Типы преобразователей I2C в USB
Чтобы понять различные типы адаптеров USB-I2C, необходимо знать их компоненты, которые включают разъем USB, разъем I2C, преобразователь уровня логики и блок питания.
-
Разъем USB
Разъем подключается к компьютеру или блоку питания. Распространенные типы включают USB-A, USB-B и USB-C. Они являются современным стандартом подключения электронных устройств, таких как телефоны и планшеты, к компьютерам для передачи данных. И в отличие от USB-A, который можно подключить только одним способом, USB-C имеет дополнительное преимущество, так как его можно подключать любым способом.
-
Разъем I2C
К нему подключается устройство I2C. I2C имеет два необходимых соединения: линию последовательных данных SDA и линию последовательных тактовых импульсов SCL. Каждое устройство I2C имеет уникальный адрес и использует эти две линии для связи. Линия SDA передает адрес и данные, а линия SCL обеспечивает тактовый сигнал, синхронизирующий передачу данных с заданной скоростью.
-
Преобразователь уровня логики
Он облегчает связь между устройствами с различными уровнями напряжения. Преобразователь сдвигает уровень напряжения с одного на другой, чтобы предотвратить повреждение или неправильную передачу данных между устройствами. Он гарантирует, что I2C-мастер и I2C-ведомый эффективно и бесперебойно обмениваются данными.
-
Блок питания
Примеры включают сетевые адаптеры, батареи или питание, подаваемое через разъем USB.
Существует два распространенных типа преобразователей I2C-USB:
Преобразователь FTDI использует микросхему FTDI, стандартное устройство, используемое для интерфейса USB и последовательных портов. Он эффективен, потому что автоматически создает виртуальный COM-порт, распознаваемый компьютером. Более того, он предлагает множество вариантов напряжения и может быть настроен различными способами с помощью своего программного обеспечения. Настройка преобразователя FTDI часто требует установки драйвера для распознавания микросхемы и автоматического создания виртуального COM-порта.
Адаптеры Raspberry Pi - это недорогие USB-адаптеры, используемые для подключения устройств I2C к Raspberry Pi. Их часто используют в проектах «сделай сам» и могут быть объединены с другими дополнениями Raspberry Pi для создания продукта. Однако они предлагают меньше функциональности и гибкости, чем преобразователи FTDI, которые могут быть предпочтительнее для разработчиков, ищущих более настраиваемый вариант.
Планировщики портов I2C-USB или промышленные модели используются для подключения большого количества устройств I2C (до 100) и получения синхронизированных данных от них. Эти модели часто используются в промышленных условиях, например, для синхронизированного сбора данных от датчиков измерения силы/момента. Их можно использовать в некоторых медицинских приложениях для получения синхронизированных данных от нескольких датчиков давления. Применение может различаться, но в основном оно включает получение синхронизированных данных от нескольких устройств.
Функции и возможности преобразователей I2C в USB
-
Подключение и интеграция
Преобразователь I2C в USB обеспечивает подключение и связь между устройствами, использующими интерфейс I2C, и устройствами, использующими интерфейс USB. Его основная цель - преобразовать сигнал и данные между двумя различными протоколами, чтобы обеспечить обмен информацией между различными типами устройств, которые в противном случае не смогли бы подключиться."
-
Мост связи
"Адаптер I2C в USB действует как мост между шиной I2C и портом USB. I2C - это многоустройствовая шина связи на малые расстояния, часто внутри электронного оборудования, в то время как USB предназначен для подключения кабелей между внешними устройствами. Это устройство позволяет разработчикам легко отслеживать и управлять устройствами I2C с помощью USB-компьютеров или ноутбуков."
-
Перевод данных
"Шина I2C использует две линии - последовательные данные (SDA) и последовательные тактовые импульсы (SCL) - с сигналами, которые отличаются от USB. Устройство I2C-USB преобразует данные таким образом, чтобы их можно было отправлять между компонентами I2C и портами USB. Это позволяет обмениваться информацией между устройствами, которые несовместимы напрямую."
-
Блок питания
Питание от USB-кабеля: многие адаптеры также получают питание через USB-соединение, что означает, что нет необходимости в дополнительных адаптерах питания.
-
Области применения
"Мониторинг данных: эти адаптеры позволяют пользователям видеть данные, передаваемые по шине I2C, для отладки. Связь устройства: они подключают датчики, дисплеи и другие устройства I2C к компьютерам, которые поддерживают USB, чтобы передавать данные с устройств, имеющих порты I2C, на компьютеры для анализа или хранения. Разработка и тестирование: эти адаптеры полезны, когда инженеры разрабатывают новые устройства или системы I2C, поскольку их можно легко подключить к компьютеру и отслеживать сигналы с помощью программного обеспечения для анализа I2C."
-
Совместимость
Преобразователь I2C в USB позволяет подключать устройства, использующие стандарт I2C, к портам USB, что позволяет подключать такие устройства, как датчики, дисплеи, память, часы и т. д., использующие соединения I2C, к компьютерам или другим системам, имеющим порты USB. Это позволяет устройствам с I2C-связью работать совместно с системами, которые имеют только USB-интерфейсы. Совместимость зависит от поддержки стандартов устройств I2C-USB и конкретных драйверов, чтобы они могли правильно переводить данные между двумя интерфейсами. Не все устройства I2C можно подключить через USB, только те, которые используют I2C, могут подключаться к USB через совместимый преобразователь.
Области применения преобразователей I2C в USB
Адаптеры I2C-USB находят применение в различных отраслях. Некоторые из них обсуждаются ниже:
-
Здравоохранение
В больницах и лабораториях интерфейс I2C-USB используется для преобразования соединений медицинского оборудования с шиной I2C. Это помогает интегрировать и подключать такие устройства, как датчики температуры, ЭКГ-мониторы и мониторы пациентов, к компьютерам. Устройствам разрешается контролировать их и получать данные с помощью преобразования I2C-USB. Это улучшает уход за пациентами и упрощает принятие решений, предоставляя доступ к медицинским данным.
-
Промышленное производство
I2C-USB используется в промышленных условиях для подключения и обеспечения связи между датчиками I2C и USB-устройствами сбора данных. Температура, влажность и давление - это примеры условий окружающей среды, отслеживаемых датчиками шины I2C. Сбор данных, анализ и мониторинг условий окружающей среды обеспечиваются благодаря интерфейсу I2C-USB. Это помогает принимать обоснованные решения и оптимизировать производственные процессы. Это показывает, как I2C-USB играет важную роль в промышленных условиях, соединяя датчики с регистраторами данных, позволяя пользователям контролировать и отслеживать важные эксплуатационные параметры.
-
Разработка электроники
Инженеры и любители используют I2C-USB для подключения и связи с датчиками, модулями и устройствами шины I2C в учебных целях, разработке проектов и отладке. Преобразователи I2C-USB помогают в простом преобразовании данных I2C в USB. Это позволяет инженерам получать доступ к данным на компьютерах или ноутбуках для анализа. Это помогает при отладке и разработке электронных проектов, использующих шину I2C.
-
Автомобильные приложения
В автомобильных системах интерфейс I2C-USB используется для замены традиционных соединений шины I2C. В их число входят регистраторы данных, диагностические инструменты и интерфейсы устройств. Параметры, такие как считывание датчиков, контрольные модули и мониторинг, могут быть выполнены через шину I2C. Преобразование I2C-USB позволяет регистрировать данные в реальном времени и проводить диагностические проверки, подключая эти устройства к компьютерам. Таким образом, техники могут анализировать и контролировать данные автомобильных систем.
-
Потребительская электроника
Использование преобразователей I2C-USB в потребительской электронике имеет свои преимущества. Например, подключение к устройствам I2C, таким как пульты дистанционного управления, датчики и входные устройства, обеспечивает передачу данных и связь с компьютерами. С помощью такого типа соединения можно выполнять обновления микропрограммного обеспечения, сбор данных и диагностику устройств.
-
Системы сбора данных
I2C-USB используется в системах сбора данных, где датчики подключаются к USB-устройствам сбора данных. Датчики температуры, давления и влажности, совместимые с I2C, можно использовать для сбора данных и мониторинга окружающей среды.
Как выбрать преобразователь I2C в USB
При выборе преобразователя I2C-USB необходимо учитывать различные факторы. К ним относятся;
- Перемычки/проводные соединения: Сначала следует определить тип соединения, к которому будет подключено выбранное устройство. Реплицированный драйвер должен подключаться непосредственно к шине I2C с помощью перемычек. Если это не так, преобразователь с клеммным блоком более удобен, так как его можно подключить прямо к клемме.
- Уровни напряжения: Необходимо определить уровни напряжения, которые использует шина I2C. Это связано с тем, что эти шины работают при различных уровнях напряжения, включая 1,8 В, 3,3 В и 5 В. Не все USB-преобразователи могут поддерживать одинаковые уровни напряжения. Однако некоторые из них могут автоматически регулироваться до уровня напряжения шины I2C.
- Скорость шины I2C: Необходимо определить скорость контроллера шины I2C. Приложения будут диктовать это. Некоторые приложения отлично работают с 100 кГц, в то время как другим требуется 400 кГц или даже больше. USB-преобразователь должен поддерживать соответствующую скорость.
- Блок питания: Необходимо выяснить, чем питается шина I2C. Питается ли она от USB или от внешнего блока питания? Это поможет узнать, можно ли включить интерфейс I2C-USB от USB-порта или потребуется внешний блок питания.
- USB-интерфейс: Следует установить количество USB-портов, необходимых для подключения. Требуется ли только один порт, или требуется несколько портов, чтобы можно было одновременно подключать несколько устройств I2C? Если это так, идеальным решением будет концентратор с несколькими USB-портами.
- Драйверы: Необходимо оценить другие системные драйверы, чтобы определить, можно ли их установить. Некоторым преобразователям USB-I2C требуются драйверы для настройки в системе, чтобы они могли эффективно функционировать. Некоторые другие преобразователи по умолчанию являются устройствами класса и не требуют никаких специальных драйверов.
- Условия окружающей среды: Следует определить условия, в которых будет работать преобразователь. Будет ли он находиться в холодной, сухой среде или в горячей, влажной среде? Это поможет выбрать преобразователь, подходящий для указанной среды. Модули преобразователей доступны с корпусом и без него.
Вопросы и ответы
Q1: Можно ли подключить несколько устройств к одному. преобразователю I2C-USB?
A1: Нет, этот тип адаптера позволяет обмениваться данными только между одним устройством I2C и одним USB-портом.
Q2: Распознают ли компьютеры и устройства преобразователь I2C-USB?
A2: Да, но распознаются только подключенные к нему устройства I2C, а не сам адаптер.
Q3: Можно ли подключить цифровые датчики и дисплеи к микроконтроллеру?
A3: Да, через свои цифровые интерфейсы, такие как I2C, микроконтроллер позволяет этим устройствам обмениваться данными.
Q4: Что такое мост USB-I2C?
A4: Это устройство, которое подключает интерфейс I2C к USB-порту. I2C - это стандарт связи, который позволяет подключать несколько датчиков.
Q5: Есть ли разница между I2C и USB?
A5: I2C предназначен для подключения микросхем на печатной плате, а USB - для подключения к компьютерам таких устройств, как мыши и клавиатуры. Обе технологии передают данные, но I2C использует сигналы, а USB - кабели.
浙公网安备 33010002000092号
浙B2-20120091-4