Kann man echte I2C-Sensoren an den EV3 anschließen?

Das I2C-Protokoll läuft wie im Bild "I2C-Protokoll" ab.
LEGO's US-Sensor stellt sich jedoch wie im Bild Startsequenz bzw. Zyklus dar.

Nun stell ich mir die Frage, warum alle beim NXT/EV3 vom I2C-Protokoll sprechen? Auch ist die Übertragungsgeschwindigkeit von 58 Baud nicht geeignet für 1000 Messwerte / Sekunde. Das aber verspricht LEGO selbst. Ein Zyklus benötigt 0,1 Sekunde. Das ist ganz sicher keine SCL-Leitung. Gibt es vielleicht nur eine "ein Draht Verbindung" also nur SDA? Warum aber werden von LEGO in ihren eigenen Schaltplänen die Leitungen am Controller für SDA und SCL verwendet?

Viel zu viele Fragen.

Also jetzt mal von Anfang an. Ich habe inzwischen an vielen Stellen gelesen, das der EV3 Sensoren über das I2C-Protokoll einlesen kann. Nun wollte ich "meinen" Kindern aus dem Jugendzentrum der Gruppe "LEGO-Robotik" zeigen, dass man auch eigene Sensoren herstellen und anschließen kann. So versuchte ich den mir bekannten und bereits an anderer Stelle erfolgreich eingesetzten DS1721 (Temperatursensor) an den EV3 anzuschließen und auszulesen. Nach einigen Fehlschlägen habe ich die oben erwähnten Messungen vorgenommen und stehe jetzt vor mehr Fragen als Antworten.

Kann mir jemand helfen?
Wie kann ich ohne fremde Hardware/Schnittstellen von Drittanbietern z.B. den DS1721 an den EV3 anschließen?
Hat jemand über das serielle Protokoll bereits einen Sensor im Eigenbau erfolgreich zum laufen bekommen? Und wenn ja, wie?
Ist es richtig, dass man für das serielle Protokoll von LEGO PIN1 u. PIN3 brücken muss, damit der EV3 das Protokoll nutzt? Alle Sensoren mit dem LEGO-I2C-Protokoll haben diese Brücke. (Analoge Sensoren benötigen eine Brücke von PIN2 u. PIN3. Erfolgreich getestet.)

Schon einmal vielen Dank für jede Antwort. Für hilfreiche Antworten noch mehr Dank. Für Lösungen zusätzlich eine liebevolle Umarmung. :-)

citkid

3 Antworten

citkid

30.08.2017, 22:25

Hallo

gerade eingestellt und schon selbst eine Antwort auf eine meiner Fragen gefunden.

Der LEGO-Color-Sensor verwendet den STM8S103F3. Die Übertragung läuft dabei nicht über die SCL/SDA-Leitungen, die sind nicht einmal bestückt, sondern über UART1 RX/TX. Darüber läuft laut Datenblatt wohl eher das LIN-Protokoll. Dieses Protokoll ist ein One-Wire-Protokoll. Damit ist Zyklus falsch, die untere "Kurve" im Oszillogramm nicht zu verwenden. Die SCL-Leitung wird für die Übertragung möglicher weise nicht benötigt.

Es lässt sich also kein Sensor an den NXT/EV3 mit I2C-Protokoll übertragen.

Es bleibt die Frage wie man mit 58 Baud 1000 Messwerte / Sekunde hinbekommt? Bei 1000 Messwerten und 8 Bit-Daten sowie Start und Stop benötigt man 1000 Werte * 10 Bit = 10000 Baud. Entspricht 1 / 1000 Baud = 0,0001 Sek. (100nS) für ein Bit. - Hier habe ich mich vertan. Siehe Bild: ( 5 * 0,1mS ) / 15 Bit = 30000 Baud und damit 3 mal so schnell wie mindestens erforderlich.

Frage 3 u. 4 bleibt somit noch offen. Bei Frage 3 ist es wohl eher, welcher Sensor ist hierfür geeignet?

citkid

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung – Coach der hiesigen LEGO-Robotik Gruppe

citkid

10.09.2017, 20:49

Hallo

Ich werde hier noch einmal mir selbst antworten um meine Ergebnisse zum Thema zusammenzufassen.

Der Ev3 kann mit dem I2C-Protokoll arbeiten.
Der Sensor, der über das I2C-Protokoll angeschlossen ist, wird vom EV3 in der Regel im Abstand von 100 Millisekunden bei 4000 Baud abgefragt (10 mal je Sekunde im 1/4 Millisekunden-Takt). Das gilt aber nur für LEGO-Sensoren.
LEGO hat klare Vorstellungen davon, dass bestimmte Informationen an vorbestimmten Adressen vorliegen.
Das I2C-Protokoll kann für "unverarbeiteter Sensorwert" (nur LEGO-Sensoren), Small-Basic (Sensoren die ausschließlich über Register), oder eine andere Programmiersprache, die auch Befehle verarbeiten kann (alle I2C-Slaves = Sensoren und anderes), verwendet werden. Die Abfragegeschwindigkeit ist hier vom Programm abhängig.
Für das I2C-Protokoll benötigt der EV3 die bereits bekannten 82kOhm-Widerstände am SDA- und SCL-Anschluss. Der Sensor wird mit 5V versorgt, aber mit 3,3V-Pegeln an den Anschlüssen betrieben.
LEGO verwendet beim EV3 den Analogzugang, bzw. das LIN-Protokoll. Hier fragt der EV3 nach Aussage von LEGO, im Abstand von einer Millisekunde bei 30000 Baud ab (1000 mal je Sekunde).

Ich hoffe hiermit alle Fragen beantwortet zu haben, die jemand benötigt der auch einmal das I2C-Protokoll anwenden möchte.

Liebe Grüße an alle Bastler - citkid

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung – Coach der hiesigen LEGO-Robotik Gruppe

nxtgeneration

30.08.2017, 22:36

Deine Aufgabe sollte mit der erweiterten LEGO Education Software funktionieren. Ich könnte ein paar Sachen darüber schreiben allerdings sind die wahren Spezialisten im Spezialforum aktiv:

www.mindstormsforum.de

Außerdem gibt es einige UNIs, die speziell mit LEGO Sensoren I2C experimentieren allerdings dann auch mit alternativen Programmiersprachen.

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$ 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: -- -- -- -- -- -- 76 --

Gibt es eine Möglichkeit die Adresse von 0x76 auf 0x77 zu ändern?

Dies gerne über die Konsole oder per Python.

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Meine Schaltung:

OLED GND --> Chip GND

OLED VDD --> Chip 3V3

OLED SCK --> Digital IO 1

OLED SDA --> Digital IO 2

Kann ich einfach die ISP Adresse in den Code einfügen, und wenn ja wie finde ich diese? Oder brauch ich ganz anderen Code / Schaltung?

Code:

 #include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>


#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels


// Declaration for SSD1306 display connected using I2C
#define OLED_RESET     -1 // Reset pin
#define SCREEN_ADDRESS 0x3C
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);


void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.clearDisplay(); //Clear
  
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,28);
  display.println("Hello world!");
  display.display();
  delay(2000);
}


void loop() {
  delay(1000);
}

Display (Ich weiß dass die Schutzfolie noch drauf ist):

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Die I2C-Schnittstelle kann man beim normalen Arduino ja über die Pins A4 und A5 ansteuern. Genauso habe ich das beim Controllino auch gemacht. Also +5V auf VCC, GND auf GND, A4 auf SDA und A5 auf SCL.

Als Programm habe ich in den Controllino das Beispielprogramm mit der NewLiquidCrystal Bibliothek geladen, das sollte einfach 2 Zeilen auf das Display schreiben und dann die Hintergrundbeleuchtung jede Sekunde Ein und Ausschalten. Allerdings passiert nach dem Hochladen nichts.

Was mir jetzt aufgefallen ist, der Controllino MAXI hat anscheinend auf den PIN Headern eine extra I2C-Schnittstelle. Der Pure hat diese Pins ja nicht. Allerdings sollte es ja trotzdem über die A4/A5 Kontakte funktionieren, genauso wie beim Arduino oder nicht?

Controllino: https://www.controllino.biz/product/controllino-maxi-pure/

Display: https://www.amazon.de/gp/product/B07DDGNPX1

Code:

#include <Wire.h>

#include <LCD.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);

void setup(){

lcd.begin(24, 4);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("AZ-Delivery.de");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("20x4 & FC-113!");

}

void loop() {

lcd.setBacklight(HIGH);

delay(1000);

lcd.setBacklight(LOW);

delay(1000);

}

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