Startseite>I2C Teil 31: USB-I2C-Modul MCP23017
Aus Raspberry Pi Geek 06/2020

I2C Teil 31: USB-I2C-Modul MCP23017

© Dmitri Maruta, 123RF

Angedockt

Martin Mohr

Wollen Sie ein I2C-Projekt erst auf dem Desktop-PC testen, hilft ein USB-Modul weiter, das eine entsprechende Schnittstelle bereitstellt.

In diesem Teil der Reihe stellen wir ein USB-zu-I2C-Modul vor, das an einem beliebigen Rechner eine I2C-Schnittstelle bereitstellt. Als Grundlage für das Beispiel dient Ubuntu Linux; als Hardware kommt das MCP23017-Modul zum Einsatz, das Sie eventuell aus Teil 30 dieser Reihe kennen.

Es gibt im Handel viele unterschiedliche USB-zu-I2C-Adapter. So gut wie alle basieren auf dem Baustein CH341A. In diesem Artikel kommt ein All-in-one-Modul direkt aus China zum Einsatz. Neben I2C bietet es zusätzlich SPI- und UART-Funktionalität. Macht Ihnen eine Wartezeit von mehreren Wochen nichts aus, bestellen Sie das Modul für rund 8 Euro bei Aliexpress [1].

Der USB-Port-Baustein CH341A arbeitet mit 5 oder 3,3 Volt Betriebsspannung. Sie erhalten ihn in unterschiedlichen Gehäuseformen wie SOP-28, SSOP-20 und QFN28. Die Betriebsspannung wählen Sie über ein Jumper-Paar (rot) aus, was gleichzeitig auch die Ausgangsspannung des Moduls (VCC) regelt. So lassen sich Bausteine mit unterschiedlicher Betriebsspannung über das Modul mit Spannung versorgen.

Über einen weiteren Jumper (rot) heben Sie den VCC-Ausgang gegebenenfalls wieder auf 5 Volt an. Sie haben also die Möglichkeit, auf den Datenleitungen mit 3,3 Volt zu arbeiten, an VCC aber mit 5 Volt – flexibler geht es nicht.

Den Betriebsmodus des CH341A-Moduls verändern Sie über einen weiteren Jumper (grün). Das Modul unterstützt als Modi UART oder I2C/SPI. Für die Beispiele aus diesem Artikel stellen wir den Jumper auf I2C/SPI ein.

Befindet sich das Modul im UART-Modus, stellt es den passenden Hardware-Treibern alle üblichen seriellen Standards (RS232, RS485, RS422) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bereit. Dabei lassen sich verschiedene Anzahlen von Daten-, Stopp- und Paritätsbits verwenden.

Der USB-Anschluss des Moduls unterstützt den Standard USB 2.0. Benötigen Sie weitere Informationen, finden Sie eine Übersicht der Funktionen auf der Webseite des Herstellers [2]. Das Datenblatt ist allerdings schwierig zu finden. Wir haben es deshalb in die Downloads zu diesem Beitrag gepackt.

Testaufbau

Zum Testen des CH341A-Moduls verwenden wir das MCP23017-Modul aus Teil 30 dieser Reihe [3]. Sie verbinden die beiden Module eins zu eins miteinander (siehe Tabelle “Direkter Kontakt”). Abbildung 1 zeigt den Versuchsaufbau. Die Schaltpläne der beiden Testplatinen sehen Sie in Abbildung 2 und Abbildung 3. Benötigen Sie mehr Informationen zum MCP23017, werfen Sie einfach einen Blick in dessen Datenblatt [4].

CH341A-Modul

MCP23017-Modul

VCC

VCC

GND

GND

SDA

SDA

SCL

SCL

Abbildung 1: Der Testaufbau besteht im Prinzip nur aus einer einfachen Schaltung zwischen zwei Komponenten.

Abbildung 1: Der Testaufbau besteht im Prinzip nur aus einer einfachen Schaltung zwischen zwei Komponenten.

Abbildung 2: Der Schaltplan der Input-Platine.

Abbildung 2: Der Schaltplan der Input-Platine.

Abbildung 3: Der Schaltplan der Output-Platine.

Abbildung 3: Der Schaltplan der Output-Platine.

Installation des Treibers

Bevor Sie mit der Installation des Treibers beginnen, stellen Sie sicher, dass auf Ihrem System alle nötigen Tools vorhanden sind. Mit dem Kommando aus Listing 1 starten Sie die Installation der entsprechenden Werkzeuge auf einem Debian-basierten System.

Listing 1

$ sudo apt install i2c-tools dkms git build-essential

Es gibt mehrere Treiber für das CH341A-Modul. Im Beispiel kam das Exemplar von Gunar Schorcht [5] zum Einsatz, da er für das Modul eine Gerätedatei erzeugt, die Sie mit den üblichen Methoden ansprechen. Mit den Kommandos aus Listing 2 laden Sie den Treiber herunter und installieren ihn.

DIESEN ARTIKEL ALS PDF KAUFEN
EXPRESS-KAUF ALS PDFUmfang: 4 HeftseitenPreis €0,99
(inkl. 19% MwSt.)
€0,99 – Kaufen
RASPBERRY PI GEEK KAUFEN
EINZELNE AUSGABE Print-Ausgaben Digitale Ausgaben
ABONNEMENTS Print-Abos Digitales Abo
TABLET & SMARTPHONE APPS
Deutschland