D. P.

1. februar 2021.

Kao interfejs, I2C ima svoja ograničenja. Možda i najveće, ogleda se u činjenici da se neometana komunikacija I2C uređaja može odvijati na jednoj štampanoj ploči, a u idealnim uslovima razdaljina može biti do jednog metra. Za sve preko toga, za prenos podataka moramo odabrati drugu tehnologiju. Da li je baš tako?

Predstavljamo vam integralno kolo koje omogućava neometanu komunikaciju dva I2C uređaja na daljinama do čak 50 metara. Ovo naše IC sa oznakom P82B715 dolazi iz Philipsa (mada, to nije jedini proizvođač) i često se koristi uz LAN kablove, gde su nam za međusobnu komunikaciju potrebne samo četiri linije.

P82B715 je dvosmerno integralno kolo, što znači da se komunikacija može odvijati u oba smera. Može da radi sa bilo kojim master, slave ili bus baferom. Prema tehničkoj dokumentaciji, dva ovakva integralna kola u paru omogućavaju sveukupnu kapacitivnost (uređaji, kablovi, konektori i slično) čak do 3000 pikofarada. Ovde govorimo o kapacitivnosti između Lx/Ly do Lx/Ly pinova na integralnim kolima, preko kojih oni i ostvaruju međusobnu komunikaciju. Na drugoj strani, na Sx/Sy linijama (SDA/SCL) kapacitivnost mora ostati ispod 400 pikofarada, što je i maksimum I2C interfejsa. I2C interfejs poznat je i po tome što se na dve linije može dodati veliki broj uređaja i ta odlika je zadržana i ovde. Više P82B715 se može povezati međusobno u obliku zvezde ili kao multi-point, sve dok ukupna kapacitivnost ne prelazi maksimalnu propisanu. Veza između dva ova integralca, pored Lx/Ly linija, može sadržati i naponske, ali to nije neophodno. Takođe, naponska logika na ulazu i izlazu je odvojena. To znači da se petovoltni Uno može povezati sa BME280 na 3,3 volta, dok se posredna integralna kola u međuvremenu mogu napajati naponima od tri do 12 volti.

Brzine na interfejsu su zadržane (100 do 400 kiloherca), međutim, treba znati da, sa povećanjem razdaljine na većim brzinama dolazi i do povećanja smetnji. Drugim rečima, kvalitetan prenos na velikim razdaljinama direktno zavisi od sveukupne kapacitivnosti, brzine interfejsa, kao i napona napajanja. Iz razumljivih razloga, veća daljina za neometan prenos podataka traži manju brzinu, ali i veći napon za napajanje. Kao i svuda, uniformno rešenje ne postoji, već se moraju tražiti kompromisi.

U okviru tehničke dokumentacije, kao minimum podsistema, imamo dva ovakva integralna kola povezana sa I2C uređajima. Ako ih povezujemo CAT5 kablom, što je i preporuka, od eksternih komponenata, potrebni su nam još samo pull-up otpornici. Ako se mikrokontroler koristi na jednoj strani, koji će sasvim sigurno imati svoje napajanje i udaljeni senzor na drugoj, treba znati da takav setup jedan Uno ne može da napaja, jer će sami proširivači biti ujedno i najveći potrošači. Svaka od linija između njih troši i do 30 miliampera u sync konfiguraciji. Ako proširivače napajamo eksterno, taj isti napon možemo koristiti i za udaljeni senzor. Ako se koriste uvrnute parice, jako je bitno da u jednom paru budu VCC i SCL, a u drugom GND i SCL. Dok smo kod ovakvog setupa, vrednosti direktno zavise od mnogo faktora. Tu spadaju brzina interfejsa, broj I2C uređaja, dužina LAN kabla i drugo, a formulu možete naći u okviru tehničke dokumentacije. Ne postoje univerzalne vrednosti. U određenim situacijama (do pet metara) može se proći i bez ovih otpornika.