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「Inter-Integrated Circuit(I2C)バスでIC接続が容易になる理由とその使用方法」(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

     
   
     
     
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No.1312 2020.07.14
 
     


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◇「Inter-Integrated Circuit(I2C)バスでIC接続が容易になる理由とその使用方法」
 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

◇回路設計から部品の調達、基板製造/実装、ハーネス/ケース加工まで
 マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご利用ください

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  「Inter-Integrated Circuit(I2C)バスでIC接続が容易になる理由とその使用方法」
(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
 
       
 
 

 「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、プリント基板上のIC間やプリント基板間でデータのやり取りができるI2Cバスについて解説した記事をご紹介します。

■Inter-Integrated Circuit(I2C)バスでIC接続が容易になる理由とその使用方法

 I2C(Inter-Integrated Circuit)バスは、1980年代前半にオランダのPhillips Semiconductors社(現在はNXP Semiconductors社)によって開発された2線式のインターフェースです。SPIバスと並んで、現在では多くの半導体デバイスがI2Cバスをサポートしています。SPIバスは3線または4線の信号線が必要ですが、I2Cバスはシリアルデータライン(SDA)とシリアルクロックライン(SCL)の2本の信号線でデータの送受信ができます

 I2Cではマスタデバイスとスレーブデバイスが存在し、複数のスレーブをマスタに接続することができます。スレーブには固有のアドレスが与えられていて、データにアドレスを加えて送信することでどのスレーブと通信するかを識別できるようになっています。

 当初のI2Cの最大クロック速度は100kHzでしたが、現在は3.4MHzにまで拡張されています。とはいえ、低速のインターフェースです。また、I2Cはシステムが動作中でもデバイスの接続や取り外しが可能です。

 1995年にインテル社が策定したシステム管理バス(SMBus)はI2Cのサブセットで、一般的にI2Cと互換性があります。

PKSERIAL-I2C1
< PKSERIAL-I2C1 >

 【アプリケーションラボ】では、I2Cの基本仕様について解説した後、Microchip Technologies社のPICkitシリアルI2CデモボードPKSERIAL-I2C1を使用してI2Cプロトコルのタイミングなどを詳しく解説しています。

 PKSERIAL-I2C1は、24LC02B(2KビットシリアルEEPROM)、MCP9801(温度センサ)、MCP3221(12ビットA/Dコンバータ)、TC1321(10ビットD/Aコンバータ)、MCP23008(8ビットI/Oエクスパンダ)の5つのデバイスを搭載し、I2Cによる通信と操作を行うことができます。

 PKSERIAL-I2C1は、PICkitシリアルアナライザ(DV164122)に簡単に接続できるように設計されていて、テストポイントに電圧計やオシロスコープを接続すれば計測したデータを読み取ることができます。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

PICkitシリアルI2Cデモボード
【PKSERIAL-I2C1】 4,513円
2線シリアル温度センサ
【TCN75AVOA713】 172円
2線シリアルI/Oエキスパンダ&ファンコントローラ
【MIC74YQS-TR】 309.72円

 下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。

■ToF(Time-of-Flight)測距の迅速な展開を可能にする組み込み済みソリューション

 ワンチップのToFデバイスが登場したことで、ToFによる距離測定や近接センシングが一般的になってきました。ここでは、ルネサスエレクトロニクス社のToFベース信号処理ICであるISL29501を搭載したDigilent社のPmod ToFボードを使って、ToFセンサのしくみと光学距離計測を行う方法について解説します。

■マイクロコントローラ内蔵のドライブICを使用したモータ制御設計の迅速な実装

 自動車やロボティクスなどにおける小型化と低価格化という要求に対応するため、マイコンとモータ制御回路が一体となったデバイスが登場し始めています。ここでは、STMicroelectronics社のMCUを内蔵した3相モータコントローラSiPの概要と使い方を詳しく解説します。

  

 
 
     
  回路設計から部品の調達、基板製造/実装、ハーネス/ケース加工まで
マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご利用ください
 
       
 
 

 マルツエレックでは、さまざまな「ものづくりサービス」をご用意しています。学校などにおいて実験装置や電子教材を用意したいというご要望や、企業などでの試作品を作ってみたいという計画などがございましたら、マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご検討ください。

 電子回路の設計事例としては、
  ・電源回路/同期整流回路/インバータ回路
  ・モーター制御回路
  ・センシング回路
  ・2次電池アプリケーション回路
  ・LEDドライブ回路
  ・メガソーラーシステム回路
などがあります。その他の回路設計についてもご要望にお応えいたします。

ワイヤレス給電+データ伝送システム

 マルツエレックが実際に行ったものづくり事例として、「ワイヤレス給電+データ伝送システム」をご紹介します。上図に示したのは、電力供給が困難な場所にワイヤレス給電により電力を供給し、さらにセンシング情報を任意のチャンネルで受信できるシステムです。

 このシステムの特徴は、
  ・配線が使用できない環境で構築が可能
  ・データ送信側の基板は、高さなどの制約に考慮(例:高さ制限が4mm)
  ・最適なアンテナマッチング
  ・データ転送は任意のプロトコルで取得可能
  ・基板を保護膜でコーティングすることにより、耐熱性や耐久性が向上

となっています。

 マルツエレックでは回路設計だけでなく、部品の調達基板の製造と実装ハーネスやケースの加工まで行っています。詳細は、下記のWebページを参照してください。ご相談は、ものづくり相談受付フォームからお申込みください。

▽ものづくり一貫サービス
 https://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/mono_service

▽ものづくり相談受付フォーム
 http://sv.marutsu.co.jp/enquete/?id=16

 

 
 
   
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 マルツエレックは米国Digi-Key社と正規代理店契約を結んでおり、Digi-Key社を通じて
 TI社の正規販売店の認定を受けています。
 マルツオンラインに掲載のない製品も調達可能ですので、少量からでもお気軽にご用命ください。
 ◎テキサス・インスツルメンツ社製品はこちら

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