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I²C-ähnliche Twowire-Verbindung, allerdings writeonly und ohne ACKs um die Verwendung von Repeatern zu vereinfachen. == Hardware == Ein SI2C-Bus hat vier Leitungen: GND, VCC, SDA und SCL. SDA und SCL müssen sowohl 3.3V als auch 5V als High-Pegel akzeptieren und high impedance sein, sinnvollerweise werden dazu Optokoppler verwendet (spart auch direkt jegliche Probleme mit ungleichen GND-Pegeln). Für einen Client gibt es zwei Varianten, am Bus zu hängen: * Ohne eigenes Netzteil: VCC und GND kommen aus dem Bus. Es sollte damit gerechnet werden, dass VCC auf ~11V runtergehen kann, und am besten werden keine signifkanten Lasten betrieben. 7-Segment-Anzeigen und Relais sind aber kein Problem * Mit eigenem Netzteil: GND aus dem Bus geht nur zum Eingang der Optokoppler, die restliche Schaltung bekommt VCC und GND aus ihrem Netzteil. Der Bus-VCC wird nicht verwendet Beispiel für die Variante mit eigenem Netzteil: [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/blob/master/client/avrshift/avrshift.png avrshift Schaltplan]. Bei Aufbau ohne Netzteil kommt VCC (SUPPLY-1) aus dem Bus und es ist GND == GPIOGND. === Ratings === {| class="wikitable" |- ! Parameter !! Min !! Max |- | VCC || — || 12 V |- | SDA/SCL low || -0.1 V || 0.1 V |- | SDA/SCL high || 3 V || 5 V |- | VCC current || — || 250 mA |- | SDA/SCL current @ 3.3V || — || 1 mA |- | SDA/SCL current @5V || — || 5 mA |} == Protokoll == Bitbasiert. Im Ruhezustand sind SDA und SCL low, die erste steigende SCL-Flanke ist auch das erste most significant bit der Übertragung (es gibt keine start condition). Bei jeder weiteren steigenden SCL-Flanke werden weitere Bits eingelesen, beendet wird das ganze durch die stop condition: Fallende SCL-Flanke mit SDA high. D.h.: Falls weitere bits folgen, muss SDA vor der fallenden SCL-Flanke auf low gesetzt werden. Auf höherer Ebene gilt: Es können beliebig viele Bits / Bytes übertragen werden, solange die least significant (d.h. die letzten) 16 Bit die Geräteadresse sind. Nach einer steigenden SCL-Flanke ist das SDA-Signal für 100µs gültig, d.h. es muss in dieser Zeit eingelesen und verarbeitet werden. Die Low- bzw. High-Phase von SCL dauert je 200µs, nach der stop condition darf beliebig lange nicht auf den Bus reagiert werden. For the record: Die Übertragungsrate ist damit ca. 2kbit/s. === TLDR === {| class="wikitable" ! SCL !! SDA !! Aktion |- | ↑ || <tt>X</tt> || Bit <tt>X</tt> von rechts (als Least Significant Bit) ins Register schieben |- | ↓ || 1 || stop condition: Eingabedaten übernehmen |- | ↓ || 0 || ''Keine'' |} [[Image:SI2C-Timing.png]] AVR-C-Beispiel: [https://github.com/derf/dorfmap/blob/master/avrshift/main.c#L68 avrshift/main.c Z.68ff] == Kabel == [[File:SI2C-Doku.png|thumb|right|400x200px|Kabelwege]] {| class="wikitable" ! Bus !! Kabel |- | feedback1 || [[Schleuse]] an {{H|feedback}} --(( violettes RJ45 ))-- Kabelkanal oberhalb [[Printer/HP2100]] --(( Flachbandkabel entlang Kabelkanal ))-- [[Treppe]] |- | feedback1 || Repeater [[Nomspace]] --(( Flachbandkabel ))-- [[Maschinenraum]] |- | donationprint1 || [[Schleuse]] an {{H|donationprint}} --(( Flachbandkabel ))-- [[Laptop Lounge]] |- | donationprint2 || [[Schleuse]] {{H|donationprint}} --(( 2x rot/weiß Doppellitze ))-- [[Laptop Lounge]] an [[Blinkencontrol]] |- |} === Pinbelegung 4pol-Flachbandkabel === * 1: SDA * 2: VCC (12V) * 3: GND * 4: SCL === Pinbelegung 8pol-Flachbandkabel === Geplant, für Kombikabel mit CAN und SI2C. * 1: CANH * 2: 12V * 3: CANL * 4: GND * 5: SDA * 6: GND * 7: SCL * 8: 5V == Devices == Soft- und Firmware liegen aktuell im [https://github.com/derf/dorfmap dorfmap]-Repo. {| class="wikitable" ! Bus !! ID !! Firmware !! rev !! Ort !! Funktion |- | feedback1 || <tt>0002</tt> || avrshift || 0.04-42-g1a373d3 || Hackcenter Kabelkanal || 12V sink |- | feedback1 || <tt>0004</tt> || charwrite-legacy || 0.04-106-g544d694 || <s>Hackcenter</s> || <s>4x7segment (links)</s> |- | feedback1 || <tt>0005</tt> || charwrite-legacy || 0.04-106-g544d694 || <s>Hackcenter</s> || <s>4x7segment (rechts)</s> |- | feedback1 || <tt>0006</tt> || avrmf || 0.05-28-g5f8445e || <s>Schaufenster</s> || <s>5V source (5 digital, 3 pwm) + Repeater</s> |- | feedback1 || <tt>0007</tt> || avrshift || 0.05-38-g7b9a4e3 || Lounge Kabelkanal || 12V sink |- | feedback1 || <tt>0008</tt> || blinkencontrol || 0.05-47-g7ce9480 SDASCL_MIXUP || Hackcenter Regal || RGB-LED-Streifen |- | feedback1 || <tt>0009</tt> || avrshift || 0.05-69-gcc36007 || Hackcenter Regal || 5V source -> 12V sink -> LED-Streifen im Regal |- | feedback1 || <tt>000a</tt> || avrmf || 0.06-44-g7757c9b || Nomspace || 12V out (6 digital, 3 pwm) + Repeater |- | feedback1 || <tt>000c</tt> || avrpwm || 0.07-2-g3fff051 || Treppe || 12V out (9 digital, 4 pwm) |- | feedback1 || <tt>000d</tt> || avrpwm || 0.08-2-g3a8deec || Maschinenraum || 12V out (9 digital, 4 pwm) |- | feedback1 || <tt>000e</tt> || avrpwm || 1.0.2-4-ga5c3047 || Hackcenter || 12V out (9 digital, 4 pwm) |- | feedback1 || <tt>000f</tt> || avrmf || 1.0.2-12-gc323689 || Schaufenster || 12V out (7 digital, 4 pwm) + Repeater |- | feedback1 || <tt>0010</tt> || charwrite || 1.0.2-17-g188905a || Maschinenraum || 6x7segment |- | feedback1 || <tt>0011</tt> || charwrite || 1.0.2-17-g188905a || Küche || 6x7segment |- | feedback1 || <tt>0012</tt> || avrpwm || 1.0.2-37-gef59205 || Hackcenter Regal || 12V out (9 digital, 4 pwm) |- | feedback1 || <tt>0013</tt> || charwrite || 1.0.2-38-gabb5185 || Hackcenter || 6x7segment |- | donationprint1 || <tt>0000</tt> || avrshift || 0.04-42-g1a373d3 || Lounge || 12V out |- | donationprint2 || <tt>0001</tt> || blinkencontrol || 0.04-110-gfa20b4e || Lounge || RGB-LED-Streifen |- | donationprint2 || <tt>0003</tt> || charwrite-legacy || 0.04-50-gf6641aa || Lounge || 4x7segment |- |} Aktuell gibt es die folgenden Arten von Geräten === Master === ==== Raspberry Pi ==== Ein RasPi kann direkt über zwei GPIO-Pins (+ Ground) als Bus Master angeschlossen werden. Der Bus kann dann mittels [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/tree/master/si2c-bitwrite si2c-bitwrite], [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/tree/master/si2c-bytewrite si2c-bytewrite] oder [https://github.com/chaosdorf/dorfmap/tree/master/si2c-charwrite si2c-charwrite] (abhängig von der Art des Zielgeräts) bespielt werden. Die Programme erwarten jeweils die Pin-Nummer des SDA-Pins als erstes und die des SCL-Pins als zweites, also z.B. "si2c-bitwrite 8 11" für gpio8 und gpio11. Die Nummern beziehen sich auf das sysfs (<tt>/sys/class/gpio</tt>), die Pins müssen dort schon als Outputs exportiert sein. si2c-charwrite nimmt zusätzlich die Zieladresse (hi und lo) als drittes und viertes Argument. Die eigentlichen Daten (inklusive Adresse für bitwrite/bytewrite) werden auf STDIN entgegengenommen. Ein Bit/Byte/String (alles in ASCII) pro Zeile, bei "push" oder EOF wird übertragen. Eine Payload von FE ED CA FE an einen Byte-orientierten Client mit Adresse 000a an GPIO-Pins 8 und 11 wäre dann z.B. <tt>echo "254\n237\n202\n254\n0\n10\n" | si2c-bytewrite 8 11</tt> === Client === ==== avrshift ATTiny2313A ==== Addressierbares Schieberegister. Nimmt Bits entgegen und ordnet sie den digitalen Ausgängen (i.A. 5V oder 12V) zu. ==== avrpwm ATTiny2313A ==== Addressierbares Schieberegister++. Ordnet einen Teil der Eingabe binär (bitweise) den digitalen Ausgängen zu und hat dann noch drei bis vier Bytes für Analog-Ausgänge (8bit-PWM.) ==== avrmf ATTiny2313A ==== avrshift/avrpwm mit Repeater. Hat allerdings zwei Ausgänge weniger, die stattdessen SDA und SCL galvanisch getrennt weiterreichen. ==== blinkencontrol ATTiny2313A ==== Wird direkt mit Animationssequenzen gefüttert, Details siehe [[Blinkencontrol]]. ==== 7segment ATTiny2313A ==== Steuert vier 7-Segment-Displays. Empfängt 32 Byte an Daten und legt diese direkt auf die Segmente, Zeichen müssen also schon vorher auf Bytes umgerechnet werden. Es werden immer nacheinander Bytes 1-4, 5-8, 9-12, … angezeigt (d.h. die Position auf dem Display ist byteposition % 4). ==== avr-rs232 ATTiny2313A ==== Bus-Test / Debugger. Gibt empfangene Pakete (Bytefolge inkl. Stop Condition) hexadezimal auf der seriellen Schnittstelle aus, kann mit nem USB-TTL-Adapter ausgelesen werden. ==== avr-rs232 Arduino ==== Bus-Test / Debugger. Gibt empfangene Pakete (Bytefolge inkl. Stop Condition) hexadezimal auf der seriellen Schnittstelle aus, kann mit nem USB-TTL-Adapter ausgelesen werden. Hat keine galvanische Trennung zum Bus, sollte also nur von einem Laptop ohne angeschlossenes Netzteil benutzt werden. == Platinen == Der Großteil der im Dorf verbauten Platinen ist handgeklöppelt auf Lochraster, inzwischen gibt es aber auch fertige PCBs zum Bestücken. === avrmf === [[File:avrmf-smd-top.jpg|thumb|right|400x200px|avrmf (obere Seite)]] [[File:avrmf-smd-bot.jpg|thumb|right|400x200px|avrmf (untere Seite)]] Kann für avrshift/avrpwm/avrmf genutzt werden, bei Verwendung als Repeater werden die beiden ULN2803-Beinchen oben Links (bei den als avrmf SDA/SCL gelabelten Kontakten) abgeknipst und durch SI2C-Kabel ersetzt. Serviervorschlag: * 100nF 0805 auf C2 * 10k 0805 auf R3 * 1k 0805 auf R1, R2, R4, R5 * 0805 LEDs: grün auf PWR, gelb oder rot auf ACT (Pluspol zeigt zum Label, Minuspol zum ULN2803) * ICs und Wannenstecker wie angegeben ** Die beiden KB817 können auch durch einen KB827, TLV827 o.ä. ersetzt werden * 330nF oder 1µF auf C1
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