Jak używać ekspandera we/wy PCF8575 z Arduino

PCF8575 to 16-bitowy ekspander we/wy, który komunikuje się z mikrokontrolerem za pośrednictwem interfejsu I2C. Umożliwia zwiększenie liczby pinów wejściowych/wyjściowych na Arduino, dzięki czemu jest idealny do projektów wymagających wielu czujników, przycisków lub diod LED. Ten samouczek poprowadzi Cię przez podłączenie i korzystanie z PCF8575 z Arduino.

Czego będziesz potrzebować

1. PCF8575 Moduł Expander
2. Arduino Board (np. UNO, Mega, Nano)
3. Czujniki, przyciski lub diody LED do testowania
4. Druty chleba i skoczków
5. Komputer z zainstalowanym Arduino IDE

Krok 1: Zrozumienie modułu PCF8575

PCF8575 zapewnia 16 dodatkowych pinów GPIO, które można skonfigurować jako wejścia lub wyjścia. Komunikuje się za pośrednictwem protokołu I2C i ma regulowany adres I2C do podłączania wielu modułów do tej samej magistrali.

Pinout

Konfiguracja adresu I2C

• Adres I2C jest określany przez szpilki A0, A1 i A2:
  • Wszystkie szpilki do GND: 0x20 (Domyślny adres)
  • Wszystkie szpilki do VCC: 0x27

Krok 2: Okablowanie PCF8575 do Arduino

Oto jak podłączyć PCF8575 z Arduino:

Podłącz peryferyjne (np. LED lub przyciski) do szpilki P0-P15.

Notatka: W przypadku innych płyt Arduino upewnij się, że używasz odpowiednich pinów I2C.

Krok 3: Zainstaluj wymaganą bibliotekę

Aby uprościć pracę z PCF8575, zainstaluj bibliotekę „PCF8575”.

Kroki do zainstalowania:

1. Otwórz Arduino IDE.
2. Idź do Naszkicować > Uwzględnij bibliotekę > Zarządzaj bibliotekami.
3. Wyszukaj „PCF8575” i kliknij Zainstalować.

Krok 4: Prześlij kod

Przykład: kontrolowanie diod LED

Ten kod pokazuje, jak włączać i wyłączać diody LED za pomocą PCF8575:

#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);
}

Przykład: Czytanie przycisków

Ten kod pokazuje, jak odczytać wejście z przycisków podłączonych do PCF8575:

#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);
}

Krok 5: Przetestuj konfigurację

1. Podłącz Arduino do komputera za pomocą USB.
2. Otwórz Arduino IDE i wybierz poprawne Tablica I Port pod Narzędzia menu.
3. Prześlij kod do Arduino, klikając Wgrywać.
4. Dla przykładu LED obserwuj diody LED włączające się i wyłączające. Dla przykładu przycisku stwierdza się przycisk Monitor w monitorze szeregowym.

Zastosowania PCF8575

1. Rozszerzanie pinów GPIO dla projektów Arduino
2. Budowanie złożonych macierzy LED
3. Odczyt wielu czujników lub tablic przycisków
4. Kontrolowanie przekaźników i siłowników

Rozwiązywanie problemów

• Brak odpowiedzi z modułu: Sprawdź połączenia I2C i konfigurację adresu.
• Niespójne odczyty: Zapewnij stabilny zasilacz i odpowiednie rezystory podciągające dla linii I2C.
• Nieprawidłowe zachowanie PIN: Dwukrotnie sprawdź tryby PIN (wejście/wyjście) w kodzie.

Wniosek

Z powodzeniem połączyłeś Expander I/O PCF8575 z Arduino, umożliwiając kontrolę lub odczytanie z 16 dodatkowych pinów GPIO. Eksperymentuj z różnymi urządzeniami peryferyjnymi i rozszerz swoje projekty o ten wszechstronny moduł!