I2c to usb

Arten von I2C zu USB

Um die verschiedenen Arten von USB-zu-I2C-Adaptern zu verstehen, ist es wichtig, ihre Komponenten zu kennen, zu denen der USB-Anschluss, der I2C-Anschluss, der Logikpegelwandler und die Stromversorgung gehören.

• USB-Anschluss

  Der Anschluss wird an einen Computer oder ein Netzteil angeschlossen. Übliche Typen sind USB-A, USB-B und USB-C. Sie sind der aktuelle Standard, um elektronische Geräte wie Telefone und Tablets zum Datenaustausch mit Computern zu verbinden. Und im Gegensatz zu USB-A, das nur auf eine Weise eingesteckt werden kann, hat USB-C den zusätzlichen Vorteil, dass es in beide Richtungen eingesteckt werden kann.

• I2C-Anschluss

  Hier wird das I2C-Gerät angeschlossen. I2C benötigt zwei Verbindungen, die serielle Datenleitung SDA und die serielle Taktlinie SCL. Jedes I2C-Gerät hat eine eindeutige Adresse und verwendet diese beiden Leitungen zur Kommunikation. Die SDA-Leitung überträgt die Adresse und die Daten, während die SCL-Leitung das Taktsignal liefert, das den Datenaustausch mit der angegebenen Geschwindigkeit synchronisiert.

• Logikpegelwandler

  Dies ermöglicht die Kommunikation zwischen Geräten mit unterschiedlichen Spannungspegeln. Der Wandler verschiebt den Spannungspegel von einem zum anderen, um Schäden oder Fehlkommunikation zwischen den Geräten zu verhindern. Er stellt sicher, dass der I2C-Master und der Slave effektiv und nahtlos miteinander kommunizieren.

• Stromversorgung

  Beispiele sind Netzadapter, Batterien oder Stromversorgung über die USB-Verbindung.
  

  Es gibt zwei gängige Arten von I2C-zu-USB-Wandlern:

  Der FTDI-Wandler verwendet einen FTDI-Chip, ein Standardgerät, das zur Schnittstelle zwischen USB und seriellen Ports verwendet wird. Er ist effizient, da er einen virtuellen COM-Port erzeugt, der vom PC automatisch erkannt wird. Darüber hinaus bietet er mehrere Spannungsmöglichkeiten und kann mit seiner Software auf verschiedene Arten konfiguriert werden. Die Konfiguration des FTDI-Wandlers erfordert oft die Installation eines Treibers, damit der Chip erkannt wird und ein virtueller COM-Port automatisch erstellt werden kann.

  Die Raspberry Pi-Adapter sind kostengünstige USB-Adapter, die zum Anschließen von I2C-Geräten an einen Raspberry Pi verwendet werden. Sie werden oft in DIY-Projekten verwendet und können mit anderen Raspberry Pi-Zusatzmodulen kombiniert werden, um ein Produkt zu erstellen. Sie bieten jedoch weniger Funktionalität und Flexibilität als FTDI-Wandler, die von Entwicklern bevorzugt werden können, die eine anpassbarere Option suchen.
  

  I2C-zu-USB-Portplaner oder industrielle Modelle werden verwendet, um viele I2C-Geräte (bis zu 100) anzuschließen und synchronisierte Daten von ihnen zu erhalten. Diese Modelle werden oft in industriellen Umgebungen eingesetzt, z. B. zur synchronisierten Datenerfassung von Kraft-/Drehmomentsensoren. Sie können in einigen Gesundheitsanwendungen eingesetzt werden, um synchronisierte Daten von mehreren Drucksensoren zu erhalten. Die Anwendung ist vielfältig, beinhaltet aber hauptsächlich das Erhalten synchronisierter Daten von mehreren Geräten.

Eigenschaften und Funktionen von I2C zu USB

• Konnektivität und Integration

  Ein I2C-zu-USB-Wandler ermöglicht die Verbindung und Kommunikation zwischen Geräten, die die I2C-Schnittstelle verwenden, und Geräten, die die USB-Schnittstelle verwenden. Sein Hauptzweck ist es, das Signal und die Daten zwischen den beiden verschiedenen Protokollen zu übersetzen, um die gemeinsame Nutzung und den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Gerätetypen zu ermöglichen, die möglicherweise nicht in der Lage sind, sich auf andere Weise zu verbinden."

• Kommunikationsbrücke

  "Ein I2C-zu-USB-Adapter fungiert als Brücke zwischen einem I2C-Bus und einem USB-Port. I2C ist ein Multi-Device-Bus für kurze Entfernungen, der oft innerhalb elektronischer Geräte verwendet wird, während USB für den Anschluss von Kabeln zwischen externen Geräten dient. Dieses Gerät ermöglicht es Entwicklern, I2C-Geräte einfach über USB-Computer oder Laptops zu überwachen und zu steuern."

• Datenübersetzung

  "Der I2C-Bus verwendet zwei Leitungen - serielle Daten (SDA) und serieller Takt (SCL) - mit Signalen, die sich von USB unterscheiden. Ein I2C-zu-USB-Gerät übersetzt die Daten, so dass sie zwischen I2C-Komponenten und USB-Ports gesendet werden können. Dies ermöglicht den Informationsaustausch zwischen Geräten, die nicht direkt miteinander kompatibel sind."

• Stromversorgung

  Über USB-Kabel mit Strom versorgt: Viele Adapter werden auch über die USB-Verbindung mit Strom versorgt, so dass keine zusätzlichen Netzadapter benötigt werden.

• Anwendungen

  "Überwachung von Daten: Diese Adapter ermöglichen es Benutzern, die auf dem I2C-Bus übertragenen Daten zur Fehlersuche anzuzeigen. Gerätekommunikation: Sie verbinden I2C-Sensoren, Displays und andere Geräte mit Computern, die USB unterstützen, um Daten von Geräten mit I2C-Ports zu Computern zu übertragen, um sie zu analysieren oder zu speichern. Entwicklung und Test: Diese Adapter sind hilfreich, wenn Ingenieure neue I2C-Geräte oder -Systeme entwickeln, da sie einfach an einen Computer angeschlossen und Signale mit einer I2C-Analysesoftware überwacht werden können."

• Kompatibilität

  Ein I2C-zu-USB-Wandler ermöglicht den Anschluss von Geräten, die den I2C-Standard verwenden, an USB-Ports. So ist es möglich, Geräte wie Sensoren, Displays, Speicher, Uhren und mehr, die I2C-Verbindungen verwenden, an Computer oder andere Systeme anzuschließen, die über USB-Ports verfügen. Dies ermöglicht Geräten mit I2C-Kommunikation, mit Systemen zu arbeiten, die nur über USB-Schnittstellen verfügen. Die Kompatibilität hängt von der Unterstützung der I2C-zu-USB-Gerätestandards und spezifischen Treibern ab, damit sie Daten korrekt zwischen den beiden Schnittstellen übersetzen können. Nicht alle I2C-Geräte können über USB angeschlossen werden, sondern nur diejenigen, die I2C verwenden, können über einen kompatiblen Wandler an USB angeschlossen werden.

Anwendungen von I2C zu USB

I2C-zu-USB-Adapter finden in verschiedenen Branchen Anwendung. Einige davon werden im Folgenden erläutert:

• Gesundheitswesen

  In Krankenhäusern und Laboren wird die I2C-zu-USB-Schnittstelle verwendet, um die Anschlüsse von I2C-Bus-Medizintechnikgeräten umzuwandeln. Dies trägt dazu bei, Geräte wie Temperatursensoren, EKG-Monitore und Patientenmonitore in Computer zu integrieren und mit ihnen zu verbinden. Die Geräte können überwacht und Daten durch die Umwandlung von I2C zu USB gewonnen werden. Dies verbessert die Patientenversorgung und erleichtert die Entscheidungsfindung, indem der Zugang zu medizinischen Daten ermöglicht wird.

• Industrielle Fertigung

  I2C zu USB wird in industriellen Fertigungsumgebungen eingesetzt, um die Verbindung und Kommunikation zwischen I2C-Sensoren und USB-fähigen Datenerfassungsgeräten zu ermöglichen. Temperatur, Feuchtigkeit und Druck sind Beispiele für Umweltbedingungen, die von I2C-Bus-Sensoren überwacht werden. Die Datenerfassung, -analyse und -überwachung von Umweltbedingungen wird durch die I2C-zu-USB-Schnittstelle ermöglicht. Dies hilft bei der Entscheidungsfindung und der Optimierung der Produktionsprozesse. Dies zeigt, wie I2C zu USB eine wichtige Rolle in industriellen Umgebungen spielt, indem Sensoren mit Datenloggern verbunden werden, so dass Benutzer wichtige Betriebsparameter überwachen und verfolgen können.

• Elektronikentwicklung

  Ingenieure und Bastler verwenden I2C zu USB, um sich zu Lernzwecken, zur Projektentwicklung und zur Fehlersuche mit I2C-Bus-Sensoren, -Modulen und -Geräten zu verbinden und mit ihnen zu kommunizieren. I2C-zu-USB-Wandler helfen bei der einfachen Umwandlung von I2C-Daten in USB. Dadurch haben Ingenieure Zugriff auf Daten auf Computern oder Laptops zur Analyse. Dies hilft bei der Fehlersuche und Entwicklung elektronischer Projekte, die den I2C-Bus verwenden.

• Automotive-Anwendungen

  Automotive-Systeme verwenden die I2C-zu-USB-Schnittstelle, um herkömmliche I2C-Busverbindungen zu ersetzen. Dazu gehören Datenlogger, Diagnosewerkzeuge und Geräteschnittstellen. Parameter wie das Auslesen von Sensoren, Steuergeräten und die Überwachung können über den I2C-Bus erfolgen. Die I2C-zu-USB-Konvertierung ermöglicht Echtzeit-Datenprotokollierung und Diagnoseprüfungen, indem diese Geräte an Computer angeschlossen werden. So können Techniker Daten von Automotive-Systemen analysieren und überwachen.

• Verbraucherelektronik

  Die Verwendung von I2C-zu-USB-Wandlern mit Verbraucherelektronik bietet Vorteile. So ermöglicht beispielsweise die Verbindung mit I2C-Geräten wie Fernbedienungen, Sensoren und Eingabegeräten die Datenübertragung und Kommunikation mit Computern. Mit dieser Art von Verbindung sind Firmware-Updates, Datenerfassung und Gerätediagnosen möglich.

• Datenerfassungssysteme

  I2C zu USB wird in Datenerfassungssystemen verwendet, bei denen Sensoren an USB-fähige Datenlogger angeschlossen werden. I2C-kompatible Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitssensoren können für die Datenerfassung und Umweltüberwachung verwendet werden.

So wählen Sie I2C zu USB

Bei der Auswahl eines I2C-zu-USB-Wandlers sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Dazu gehören;

• Jumper-/Drahtverbindungen: Zuerst sollte die Art der Verbindung ermittelt werden, mit der das gewählte Gerät verbunden werden soll. Der replizierte Treiber sollte mit Jumpern direkt an den I2C-Bus angeschlossen werden. Wenn dies nicht der Fall ist, ist ein Wandler mit einer Klemmenleiste bequemer, da er direkt an eine verkabelte Klemme angeschlossen werden kann.
• Spannungspegel: Die Spannungspegel, die der I2C-Bus verwendet, müssen bestimmt werden. Denn diese Busse arbeiten unter verschiedenen Spannungspegeln, darunter 1,8 V, 3,3 V und 5 V. Nicht alle USB-Wandlerschnittstellen unterstützen die gleichen Spannungspegel. Einige von ihnen können sich jedoch automatisch an die Spannungspegel des I2C-Busses anpassen.
• I2C-Busgeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit des I2C-Bus-Controllers sollte ermittelt werden. Dies wird durch die Anwendungen bestimmt. Einige Anwendungen funktionieren gut mit 100 kHz, während andere 400 kHz oder sogar höher benötigen. Der USB-Wandler sollte die jeweilige Geschwindigkeit unterstützen.
• Stromversorgung: Es muss festgestellt werden, womit der I2C-Bus mit Strom versorgt wird. Wird er über USB oder eine externe Stromversorgung mit Strom versorgt? Dies hilft zu erfahren, ob die I2C-zu-USB-Schnittstelle über den USB-Port mit Strom versorgt werden kann oder ob eine externe Stromversorgung erforderlich ist.
• USB-Schnittstelle: Die Anzahl der USB-Ports, die für die Verbindung benötigt werden, sollte ermittelt werden. Wird nur ein Port benötigt, oder werden mehrere Ports benötigt, damit mehrere I2C-Geräte gleichzeitig angeschlossen werden können? Wenn ja, wäre ein Hub mit mehreren USB-Ports ideal.
• Treiber: Weitere Systemtreiber müssen ausgewertet werden, um festzustellen, ob sie installiert werden können. Einige USB-zu-I2C-Wandler benötigen Treiber, die auf dem System konfiguriert werden müssen, damit sie effektiv funktionieren können. Einige andere Wandler sind standardmäßig Klassengeräte und benötigen keine speziellen Treiber.
• Umgebungsbedingungen: Die Bedingungen, unter denen der Wandler betrieben wird, sollten ermittelt werden. Wird er in einer kalten, trockenen Umgebung oder in einer heißen, feuchten Umgebung eingesetzt? Dies hilft bei der Auswahl eines Wandlers, der für die jeweilige Umgebung geeignet ist. Wandlermodule sind mit und ohne Gehäuse erhältlich.

Fragen und Antworten

F1: Kann ich mehrere Geräte an einen einzigen. i2c zu USB Adapter anschließen?

A1: Nein, diese Art von Adapter ermöglicht nur die Kommunikation zwischen einem I2C-Gerät und einem USB-Port.

F2: Kann das I2C-zu-USB-Gerät von Computern und Geräten erkannt werden?

A2: Ja, aber nur die daran angeschlossenen I2C-Geräte werden erkannt, nicht der Adapter selbst.

F3: Können digitale Sensoren und Displays an einen Mikrocontroller angeschlossen werden?

A3: Ja, über ihre digitalen Schnittstellen wie I2C ermöglicht der Mikrocontroller diesen Geräten die Kommunikation.

F4: Was ist die USB-zu-I2C-Brücke?

A4: Es ist ein Gerät, das die I2C-Schnittstelle mit einem USB-Port verbindet. I2C ist ein Kommunikationsstandard, der es mehreren Sensoren ermöglicht, sich zu verbinden.

F5: Gibt es einen Unterschied zwischen I2C und USB?

A5: I2C dient zum Verbinden von Chips auf einer Platine, während USB zum Verbinden von Geräten wie Mäusen und Tastaturen mit Computern dient. Beide übertragen Daten, aber I2C verwendet Signale und USB verwendet Kabel.