I2C-Bus scannen

Dieses Beispiel zeigt, wie der I2C-Bus des Lernboards gescannt wird, um alle angeschlossenen Geräte zu finden und anzuzeigen.

#Funktionsübersicht

• I2C-Bus initialisieren
• Alle Adressen von 0x00 bis 0x77 scannen
• Gefundene Geräte mit Adresse anzeigen
• Bekannte Sensoren des Lernboards identifizieren

#Voraussetzungen

• Arduino IDE mit ESP32-Board-Unterstützung
• Board: "ESP32C6 Dev Module"

#I2C-Adressen auf dem Lernboard

Das Lernboard hat folgende I2C-Geräte mit festen Adressen:

#Code

/**
 * Lernboard Beispiel: I2C-Bus scannen
 * ===================================
 * Dieses Beispiel zeigt:
 * - Initialisierung des I2C-Bus
 * - Scannen aller I2C-Adressen
 * - Identifikation bekannter Geräte
 */

#include <Wire.h>

// I2C-Konfiguration für das Lernboard
const int I2C_SDA_PIN = 6;
const int I2C_SCL_PIN = 7;
const uint32_t I2C_FREQUENCY = 400000;  // 400 kHz

// Struktur für bekannte Geräte
struct KnownDevice {
    uint8_t address;
    const char* name;
};

// Bekannte I2C-Adressen auf dem Lernboard
const KnownDevice KNOWN_DEVICES[] = {
    {0x20, "TCA6408A (GPIO-Expander)"},
    {0x23, "BH1750 (Lichtsensor)"},
    {0x68, "BMI270 (Beschleunigung/Gyroskop)"},
    {0x76, "BME280 (Temperatur/Feuchte/Druck)"}
};
const int NUM_KNOWN_DEVICES = sizeof(KNOWN_DEVICES) / sizeof(KNOWN_DEVICES[0]);


void setup setup() {
    Serial.begin(115200);
    delay(1000);
    
    Serial.println("==================================================");
    Serial.println("Lernboard - I2C Scanner");
    Serial.println("==================================================");
    Serial.println();
    
    // I2C-Bus scannen
    scanI2C();
    
    Serial.println();
    Serial.println("Scan abgeschlossen.");
}


void loop loop() {
    // Einmaliger Scan - nichts zu tun in der Loop
    delay(10000);
    
    // Optional: Erneuter Scan alle 10 Sekunden
    // scanI2C();
}


/**
 * Sucht den Namen eines bekannten Geräts anhand der Adresse.
 * @param address I2C-Adresse
 * @return Gerätename oder "Unbekanntes Gerät"
 */
const char* getDeviceName* getDeviceNamechar* getDeviceName(uint8_t address) {
    for (int i = 0; i < NUM_KNOWN_DEVICES; i++) {
        if (KNOWN_DEVICES[i].address == address) {
            return KNOWN_DEVICES[i].name;
        }
    }
    return "Unbekanntes Gerät";
}


/**
 * Prüft, ob eine Adresse zu den bekannten Geräten gehört.
 * @param address I2C-Adresse
 * @return true wenn bekannt, false sonst
 */
bool isKnownDevice isKnownDevice(uint8_t address) {
    for (int i = 0; i < NUM_KNOWN_DEVICES; i++) {
        if (KNOWN_DEVICES[i].address == address) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}


/**
 * Scannt den I2C-Bus und gibt alle gefundenen Geräte aus.
 * @return Anzahl der gefundenen Geräte
 */
int scanI2C scanI2C() {
    // I2C initialisieren
    Serial.println("Initialisiere I2C-Bus...");
    Serial.print("  SDA: GPIO");
    Serial.println(I2C_SDA_PIN);
    Serial.print("  SCL: GPIO");
    Serial.println(I2C_SCL_PIN);
    Serial.print("  Frequenz: ");
    Serial.print(I2C_FREQUENCY / 1000);
    Serial.println(" kHz");
    Serial.println();
    
    Wire.begin(I2C_SDA_PIN, I2C_SCL_PIN, I2C_FREQUENCY);
    
    // Bus scannen
    Serial.println("Scanne I2C-Bus...");
    Serial.println("--------------------------------------------------");
    
    int deviceCount = 0;
    uint8_t foundDevices[128];
    
    for (uint8_t address = 1; address < 127; address++) {
        Wire.beginTransmission(address);
        uint8_t error = Wire.endTransmission();
        
        if (error == 0) {
            foundDevices[deviceCount] = address;
            deviceCount++;
        }
    }
    
    if (deviceCount == 0) {
        Serial.println("Keine I2C-Geräte gefunden!");
        return 0;
    }
    
    Serial.print(deviceCount);
    Serial.println(" Gerät(e) gefunden:");
    Serial.println();
    
    // Gefundene Geräte ausgeben
    for (int i = 0; i < deviceCount; i++) {
        uint8_t addr = foundDevices[i];
        Serial.print("  Adresse: 0x");
        if (addr < 16) Serial.print("0");
        Serial.print(addr, HEX);
        Serial.print(" (");
        if (addr < 100) Serial.print(" ");
        if (addr < 10) Serial.print(" ");
        Serial.print(addr);
        Serial.print(") - ");
        Serial.println(getDeviceName(addr));
    }
    
    Serial.println("--------------------------------------------------");
    
    // Status der Lernboard-Sensoren
    Serial.println();
    Serial.println("Status der Lernboard-Sensoren:");
    
    for (int i = 0; i < NUM_KNOWN_DEVICES; i++) {
        bool found = false;
        for (int j = 0; j < deviceCount; j++) {
            if (foundDevices[j] == KNOWN_DEVICES[i].address) {
                found = true;
                break;
            }
        }
        
        Serial.print("  [");
        Serial.print(found ? "+" : "!");
        Serial.print("] ");
        Serial.print(KNOWN_DEVICES[i].name);
        Serial.print(": ");
        Serial.println(found ? "OK" : "NICHT GEFUNDEN");
    }
    
    return deviceCount;
}

    
    
    
    Copy

#Konsolenausgabe

Bei korrekter Funktion aller Sensoren erscheint folgende Ausgabe im Seriellen Monitor (115200 Baud):

==================================================
Lernboard - I2C Scanner
==================================================

Initialisiere I2C-Bus...
  SDA: GPIO6
  SCL: GPIO7
  Frequenz: 400 kHz

Scanne I2C-Bus...
--------------------------------------------------
4 Gerät(e) gefunden:

  Adresse: 0x20 ( 32) - TCA6408A (GPIO-Expander)
  Adresse: 0x23 ( 35) - BH1750 (Lichtsensor)
  Adresse: 0x68 (104) - BMI270 (Beschleunigung/Gyroskop)
  Adresse: 0x76 (118) - BME280 (Temperatur/Feuchte/Druck)
--------------------------------------------------

Status der Lernboard-Sensoren:
  [+] TCA6408A (GPIO-Expander): OK
  [+] BH1750 (Lichtsensor): OK
  [+] BMI270 (Beschleunigung/Gyroskop): OK
  [+] BME280 (Temperatur/Feuchte/Druck): OK

Scan abgeschlossen.

    
    
    
    Copy

#Arduino IDE Einstellungen

#Hinweise

• I2C-Pins: Das Lernboard verwendet GPIO6 (SDA) und GPIO7 (SCL) für den I2C-Bus.
• Frequenz: 400 kHz (Fast Mode) wird von allen Sensoren unterstützt.
• Wire-Bibliothek: Die Standard-Wire-Bibliothek des ESP32 wird verwendet.
• Einmaliger Scan: Der Scan wird nur einmal beim Start ausgeführt. Für zyklisches Scannen kann die auskommentierte Zeile in loop() aktiviert werden.

#Fehlerbehebung

#Erweiterungsmöglichkeiten

• Zyklischer Scan zur Überwachung
• Detaillierte Diagnose einzelner Sensoren
• Integration in ein Selbsttest-Programm
• Ausgabe auf Display statt Konsole