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GCA-PI02 32 I/O-I2C-Platine für Raspberry Pi.
Das reale Teil
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! |
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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.