merkmale im Überblick
- USB-zu-I²C-Adapter für den Betrieb eines PCs oder USB-Hosts als I²C-Controller
- Lesen und Schreiben von Daten mit I²C-Zielgeräten
- Bidirektionale Kommunikation
- Unterstützung für Clock Stretching
- I²C-Taktraten von mehr als 1 MHz beziehungsweise mehr als 1000 kHz
- Vollständige galvanische Trennung zwischen USB- und I²C-Seite
- Schutz der USB-Seite vor destruktiven Spannungen auf dem I²C-Bus
- USB Type-C Anschluss
- Erkennung als virtueller serieller Port (CDC ACM)
- Nutzung ohne Treiberinstallation unter Windows 10 und neuer, Linux und macOS
- Nutzbar in Programmierumgebungen mit Zugriff auf binäre Daten über serielle Ports
- Python-Bibliothek für den Adapter verfügbar
- Open-Source-Firmware für den STM32C071G8-Mikrocontroller verfügbar
- 4-poliger JST-SH-Anschluss auf der I²C-Seite
- Zusätzliche I²C-Pins auf 0,1-Zoll-Durchkontaktierungen
- Getrennte Spannungsversorgung der I²C-Seite erforderlich
- PCs und andere USB-Hosts
- I²C-Zielgeräte auf einem I²C-Bus
- Windows 10 und neuer
- Linux
- macOS
- Programmierumgebungen mit seriellem Zugriff auf binäre Daten
- 4-polige JST-SH-Kabel
- Qwiic von SparkFun
- STEMMA QT von Adafruit
- Stiftleisten und Buchsenleisten im 0,1-Zoll-Raster
- Produkttyp: Isolierter USB-zu-I²C-Adapter
- Hersteller: Pololu
- Schnittstelle Host-Seite: USB
- USB-Anschluss: USB Type-C
- Schnittstelle Zielseite: I²C
- USB-Funktion: virtueller serieller Port (CDC ACM)
- Unterstützte I²C-Kommunikation: bidirektional
- Unterstützung für Clock Stretching: ja
- I²C-Taktrate: mehr als 1 MHz
- I²C-Taktrate: mehr als 1000 kHz
- Galvanische Trennung: vollständig zwischen USB- und I²C-Seite
- Versorgung der I²C-Seite: extern erforderlich
- Eingangsspannung I²C-Seite (VCC): 2,25 V bis 5,5 V
- Mikrocontroller: STM32C071G8
- I²C-Steckverbinder: JST SH, 4-polig
- Zusätzliche Anschlüsse: 0,1-Zoll-Durchkontaktierungen für vier I²C-Pins
- Pin 1: Schwarz, I²C-Masse (GND), nicht mit USB-GND verbunden
- Pin 2: Rot, I²C-Eingangsspannung (VCC), 2,25 V bis 5,5 V gegen GND extern bereitzustellen
- Pin 3: Blau, I²C-Datenleitung (SDA)
- Pin 4: Gelb, I²C-Taktleitung (SCL)
- Bei schädlichen Spannungen auf dem I²C-Bus wird die USB-Seite geschützt, der Adapter selbst kann dabei beschädigt werden
- Das Kommunikationsprotokoll ist im Benutzerhandbuch dokumentiert
- Eine alternative Version mit galvanisch getrennter Versorgung des Zielsystems ist verfügbar
- Qwiic und STEMMA QT sind Bezeichnungen der jeweiligen Anbieter
- Pololu Isolated USB-to-I²C Adapter
- Benutzerhandbuch
- Windows-Paket
- Abmessungen als PDF
- Bohrdaten als DXF
