Kann man echte I2C-Sensoren an den EV3 anschließen?

Das I2C-Protokoll läuft wie im Bild "I2C-Protokoll" ab.
LEGO's US-Sensor stellt sich jedoch wie im Bild Startsequenz bzw. Zyklus dar.

Nun stell ich mir die Frage, warum alle beim NXT/EV3 vom I2C-Protokoll sprechen? Auch ist die Übertragungsgeschwindigkeit von 58 Baud nicht geeignet für 1000 Messwerte / Sekunde. Das aber verspricht LEGO selbst. Ein Zyklus benötigt 0,1 Sekunde. Das ist ganz sicher keine SCL-Leitung. Gibt es vielleicht nur eine "ein Draht Verbindung" also nur SDA? Warum aber werden von LEGO in ihren eigenen Schaltplänen die Leitungen am Controller für SDA und SCL verwendet?

Viel zu viele Fragen.

Also jetzt mal von Anfang an. Ich habe inzwischen an vielen Stellen gelesen, das der EV3 Sensoren über das I2C-Protokoll einlesen kann. Nun wollte ich "meinen" Kindern aus dem Jugendzentrum der Gruppe "LEGO-Robotik" zeigen, dass man auch eigene Sensoren herstellen und anschließen kann. So versuchte ich den mir bekannten und bereits an anderer Stelle erfolgreich eingesetzten DS1721 (Temperatursensor) an den EV3 anzuschließen und auszulesen. Nach einigen Fehlschlägen habe ich die oben erwähnten Messungen vorgenommen und stehe jetzt vor mehr Fragen als Antworten.

Kann mir jemand helfen?
Wie kann ich ohne fremde Hardware/Schnittstellen von Drittanbietern z.B. den DS1721 an den EV3 anschließen?
Hat jemand über das serielle Protokoll bereits einen Sensor im Eigenbau erfolgreich zum laufen bekommen? Und wenn ja, wie?
Ist es richtig, dass man für das serielle Protokoll von LEGO PIN1 u. PIN3 brücken muss, damit der EV3 das Protokoll nutzt? Alle Sensoren mit dem LEGO-I2C-Protokoll haben diese Brücke. (Analoge Sensoren benötigen eine Brücke von PIN2 u. PIN3. Erfolgreich getestet.)

Schon einmal vielen Dank für jede Antwort. Für hilfreiche Antworten noch mehr Dank. Für Lösungen zusätzlich eine liebevolle Umarmung. :-)

citkid

3 Antworten

citkid

30.08.2017, 22:25

Hallo

gerade eingestellt und schon selbst eine Antwort auf eine meiner Fragen gefunden.

Der LEGO-Color-Sensor verwendet den STM8S103F3. Die Übertragung läuft dabei nicht über die SCL/SDA-Leitungen, die sind nicht einmal bestückt, sondern über UART1 RX/TX. Darüber läuft laut Datenblatt wohl eher das LIN-Protokoll. Dieses Protokoll ist ein One-Wire-Protokoll. Damit ist Zyklus falsch, die untere "Kurve" im Oszillogramm nicht zu verwenden. Die SCL-Leitung wird für die Übertragung möglicher weise nicht benötigt.

Es lässt sich also kein Sensor an den NXT/EV3 mit I2C-Protokoll übertragen.

Es bleibt die Frage wie man mit 58 Baud 1000 Messwerte / Sekunde hinbekommt? Bei 1000 Messwerten und 8 Bit-Daten sowie Start und Stop benötigt man 1000 Werte * 10 Bit = 10000 Baud. Entspricht 1 / 1000 Baud = 0,0001 Sek. (100nS) für ein Bit. - Hier habe ich mich vertan. Siehe Bild: ( 5 * 0,1mS ) / 15 Bit = 30000 Baud und damit 3 mal so schnell wie mindestens erforderlich.

Frage 3 u. 4 bleibt somit noch offen. Bei Frage 3 ist es wohl eher, welcher Sensor ist hierfür geeignet?

citkid

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung – Coach der hiesigen LEGO-Robotik Gruppe

nxtgeneration

30.08.2017, 22:36

Deine Aufgabe sollte mit der erweiterten LEGO Education Software funktionieren. Ich könnte ein paar Sachen darüber schreiben allerdings sind die wahren Spezialisten im Spezialforum aktiv:

www.mindstormsforum.de

Außerdem gibt es einige UNIs, die speziell mit LEGO Sensoren I2C experimentieren allerdings dann auch mit alternativen Programmiersprachen.

citkid

10.09.2017, 20:49

Hallo

Ich werde hier noch einmal mir selbst antworten um meine Ergebnisse zum Thema zusammenzufassen.

Der Ev3 kann mit dem I2C-Protokoll arbeiten.
Der Sensor, der über das I2C-Protokoll angeschlossen ist, wird vom EV3 in der Regel im Abstand von 100 Millisekunden bei 4000 Baud abgefragt (10 mal je Sekunde im 1/4 Millisekunden-Takt). Das gilt aber nur für LEGO-Sensoren.
LEGO hat klare Vorstellungen davon, dass bestimmte Informationen an vorbestimmten Adressen vorliegen.
Das I2C-Protokoll kann für "unverarbeiteter Sensorwert" (nur LEGO-Sensoren), Small-Basic (Sensoren die ausschließlich über Register), oder eine andere Programmiersprache, die auch Befehle verarbeiten kann (alle I2C-Slaves = Sensoren und anderes), verwendet werden. Die Abfragegeschwindigkeit ist hier vom Programm abhängig.
Für das I2C-Protokoll benötigt der EV3 die bereits bekannten 82kOhm-Widerstände am SDA- und SCL-Anschluss. Der Sensor wird mit 5V versorgt, aber mit 3,3V-Pegeln an den Anschlüssen betrieben.
LEGO verwendet beim EV3 den Analogzugang, bzw. das LIN-Protokoll. Hier fragt der EV3 nach Aussage von LEGO, im Abstand von einer Millisekunde bei 30000 Baud ab (1000 mal je Sekunde).

Ich hoffe hiermit alle Fragen beantwortet zu haben, die jemand benötigt der auch einmal das I2C-Protokoll anwenden möchte.

Liebe Grüße an alle Bastler - citkid

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung – Coach der hiesigen LEGO-Robotik Gruppe

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Hallo,

ich Versuche per I2C-Bus das Gerät "ADS1115" mit meinem Raspberry 1B zu verbinden.

Ich habe vieles schon versucht, darunter:

Einen Raspberry 3B anstelle des 1B zu benutzen
Via "lsmod" überprüfen, ob das i2c-Kernelmodul aktiviert ist (ja es ist aktiviert)
Die Baudrate auf 1 kHz, 10 kHz, 15 kHz, 100 kHz umzustellen
Verschiedene Python-Module anstelle des CLI-Tool "i2ctools" verwenden

Aber alles hilft nichts, denn der Befehl "i2cdetect -y 1", welcher die erkannten Geräte vom I2C-Bus 1 anhand ihrer Adressen in einer Tabelle ausgeben soll, gibt nur eine leere Tabelle aus.

Ich verstehe nicht, was ich falsch gemacht habe, weil bisher alle Quellen im Internet darauf hindeuten, dass ich alles richtig mache. Ich vermute mittlerweile, dass der ADS1115 vielleicht kaputt ist und bereits kaputt geliefert wurde. Normalerweise soll er nicht so leicht kaputt zu machen sein, und ich war vorsichtig damit. Lieferant Amazon, also wer weiß.

Hier seht ihr jedenfalls meinen Projektaufbau / Wie alles miteinander verkabelt ist. Ich würde mich hier sehr über Feedback freuen:

Die Schnittstellen des ADS1115 sind wie folgt verbunden:

VDD -> 3.3V Pin (lila)
GND -> Masse Pin (schwarz)
SCL -> I2C SCL (weiß)
SDA -> I2C SDA (hellgrau)
ADDR -> nichts
ALRT -> nichts
A0 -> ...
A1
A2
A3

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Ich finde nur Tutorials für Displays mit einem I2C-Protokoll, da hat das Display die Pins GND, VCC, SCL und SDA. Ich habe die Pins GND, VDD, SCK und SDA.

Laut meiner Recherche ist das ein SPI-Protokoll. Wenn ich dafür nach Tutorials suche, finde ich nur welche für Displays mit 6 Pins.

Mein Code (von einem I2C Tutorial) benutzt die Adafruit SDD1306 Library, keine Ahnung ob die nur mit I2C oder auch mit ISP funktioniert.

Wenn ich mit einem I2C Scanner die Screen Address suche, findet es das Display nicht.

Meine Schaltung:

OLED GND --> Chip GND

OLED VDD --> Chip 3V3

OLED SCK --> Digital IO 1

OLED SDA --> Digital IO 2

Kann ich einfach die ISP Adresse in den Code einfügen, und wenn ja wie finde ich diese? Oder brauch ich ganz anderen Code / Schaltung?

Code:

 #include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>


#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels


// Declaration for SSD1306 display connected using I2C
#define OLED_RESET     -1 // Reset pin
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);


void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.clearDisplay(); //Clear
  
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,28);
  display.println("Hello world!");
  display.display();
  delay(2000);
}


void loop() {
  delay(1000);
}

Display (Ich weiß dass die Schutzfolie noch drauf ist):

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Dazu wurde verwendet:
- Arduino Uno R3
- DS1307 Modul V03
- LCD1602 Modul
- 10k Poti
- Paar kabel
Mein Code:
#include <Wire.h>

#include <RTClib.h>

#include <LiquidCrystal.h>

RTC_DS3231 rtc;

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // RS, E, D4, D5, D6, D7

void setup() {

Serial.begin(9600);

Wire.begin();

lcd.begin(16, 2); // Initialisiere das LCD-Display

if (!rtc.begin()) {

Serial.println("RTC konnte nicht gefunden werden!");

while (1);

}

if (rtc.lostPower()) {

Serial.println("RTC hat die Zeit verloren, bitte die Uhrzeit neu einstellen!");

}

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__))); // Uhrzeit beim Hochladen des Sketches einstellen

}

void loop() {

DateTime now = rtc.now();

// Lösche das Display und setze den Cursor an den Anfang

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

// Datum formatieren: YYYY/DD/MM

lcd.print(now.year(), DEC);

lcd.print('/');

lcd.print(now.day(), DEC); // Tag vor Monat

lcd.print('/');

lcd.print(now.month(), DEC); // Monat vor Tag

// Serielle Ausgabe für Überprüfungszwecke

Serial.print(now.year(), DEC);

Serial.print('/');

Serial.print(now.day(), DEC); // Tag vor Monat

Serial.print('/');

Serial.print(now.month(), DEC); // Monat vor Tag

Serial.println();

delay(5000);

}
Das Poti ist dafür da um den Kontrast des Lcd modules richtig einzustellen. Mein Problem ist nun das ich auf dem Seriellen Monitor von dem Arduino Program das Datum korrekt angezeigt bekomme nur auf dem LCD Display nicht. Ich habe die komplette Verkabelung überprüft und die 5 Sekunden Delay Zeit habe ich so "hoch" gestellt weil ich gelesen habe das dass ei problem sein kann wenn der Arduino nicht genügend Zeit hat um das Programm zu verarbeiten. Auf dem LCD-Display wird nur ein Blauer Hintergrund angezeigt. Das Lcd display funktioniert aber in anderen Projekten einwandfrei (Habe das Hello World Programm von Lektion 22 nochmals gerade eben getestet und es hat funktioniert ohne mengel). Ich habe das DS1307 Modul V03 mit plus und minus angeschlossen und die anderen Beiden Pins (SDA und SCL) auch korrekt auf die beiden pins des arduinos angeschlossen (SDA und SCL). Hier noch ein schaltbild wie ich das LCD Display und das Poti angeschlossen habe:

Bitte um Hilfe weil ich ein wenig verzweifle😅.
Danke im vorraus!

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Ich möchte zwei bme280 Sensoren an meinem Raspberry Pi anschließen, allerdings haben beide die gleiche Adresse.

Für den GND habe ich ein extra Kabel verwendet. SCL habe ich an das gleiche Kabel angeschlossen. Entweder bekomme ich keinen Wert oder ich bekomme -142.11129819307826 als Temperatur. Wenn ich dann einen Sensor abstöpsel kommt wieder 22.124424953595735 als normale Temperatur.

$ i2cdetect -y 1
   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00:     -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- 76 --

Gibt es eine Möglichkeit die Adresse von 0x76 auf 0x77 zu ändern?

Dies gerne über die Konsole oder per Python.

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Dieses Bauteil sitzt an der Position:

Ebenfalls sind die Zener Dioden sehr heiß, diese sitzen hier :

Wie kann man prüfen ob die Zener Dioden noch intakt sind? Was ist der Anschluss SCL und SDA?

Liebe Grüße

MegaMann1234

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