【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）

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1	$ 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。

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1	$ 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。

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

$ 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。

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psd.ino

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

#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。

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1	$ sudo gem install i2c

?

main.rb

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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