Como escanear endereço I2C no ESP32 usando Arduino IDE

Dércio Ricardo | 7 de Julho, 2024 | ESP32/8266 | Sem comentários

Neste guia, irá aprender como encontrar o endereço de dispositivos I2C com o ESP32 programado usando o Arduino IDE.

ESP32 é uma plataforma baseada em microcontrolador que pode interagir com vários dispositivos para controlar diferentes saídas de acordo com a entrada. Todos os protocolos de comunicação como UART, SPI e I2C desempenham um papel significativo na comunicação ESP32. Discutiremos o protocolo de comunicação Inter Integrated Circuit ou I2C neste guia e como escanear um endereço de um dispositivo.

Introdução à Comunicação I2C

I2C, também conhecido como I2C ou IIC, é um protocolo de comunicação mestre-escravo síncrono, onde um dispositivo mestre de sinal pode controlar vários dispositivos escravos por meio de um único fio (linha SDA).

O I2C combina o funcionamento dos protocolos UART e SPI, por exemplo, o SPI suporta o controle de vários dispositivos escravos sobre um único mestre. O I2C também suporta isso. Por outro lado, o UART usa TX e Rx de duas linhas para comunicação. O I2C também usa SDA e SCL de duas linhas para comunicação.

Aqui podemos ver que usamos resistores pull up com ambas as linhas SDA e SCL. Isso ocorre porque, por padrão, o I2C só emite dois níveis de LOW ou circuito aberto. Por padrão, o I2C em todos os chips está no modo de circuito aberto, então, para puxá-los para HIGH, usamos um resistor pull-up.

A seguir estão as duas linhas que o I2C usa:

SDA (Serial Data) : Linha para transmitir e receber dados do mestre para o escravo e vice-versa
SCL (Serial Clock) : Linha de sinal de clock para selecionar um dispositivo escravo específico

Interfaces de barramento I2C ESP32

O ESP32 apresenta duas interfaces de barramento I2C usando as quais a comunicação I2C é realizada como mestre ou escravo, dependendo do dispositivo que está interligado ao ESP32. De acordo com a folha de dados do ESP32, a interface I2C da placa ESP32 suporta a seguinte configuração:

Comunicação I2C de modo padrão a uma taxa de 100 Kbit/s
Comunicação I2C de modo rápido ou avançado a uma velocidade de 400 Kbit/s
Modo de endereçamento duplo de 7 bits e 10 bits
Os usuários podem controlar a interface I2C programando os registradores de comando
A interface de barramento I2C ESP32 é mais flexível no controle

Conectando dispositivos I2C com ESP32

A interface de dispositivos com o ESP32 usando o protocolo I2C é muito simples, assim como o UART, precisamos apenas de duas linhas para conectar o SDA e a linha de clock SCL.

O ESP32 pode ser configurado tanto no modo Mestre quanto no modo Escravo.

Modo Mestre ESP32 I2C

Neste modo, o ESP32 gera um sinal de clock que inicia a comunicação com os dispositivos escravos conectados.

Os dois pinos GPIO no ESP32 que são pré-definidos para comunicação I2C:

SDA : GPIO PIN 21
SCL : PINO GPIO 22

Modo escravo ESP32 I2C

No modo escravo, o clock é gerado pelo dispositivo mestre. O mestre é o único dispositivo que aciona a linha SCL na comunicação I2C. Os escravos são os dispositivos que respondem ao mestre, mas não podem iniciar uma transferência de dados. No barramento I2C do ESP32, apenas o mestre pode iniciar a transferência de dados entre os dispositivos.

A imagem mostra duas placas ESP32 em configuração mestre-escravo.

Agora que entendemos o funcionamento do modo I2C no ESP32, podemos encontrar facilmente o endereço I2C de qualquer dispositivo enviando o código fornecido.

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Como escanear endereço I2C no ESP32 usando Arduino IDE

Encontrar o endereço I2C dos dispositivos conectados com o ESP32 é importante porque se estivermos usando dispositivos com o mesmo endereço I2C, não poderemos nos comunicar com eles por meio de uma única linha de barramento.

Cada dispositivo I2C deve conter um endereço exclusivo e o intervalo de endereços de 0 a 127 ou (0 a 0X7F) em HEX. Por exemplo, se estivermos usando dois displays OLED do mesmo número de modelo ou produto, ambos terão o mesmo endereço I2C, então não podemos usar ambos na mesma linha I2C no ESP32.

Para encontrar um endereço IC, vamos dar um exemplo.

Esquemático

A imagem abaixo mostra o diagrama esquemático da interface do display OLED com a placa ESP32 usando o protocolo de comunicação I2C.

Interfacing-OLED-Display-with-ESP32-using-Arduino-IDE-and-I2C

A conexão do ESP32 com OLED inclui:

OLED Display	ESP32 Pin
VCC	3V3/VIN
GND	GND
SCL	GPIO 22
SDA	GPIO 21

Código

Abra o editor Arduino e carregue o código de escaneamento I2C fornecido na placa ESP32. Certifique-se de que o ESP32 esteja conectado e a porta COM esteja selecionada.

#include &lt;Wire.h&gt;  /*Wire library Included*/
 
void setup() {
  Wire.begin();           /*I2C Communication begins*/
  Serial.begin(115200);  /*Baud Rate defined for serial communication*/
  Serial.println("\nI2C Scanner"); /*print scanner on serial monitor*/
}
 
void loop() {
  byte error, address;
  int nDevices;
  Serial.println("Scanning...");   /*ESP32 starts scanning available I2C devices*/
  nDevices = 0;
  for(address = 1; address &lt; 127; address++ ) {   /*for loop to check number of devices on 127 address*/
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();
    if (error == 0) {   /*if I2C device found*/
      Serial.print("I2C device found at address 0x");/*print this line if I2C device found*/
      if (address&lt;16) {
        Serial.print("0");
      }
      Serial.println(address,HEX);  /*prints the HEX value of I2C address*/
      nDevices++;
    }
    else if (error==4) {
      Serial.print("Unknown error at address 0x");
      if (address&lt;16) {
        Serial.print("0");
      }
      Serial.println(address,HEX);
    }    
  }
  if (nDevices == 0) {
    Serial.println("No I2C devices found\n"); /*If no I2C device attached print this message*/
  }
  else {
    Serial.println("done\n");
  }
  delay(5000);          /*Delay given for checking I2C bus every 5 sec*/
}

#include <Wire.h> /*Wire library Included*/

void setup() {

Wire.begin(); /*I2C Communication begins*/

Serial.begin(115200); /*Baud Rate defined for serial communication*/

Serial.println("\nI2C Scanner"); /*print scanner on serial monitor*/

}

void loop() {

byte error, address;

int nDevices;

Serial.println("Scanning..."); /*ESP32 starts scanning available I2C devices*/

nDevices = 0;

for(address = 1; address < 127; address++ ) { /*for loop to check number of devices on 127 address*/

Wire.beginTransmission(address);

error = Wire.endTransmission();

if (error == 0) { /*if I2C device found*/

Serial.print("I2C device found at address 0x");/*print this line if I2C device found*/

if (address<16) {

Serial.print("0");

}

Serial.println(address,HEX); /*prints the HEX value of I2C address*/

nDevices++;

}

else if (error==4) {

Serial.print("Unknown error at address 0x");

if (address<16) {

Serial.print("0");

}

Serial.println(address,HEX);

}

if (nDevices == 0) {

Serial.println("No I2C devices found\n"); /*If no I2C device attached print this message*/

}

else {

Serial.println("done\n");

}

delay(5000); /*Delay given for checking I2C bus every 5 sec*/

}

O código acima fará a varredura dos dispositivos I2C disponíveis. O código começou chamando a biblioteca wire para comunicação I2C. A próxima comunicação serial é iniciada usando a taxa de transmissão.

Na parte do loop do código de escaneamento I2C, dois nomes de variáveis, erro e endereço, são definidos. Essas duas variáveis armazenam o endereço I2C dos dispositivos. Em seguida, um loop for é inicializado para escanear o endereço I2C começando de 0 a 127 dispositivos.

Saída

Na saída, podemos ver o endereço I2C do display OLED conectado à placa ESP32. Aqui, o endereço I2C é 0X3C, então não podemos usar nenhum outro dispositivo I2C com o mesmo endereço, para isso temos que alterar o endereço I2C desse dispositivo primeiro.

Obtivemos com sucesso o endereço I2C do display OLED conectado à placa ESP32.

Conclusão

Encontrar um endereço I2C ao conectar vários dispositivos com ESP32 é importante, pois dispositivos que compartilham o mesmo endereço I2C não podem ser conectados em um único barramento I2C. Usando o código acima, pode-se identificar o endereço I2C e, se o endereço de quaisquer dois dispositivos corresponder, ele pode ser alterado de acordo, dependendo das especificações do dispositivo.

Tags:ESP32, ESP8266, I2C, I2C Scaner

Como escanear endereço I2C no ESP32 usando Arduino IDE

Neste guia, irá aprender como encontrar o endereço de dispositivos I2C com o ESP32 programado usando o Arduino IDE.

Introdução à Comunicação I2C

Interfaces de barramento I2C ESP32

Conectando dispositivos I2C com ESP32

Modo Mestre ESP32 I2C

Modo escravo ESP32 I2C

Como escanear endereço I2C no ESP32 usando Arduino IDE

Esquemático

A conexão do ESP32 com OLED inclui:

Código

Saída

Conclusão

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Interfaces de barramento I2C ESP32

Conectando dispositivos I2C com ESP32

Modo Mestre ESP32 I2C

Modo escravo ESP32 I2C

Como escanear endereço I2C no ESP32 usando Arduino IDE

Esquemático

A conexão do ESP32 com OLED inclui:

Código

Saída

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