라즈베리파이 피코에서 I2C 통신

라즈베리파이 피코(Raspberry Pi Pico)에서 마이크로파이썬(MicroPython)으로 I2C 통신을 사용하는 방법도 있습니다. 라즈베리파이 피코 역시 라즈베피라이와 마찬가지로 여러 장치를 I2C 프로토콜을 통해 연결할 수 있으며, MicroPython의 machine 모듈을 사용하여 간단히 I2C 통신을 구현할 수 있습니다.

1. 라즈베리파이 피코에서 I2C 핀

라즈베리파이 피코에는 여러 I2C 인터페이스를 사용할 수 있습니다. 기본적으로 두 개의 I2C 인터페이스가 있으며, 각각의 인터페이스는 여러 GPIO 핀을 사용할 수 있습니다.

기본 I2C 핀

• I2C0:
  • SDA: GPIO 0 (핀 1)
  • SCL: GPIO 1 (핀 2)
• I2C1:
  • SDA: GPIO 2 (핀 4)
  • SCL: GPIO 3 (핀 5)

물론, MicroPython에서는 I2C 핀을 직접 지정할 수 있습니다.

2. MicroPython에서 I2C 통신 초기화

MicroPython을 사용하면 machine.I2C 클래스를 통해 I2C 통신을 쉽게 설정할 수 있습니다. 아래는 기본적인 I2C 초기화 코드입니다.

I2C 통신 초기화 예제

from machine import Pin, I2C
import time

# I2C0 초기화: SDA=GPIO0, SCL=GPIO1
i2c = I2C(0, scl=Pin(1), sda=Pin(0), freq=400000)  # 400kHz 속도로 설정

# I2C1 초기화: SDA=GPIO2, SCL=GPIO3
# i2c = I2C(1, scl=Pin(3), sda=Pin(2), freq=400000)

# I2C 버스에 연결된 장치의 주소 스캔
devices = i2c.scan()

if devices:
    print("I2C devices found:", [hex(device) for device in devices])
else:
    print("No I2C devices found")

이 코드에서는 I2C(0, scl=Pin(1), sda=Pin(0), freq=400000)을 사용하여 I2C 버스를 설정합니다.

• I2C(0)은 I2C0 버스를 사용한다는 의미입니다.
• Pin(1)은 SCL 핀을 GPIO 1로 설정하고, Pin(0)은 SDA 핀을 GPIO 0으로 설정합니다.
• freq=400000은 I2C 통신 속도를 400kHz로 설정하는 것입니다.

i2c.scan()은 I2C 버스에 연결된 장치들의 주소를 스캔하여 리스트로 반환합니다. 장치가 연결되어 있으면 해당 장치들의 I2C 주소를 출력합니다.

3. I2C 통신을 통한 데이터 전송 및 수신

I2C 장치와 통신하려면 데이터를 쓰고 읽는 기능을 구현해야 합니다. 이를 위해 I2C.writeto와 I2C.readfrom 메서드를 사용할 수 있습니다.

데이터 쓰기 예제

# I2C 장치 주소 (예시: 0x48)
DEVICE_ADDRESS = 0x48

# 장치에 데이터 쓰기
i2c.writeto(DEVICE_ADDRESS, b'\x01\xFF')  # 레지스터 0x01에 데이터 0xFF 쓰기

이 코드에서는 DEVICE_ADDRESS에 해당하는 I2C 장치에 두 바이트(0x01과 0xFF)를 씁니다.

데이터 읽기 예제

# I2C 장치에서 2바이트 읽기
data = i2c.readfrom(DEVICE_ADDRESS, 2)  # 장치에서 2바이트 읽기
print("Read data:", data)

이 코드는 DEVICE_ADDRESS에 해당하는 장치에서 2바이트 데이터를 읽어옵니다.

4. I2C 장치와의 예제 (온도 및 습도 센서 SHT31)

MicroPython을 사용하여 라즈베리파이 피코와 SHT31 같은 온도/습도 센서를 연결하는 예제를 살펴보겠습니다.

SHT31와 I2C 통신 예제

from machine import Pin, I2C
import time

# I2C 설정
i2c = I2C(0, scl=Pin(1), sda=Pin(0), freq=400000)

# SHT31 센서 주소
SHT31_ADDRESS = 0x44

# 측정 명령어
MEASURE_CMD = b'\x2C\x06'

# 측정 요청
i2c.writeto(SHT31_ADDRESS, MEASURE_CMD)

# 데이터 수신 (6바이트)
time.sleep(0.5)  # 측정 완료 대기
data = i2c.readfrom(SHT31_ADDRESS, 6)

# 온도 및 습도 계산
temperature_raw = data[0] * 256 + data[1]
temperature_celsius = -45 + (175 * temperature_raw / 65535.0)

humidity_raw = data[3] * 256 + data[4]
humidity = 100 * humidity_raw / 65535.0

print(f"Temperature: {temperature_celsius:.2f} C")
print(f"Humidity: {humidity:.2f} %")

5. I2C 관련 함수

• I2C.init(scl, sda, freq): I2C 버스를 초기화합니다.
• I2C.scan(): 버스에 연결된 장치의 주소를 스캔하고, 리스트로 반환합니다.
• I2C.readfrom(addr, nbytes): addr 주소에서 nbytes 바이트를 읽어옵니다.
• I2C.writeto(addr, buf): addr 주소로 buf 데이터를 전송합니다.
• I2C.readfrom_mem(addr, memaddr, nbytes): addr 주소의 memaddr 메모리 위치에서 nbytes 바이트를 읽습니다.
• I2C.writeto_mem(addr, memaddr, buf): addr 주소의 memaddr 메모리 위치에 buf 데이터를 씁니다.

라즈베리파이 피코에서 MicroPython을 사용해 I2C 통신을 설정하고 다양한 센서와 장치와 통신하는 것은 매우 간단합니다. machine.I2C 클래스를 통해 핀을 지정하고, 데이터를 쉽게 주고받을 수 있습니다. 이 방법을 통해 온도/습도 센서, 가속도계, 조도 센서 등 다양한 장치를 I2C 버스를 통해 연결할 수 있습니다.