GCA-PI02 32 I/O-I2C-Platine für Raspberry Pi.

Das reale Teil

gca_pi02_pict03.jpg
Eine schöne und einfach zu montierende Platine ist jetzt erhältlich .
Es werden keine SMD-Bauteile verwendet.

Beschreibung

Es gibt nicht wirklich viel über diese Platine zu erklären.
Die zwei I2C-Leitungen sind zusammen mit Masse und +5V im gleichen Anschluss-Kabel.
Es werden zwei ICs MCP23017 verwendet, wobei jedes 16 Ein-/Ausgang-Leitungen adressieren kann, was insgesamt 32 für 1 Platine ergibt.
4 von diesen Platinen können zusammen mit einem GCA-PI01 verbunden werden, was 128 Ein-/Ausgang-Leitungen auf einem Raspberry PI verfügbar macht.

I2C-System

I2C ist grundsätzlich für die Kommunikation zwischen ICs, die zusammen auf der gleichen Platine sind, entwickelt worden.
Deshalb sollte gemäß den Spezifikation die gesamte Länge aller SDA- u. SCL-Leitungen nicht länger als 1 Meter (3' 4'') sein .
Dieses System wird mit zusätzlichen Leitungs-Treibern versehen, die eine Gesamt-Länge von 10 Metern ermöglichen.
Jede Platine ist mit einem zusätzlichen Leitungs-Treiber P82B715 versehen und mit einem “low drop”-Spannungsregler1), um 3,3V verfügbar zu haben.
Dieser Regler macht es überflüssig, die 3,3V vom RasPi zu transportieren, was mehr Nach- als Vorteile hätte.

Adress-Auswahl

Platine # dip 1 dip 2 I/O-Ports I2C-Adresse
1 AUS AUS 1..32 0×20-0×21
2 AUS ON 33..64 0×22-0×23
3 ON AUS 65..96 0×24-0×25
4 ON ON 97..128 0×26-0×27

Hardware

Platinen/Bausätze

Dateien

Die Schaltung
Die Platine und Bauteilplatzierungen
Die Materialliste
Hinweis: Es werden nur komplett bestellte Bausätze unterstützt!


Kabel-Verbindung.

Es gibt zwei mögliche Verbindungs-Kabel zwischen den zwei Platinen.
Die Wahl besteht zwischen RJ45-Steckverbindern und Ethernet-Kabeln oder RJ12-Steckverbindern mit den flexibleren 6-adrigen Kabeln, wie sie von Xpressnet und LocoNet bekannt sind.
Die maximale Länge der Kabel zwischen GCA-PI01 und dem letzten GCA-PI02 in der Kette ist 10 Meter, wenn die Bus-Extender installiert wurden.
Ohne Bus-Extender wird eine max. Länge von 1 Meter anwendbar sein.
Es wird erwartet, ist aber noch nicht nachgewiesen, dass Ethernet-Kabel ein wenig länger sein dürfen.
Dies alles wegen der I2C-Spezifikationen.

Stromversorgung

Der GCA-PI02 benötigt 5VDC.
Diese 5 V können dem Raspberry Pi entnommen werden, wenn JP1 auf GCA-PI01 gesteckt ist.
Wenn eine separate Versorgung für diese Platine vorgezogen wird, kann ein einfacher 5V-USB-Netzadapter verwendet werden.
Er wird mit dem USB-Mini-Steckverbinder V5 verbunden.
Es ist auch eine 5V-Versorung des Raspberry Pi von dieser Platine möglich, wenn JP1 gesteckt ist.
In diesem Fall KEINE 5V-Versorgung am Raspberry anschliessen.

Es funktioniert folgendermaßen:

Die Steckbrücke auf jedem GCA_PI01 und _PI02-Baugruppe verbindet die 5V-Leitung auf der Platine mit der Stromversorgungs-Leitung im Verbindungskabel zwischen den Baugruppen.
In der Paxis wird eine 5V-Stromversorgung verwendet, die mit dem USB-Anschluss irgend einer der GCA_PI02 verbunden ist. Wenn alle Steckbrücken auf PI01- und PI02-Platinen gesteckt sind, wird dann der 5V-Adapter alle verbundenen Einheiten versorgen.
Wenn separate 5V-Adapter für jede Baugruppe bevorzugt werden, dann Steckbrücken weglassen.

Stift-Belegung der Ports

Alle Eingangs-/Ausgangs-Nummern sind auf der Platine aufgedruckt.
Diese 4 Ports können für unterschiedliche I/O Expander benutzt werden wie z.B.:

GCA76, GCA77, GCA93, GCA94, GCA107, GCA173


GCA-PI02 Adresse 0
Anschluss I/O 1 I/O 2 I/O 3 I/O 4
Stift# Port# Port# Port# Port# Funkt.
1 x x x x + 5V
2 x x x x 0V
3 1 9 17 25
4 2 10 18 26
5 3 11 19 27
6 4 12 20 28
7 5 13 21 29
8 6 14 22 30
9 7 15 23 31
10 8 16 24 32


GCA-PI02 Adresse 1
Anschluss I/O 1 I/O 2 I/O 3 I/O 4
Stift# Port# Port# Port# Port# Funkt.
1 x x x x + 5V
2 x x x x 0V
3 33 41 49 57
4 34 42 50 58
5 35 43 51 59
6 36 44 52 60
7 37 45 53 61
8 38 46 54 62
9 39 47 55 63
10 40 48 56 64


GCA-PI02 Adresse 2
Anschluss I/O 1 I/O 2 I/O 3 I/O 4
Stift# Port# Port# Port# Port# Funkt.
1 x x x x + 5V
2 x x x x 0V
3 65 73 81 89
4 66 74 52 90
5 67 75 83 91
6 68 76 84 92
7 69 77 85 93
8 70 78 86 94
9 71 79 87 95
10 72 80 88 96



GCA-PI02 Adresse 3
Anschluss I/O 1 I/O 2 I/O 3 I/O 4
Stift# Port# Port# Port# Port# Funkt.
1 x x x x + 5V
2 x x x x 0V
3 97 98 99 100
4 101 102 103 104
5 105 106 107 108
6 109 110 111 112
7 113 114 115 116
8 117 118 119 120
9 121 122 123 124
10 125 126 127 128


Elektrische Grenzen

Jeder Port kann sowohl Quelle (verbunden mit 5V), als auch Senke (verbunden mit 0V) von 25mA sein.
Aber der Gesamtstrom für jedes IC (= 16 Ports) ist 125mA (Quelle) oder 150mA (Senke).
Es ist nicht erlaubt eine Spannung irgend einer Art in Ports einzuspeisen !

Relais-Baugruppe

Durch den begrenzten Strom je Gerät, kann nur eine Relais-Baugruppe je I/O-Expander GCA107 angeschlossen werden:
An I/O1 oder I/O2 und an I/O3 oder I/O4.


RJ12

Pin Verwendung
1 VDD(+5V)
2 SCL (B)
3 VSS(GND)
4 SDA (B)
5 VSS(GND)
6 VDD(+5V)
1) Ermöglicht eine geringere Differenz zwischen Ein- u. Ausgangs-Spannung

Personal Tools