Le bus I2C est utilisé dans de nombreuses applications embarquées. À des fins de test et de d'étude, Excamera Labs a développé l'I2CDriver, une carte qui fait le pont entre le logiciel PC et le matériel I2C (p. ex. les capteurs). La communication I2C est également enregistrée et affichée clairement en couleur.

Au déballage, vous trouverez comme le montre la figure 1 une carte avec un connecteur microUSB et trois broches avec les signaux I2C. Des plots en caoutchouc sur la face inférieure l’empêchent de glisser.

Figure 1. L'I²CDriver est agréablement compact.

Pour le kit de base d'I2CDriver (aussi appelé Core), le fabricant Excamera Labs fournit trois jeux de câbles Dupont, ça facilite la connexion directe au matériel. Les broches d'alimentation délivrent jusqu'à 500 mA sous 3,3 V. Les figures 2 à 4 montrent comment le produit se comporte en présence d'une charge.

Figure 2. L'I²CDriver à 500 mA.
Figure 3. ... à 200 mA ...
Figure 4. ... et au point mort.

Comme les 3,3 V viennent de l'alimentation de l'ordinateur, il est tout à fait possible qu'une partie de l'ondulation visible dans les oscillogrammes soit due au bus USB. Veuillez noter que l'I2CDriver n’offre pas l'isolation galvanique entre l'objet sous essai et l'ordinateur.


Test avec du matériel réel

Comme je travaille actuellement sur un système de capteurs I2C avec l'HygroSage, c’est l’occasion rêvée pour moi de tester l’I2CDriver connecté entre le PC et mes capteurs (fig. 5). Comme la consommation est faible, je tente le coup avec l'alimentation directe à partir de l’I2CDriver. Ça passe.

Figure 5. L'I²CDriver connecté à une carte de capteurs de l'auteur.

HygroSage démarre bien (en dépit de mon câblage assez pathétique). L'affichage de la consommation en haut de l'écran se met à jour. Je signale que le contenu de l'afficheur de l’I2CDriver n’est apparu qu'après le démarrage du logiciel (sur lequel je reviens ci-dessous et qui s'est parfois planté au démarrage). Quand le démarrage réussit, vous voyez ce que montre la figure 6 : cet affichage vous informe sur la fréquence d'accès aux différents appareils (heatmap).

Figure 6. Une seule couleur, cela signifie qu’il n’y a qu’un seul capteur.

En travaillant avec cet afficheur, on constatera que son angle de vision est particulier, assez fermé pour que, si on le regarde de face, l’image est à peine visible.

Commande-moi !

Avec le lien [1], dans l'onglet Ressources, vous trouverez le fichier i2cdriver-installer.exe pour démarrer sous Windows. Après l'avoir téléchargé, afin que le système d'exploitation en autorise l'installation, il faudra d’abord un clic droit de souris pour le marquer le fichier dans la boîte de dialogue des paramètres comme provenant de l'ordinateur local. Pour qui travaille sous Linux ou Mac OS, des instructions de configuration analogues se trouvent sur le même site.

Une fois le travail terminé, nous ouvrons le dossier C:\Program Files (x86)\Excamera Labs\I2CDriver, où nous trouvons à la fois un outil en ligne de commande et une version GUI.

Si vous démarrez le logiciel avec l’I2CDriver connecté et que vous cliquez sur le bouton Monitor Mode, vous obtiendrez des informations sur la dernière transaction effectuée (fig. 7).

Opérations de registre sur l’afficheur de l'I2CDriver
Figure 7. Les opérations du registre apparaissent sur l’afficheur de l'I2CDriver.

En pratique, cependant, l'utilité de la fonction d'analyse (visuellement attrayante) est limitée ; dans presque tous les cas, sa capacité est débordée par la complexité du transfert. Dans ce cas, il vaut mieux cliquer sur Capture Mode (fig. 8).

Figure 8. Le logiciel de bureau I2CDriver a un charme rustique.

Cette fonction s’est plantée de manière reproductible lors de mes tests, mais elle est quasi géniale en ce qu'elle permet d'enregistrer la communication les doigts dans le nez. Cela permet de débusquer les défauts furtifs, ceux qui sont si difficiles à repérer parce qu’ils ne se produisent que sporadiquement. Cela m’a fait penser à la procédure DPO de Tektronix.

Interaction, programmatique

Il y a quelque temps, dans ma forge à logiciel, j’ai eu à mettre en œuvre un algorithme passablement complexe. L’approche la moins laborieuse a consisté à lancer la procédure sur le PC dans un premier temps, puis, une fois qu’elle marche, de la transposer sur le contrôleur.

Une procédure similaire convient pour la mise en service de capteurs complexes. Avec i2ccl, on dispose d’un programme dans l'invite de commande, par lequel vous pouvez envoyer des commandes à l’I2CDriver selon le schéma suivant :

C:\Program Files (x86)\Excamera Labs\I2CDriver>i2ccl.exe

Usage: i2ccl <PORTNAME> <commands>

Ici on apprécie la possibilité d'écrire ou de lire des informations dans les registres individuels des appareils connectés. Cela permet non seulement de prendre en main des capteurs inconnus, mais aussi de lire des informations lors de tests (automatisés).

Si vous ne voulez pas programmer dans le shell, vous pouvez passer par une API Python. Le fabricant fait la démonstration de l'utilisation d'un ensemble de modèles de pilotes tout prêts. L'extrait suivant peut être utilisé pour exploiter un LM75B :

     import i2cdriver

      i2c = i2cdriver.I2CDriver("/dev/ttyUSB0")

     d=i2cdriver.EDS.Temp(i2c)

    d.read()

17.875

       d.read()

18.0

L'API de commande proprement dite est simple. Voir GitHub [2] :

class LM75B:

    def __init__(self, i2, a = 0x48):

          self.i2 = i2

         self.a = a

Excamera Labs implémente les pilotes matériels en utilisant l'API Python-OOP. self est un pilote requis par la spécification du langage, tandis que i2 est un objet pilote I2C. Enfin, a est l'adresse du capteur.

Les informations du registre sont ensuite lues selon le schéma suivant :

    def reg(self, r):

        return self.i2.regrd(self.a, r, ">h")

   

    def read(self):

        return (self.reg(0) >> 5) * 0.125

Il existe une commande associée à i2cdetect qui, lorsqu'elle est appelée depuis la ligne de commande Python, exécute la fonction de scan connue d'OrangePi et compagnie.

J’attire l’attention du lecteur sur la documentation [3] qui explique l'I2C-API ainsi que le protocole de communication physique. Quelqu’un qui connaît l’API FTDI comme sa poche peut également accéder directement à l’I2CDriver.

Conclusion

La révélation de l’I2CDriver ne vient pas  tout de suite, c’est un de ces produits dont on ne capte pleinement l’essence qu'après une certaine période de contemplation. Après ça, impossible de s’en passer. Qu'il soit utilisé pour une analyse rapide de l'activité d'un réseau I2C ou pour la mise en service d'un capteur, cette carte fournit une aide précieuse. Le prix est raisonnable compte tenu du temps gagné, dommage qu'il n'y ait pas de mode autonome.

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