【Ruby】 Raspberry Pi とArduinoでI2C通信

RaspberryPiとArduinoでI2C通信をして、Arduinoに接続したセンサで読み取った値をRaspberryPiに送信してみます。マスター側のRaspberryPiの処理をRubyで書いていきます。

使用したもの

• Raspberry Pi B+ （OSはRaspbian）
• Arduino UNO
• 測距モジュール　ＧＰ２Ｙ０Ａ２１ＹＫ

この測距モジュールはGNDがオレンジでVccが黒というトラップがあるので注意。（図１）

 

図1 GP2Y0A21YK

 

Raspberry Pi側の準備

/boot/config.txt の末尾に以下の１行を追加。
dtparam=i2c_arm=on

/etc/modules の末尾に以下の１行を追加。
i2c-dev

/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf の以下の１行をコメントアウト。
blacklist i2c-bcm2708

また、I2C通信をする際 /dev/i2c-1 を使用するため権限が必要ですが、以下のようにすると毎回sudoしなくてよくなります。（usernameはi2cグループに追加したいユーザで置き換えてください piとか）

$ sudo gpasswd -a username i2c

$ sudo usermod -G i2c username でも可能ですが、追加する操作でないためそのユーザに設定されている他のグループの設定まで変わってしまうので gpasswd の方がいいです。

ここで一度再起動します。

$ sudo shutdown -r now

I2C通信の確認をするためのツールをインストールし、試しに実行してみます。

$ sudo apt-get install i2c-tools
$ i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --                     

sudoなしで実行することができました。まあまだどこにも繋いでないので特になにも表示されないですが。
Error: Could not open file `/dev/i2c-1': Permission denied
Run as root?
とか言われたらグループに追加するのがうまくいってない可能性があります。

配線

RaspberryPiは第3ピン(GPIO 2)がSDA、第5ピン(GPIO 3)がSCL、
Arduinoはアナログピン4がSDA、アナログピン5がSCLとなっています。

RaspberryPi内蔵のプルアップ抵抗があるようなのでそのままArduinoに繋いで大丈夫です。

センサーの出力はアナログピン1に繋いでいます。

 

図２　配線の例

 

図３　実際に配線した様子

図２のRaspberryPiはB+ではありませんが、ピンの位置は同じなので大丈夫です。

Arduino（スレーブ）側

以下のスケッチを書き込みます。

#include <Wire.h>

void setup()
{
    Wire.begin(8); // スレーブのアドレスを８に設定
    Wire.onRequest(psd); // マスターに呼ばれたときに呼び出す関数
}

void loop()
{
    delay(100);
}

void psd()
{
    // 以下は距離[cm]を求める近似計算
    int temp, distance;
    temp = analogRead(1);
    if(temp<4) temp = 4; // 0除算を回避
    distance = (6787 / (temp - 3) );

    Wire.write(distance);
}

Raspberry Pi（マスター）側

i2cというgemを使用します。

$ sudo gem install i2c

require 'i2c'

device = I2C.create('/dev/i2c-1')

begin
  loop do
    # アドレス0x08のスレーブからサイズ1バイトで受信
    data = device.read(0x08, 1)
    puts "#{data.bytes[0]} cm"
    sleep(1)
  end

rescue Interrupt
  exit 0
end

これを実行すると、Arduinoからセンサの値が送られていることが確認できます。

参考サイト

以下のサイトを参考にさせていただきました。

Raspberry PiによるIoT（M2M）【I2C温度センサー/xively/Python】

最近の Raspberry Pi で I2C を有効化する方法