ラズパイではじめてのI2C通信のやり方


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この記事では、Raspberry PiでI2C通信を使うための設定のやり方を解説していく。

I2Cとは?

I2Cとは「Inter-Integrated Circuit」の略で、フィリップス社が開発した組み込みシステムなどで使われるデータ規格である。ラズパイ周辺のセンサーモジュールなどは、このI2CかSPIでデータのやりとりするものが多い。

I2Cに使う信号線の数は2本で、シリアルクロック(SCL)とシリアルデータ(SDA)で通信を実現する。一方で、SPIに使う信号線の数は4本となる。それぞれシリアルクロック(SCLK)、チップ・セレクト(CS)、マスタ出力/スレーブ入力(MOSI)、マスタ入力/スレーブ出力(MISO)でSPI通信を実現していく。

初心者の方なら、SPI通信よりもI2C通信から始める方が簡単だと思う。

ラズパイでI2C通信を使えるように設定

ラズパイでI2C通信を使えるように、i2c-toolsライブラリをインストールしよう。次のコマンドでインストールする。

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install i2c-tools

インストールが終わったら$ sudo raspi-config で設定画面を開き、I2C通信を有効にする。

ラズパイでI2C通信を有効にする
ラズパイでI2C通信を有効にする

  1. 設定画面の 5.Interfacing Option へ進む
  2. P5 I2C へ進み Yes を選択する

以上でI2C通信が使えるようになった。

PythonでI2Cを使えるようにする

PythonプログラムでもI2C通信を使いたい場合、python-smbusライブラリをインストールしておこう。このライブラリはPython2とPython3で別れているので、次のようにどちらでも使えるようにインストールしておくと便利。

$ sudo apt-get install python-smbus
$ sudo apt-get install python3-smbus

I2Cデバイスが認識されているか確認

それではI2Cデバイスをラズパイと接続して、I2Cデバイスが認識されるか確認してみよう。ラズパイとI2Cデバイスを配線するには注意が必要だ。なぜなら、ラズパイではI2C通信に使うSCL(GPIO3)SDA(GPIO2)がすでに割り当てられているからだ。

ラズパイGPIO役割図
ラズパイGPIO役割図

I2Cデバイスをラズパイに繋いだところで、$ sudo i2cdetect -y 1を実行するとI2Cデバイスのアドレスが表示される。ここでは68のアドレスが割り当てられたが、接続するI2Cモジュールによってアドレスは異なる。もしアドレスが表示されない場合は、ラズパイを再起動してみよう。

$ sudo 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: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --      

I2C通信のADコンバータMCP3425を使った記事も参考に

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