I2C通信とSPI通信（ボードの作成)

センサの情報をI2C通信(SMBus)で取得して、SPI通信でLCDへ表示したいと思います。

実験用のボードを作成しました。

図1. 構成図

CPUボード

昨年作成したペルチェ制御ボード(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2021/12/09/114742)を修正して利用しています。

本CPU(RX23E-A)にはI2C通信として、I2Cバスインターフェイス(RIIC)とシリアルコミュニケーションインターフェイス(SCI)の簡易I2Cバスがあります。またSPI通信として、シリアルペリフェラルインターフェイス(RSPIb)とSCIの簡易SPIがあります。これらのポートを割り付けを行いました。またペルチェドライバ用のCOOL_MV端子およびパソコンシリアル通信のLED表示用TX_LED端子、RX_LED端子のポートを変更を行いました。アナログ入力関係のポート変更はありません。

図2. CPUボード I/O割り付け表

図3. CPUボード 回路図-1

図4. CPUボード 回路図-2

図5. CPUボード レイアウト

図6. CPUボード

図7. CPUボード(部品実装後)

図8. CPUボード 部品表

インターフェイスボード

昨年作成した出力ボード(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2021/11/28/111654)に、I2C通信とSPI通信用のコネクタを追加しました。本ボードではI2C通信にUSBケーブルを使用します。SPI通信はLANケーブルを使用します。そのためのコネクタ(USBミニ B、RJ-45）がついています。

図9. インターフェイスボード回路図

図10. インターフェイスボード レイアウト

図11. インターフェイスボード

図12. インターフェイスボード(部品実装後)

図13. インターフェイスボード 部品表

センサボード(サーモパイル用)

上記インターフェイスボードとサーモパイル型赤外線センサ(A3D01S-FU-50-60 : 日本セラミック) をUSBケーブルで接続するためのボードです。SMBus(I2C通信)で測定対象物の温度とセンサ周辺温度が得られます。

図14. センサボード回路図

図15. センサボード レイアウト

図16. センサボード

図17. センサボード(部品実装後)

図18. センサボード 部品表

・手はんだで加熱し過ぎるとセンサが壊れる可能性があります。共晶はんだ(SD-60)で、ヒートクリップを使用してはんだ付けしました。

図19. ヒートクリップ

センサボード(温湿度センサ用)

温湿度センサ(AHT25 : Guangzhou Aosong Electronic）を取り付けます。I2C通信で温湿度が得られます。

上記のサーモパイル用センサボードを流用しました。

図20. 温湿度センサ(AHT25)

図21 部品

その他

今回はCPUのアナログ入力端子(37ピン～48ピン)がかなりずれてしまいました。やり直したいところですが半導体不足とのこと、このまま使用することにしました。

図22. はんだ付け不良