ArduinoでPCF8575 I/O Expanderを使用する方法

PCF8575は、I2Cインターフェイスを介してマイクロコントローラーと通信する16ビットI/Oエキスパンダーです。 Arduinoの入出力ピンの数を拡大することができ、多くのセンサー、ボタン、またはLEDを必要とするプロジェクトに最適です。このチュートリアルでは、PCF8575をArduinoと接続および使用することをガイドします。

あなたが必要とするもの

1. PCF8575 I/O Expanderモジュール
2. Arduino委員会（例：UNO、MEGA、NANO）
3. テスト用のセンサー、ボタン、またはLED
4. ブレッドボードとジャンパーワイヤ
5. Arduino IDEがインストールされたコンピューター

ステップ1：PCF8575モジュールの理解

PCF8575は、入力または出力として構成できる16の追加のGPIOピンを提供します。 I2Cプロトコルを介して通信し、複数のモジュールを同じバスに接続するための調整可能なI2Cアドレスを持っています。

ピンアウト

I2Cアドレス構成

• I2Cアドレスは、A0、A1、およびA2ピンによって決定されます。
  • GNDへのすべてのピン： 0x20 （デフォルトアドレス）
  • VCCへのすべてのピン： 0x27

ステップ2：PCF8575をArduinoに配線します

PCF8575をArduinoに接続する方法は次のとおりです。

周辺機器（LEDまたはボタンなど）をP0-P15ピンに接続します。

注記： 他のArduinoボードについては、正しいI2Cピンを使用してください。

ステップ3：必要なライブラリをインストールします

PCF8575での作業を簡素化するには、「PCF8575」ライブラリをインストールします。

インストールする手順：

1. Arduino IDEを開きます。
2. 行きます スケッチ > ライブラリを含めます > ライブラリを管理します.
3. 「PCF8575」を検索してクリックします インストール.

ステップ4：コードをアップロードします

例：LEDの制御

このコードは、PCF8575を使用してLEDをオンおよびオフにする方法を示しています。

#include <Wire.h>
#include <PCF8575.h>

PCF8575 pcf8575(0x20); // Initialize with the default I2C address

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // Set all pins as outputs
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    pcf8575.pinMode(i, OUTPUT);
  }

  Serial.println("PCF8575 initialized.");
}

void loop() {
  // Turn all LEDs on
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    pcf8575.digitalWrite(i, HIGH);
  }
  delay(1000);

  // Turn all LEDs off
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    pcf8575.digitalWrite(i, LOW);
  }
  delay(1000);
}

例：ボタンの読み取り

このコードは、PCF8575に接続されたボタンから入力を読み取る方法を示しています。

#include <Wire.h>
#include <PCF8575.h>

PCF8575 pcf8575(0x20); // Initialize with the default I2C address

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // Set all pins as inputs
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    pcf8575.pinMode(i, INPUT);
  }

  Serial.println("PCF8575 initialized.");
}

void loop() {
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    int state = pcf8575.digitalRead(i);
    Serial.print("Pin ");
    Serial.print(i);
    Serial.print(": ");
    Serial.println(state);
  }
  delay(500);
}

ステップ5：セットアップをテストします

1. USBを介してArduinoをコンピューターに接続します。
2. Arduino IDEを開き、正しいものを選択します ボード そして ポート の下 ツール メニュー。
3. クリックしてコードをArduinoにアップロードします アップロード.
4. LEDの例では、LEDがオンとオフになっているのを観察します。ボタンの例では、シリアルモニターの[モニター]ボタン状態。

PCF8575のアプリケーション

1. ArduinoプロジェクトのGPIOピンの拡大
2. 複雑なLEDマトリックスを構築します
3. 複数のセンサーまたはボタン配列の読み取り
4. リレーとアクチュエーターの制御

トラブルシューティング

• モジュールからの応答はありません： I2C接続を確認し、構成をアドレスします。
• 一貫性のない測定値： I2Cラインの安定した電源と適切なプルアップ抵抗を確保します。
• 間違ったピン動作： コードのピンモード（入力/出力）を再確認します。

結論

PCF8575 I/O ExpanderとArduinoをインターフェースすることに成功し、16個のGPIOピンを制御または読み取ることができます。さまざまな周辺機器を試して、この汎用性の高いモジュールでプロジェクトを拡大してください！