[I²C] I/O エキスパンダ (PCF8574A)

I/O ピンを I²C で拡張してみます。

購入

PCF8574A を利用した I²C I/O エキスパンダは Amazon 等で購入できます (購入時価格: ¥250)。

各部詳細

以下、 I/O エキスパンダの詳細です。

8 つの I/O ポートがあります。
このモジュールは I/O エキスパンダに PCF8574A が使われており、デフォルトの I²C アドレスは 0x38 でした。

I²C アドレス設定用ジャンパーの値は以下の通りです。左側が＋で、右側が－です (ON / OFF とかでよかったような気も...)。

PCF8574 Address	PCF8574A Address	A0	A1	A2
0x27	0x3F	＋	＋	＋
0x26	0x3E	－	＋	＋
0x25	0x3D	＋	－	＋
0x24	0x3C	－	－	＋
0x23	0x3B	＋	＋	－
0x22	0x3A	－	＋	－
0x21	0x39	＋	－	－
0x20	0x38	－	－	－

I²C アドレスをずらせば、理論上は 8 つのエキスパンダを同時に制御できます。

こんな感じで合体させれば最大 64 ポートを制御できます。

動作確認

Arduino (UNO) との接続は以下のようになります。

I²C	LCD	Arduino
VCC	1 VCC	5V
GND	2 GND	GND
SDA	3 SDA	A4
SCL	4 SCL	A5

4 本だけの接続なので簡単ですね。

PCF8574 ライブラリ

以下のライブラリをインストールします。

https://github.com/RobTillaart/Arduino/tree/master/libraries/PCF8574

<Arduino IDE インストールフォルダ>\library に PCF8574 というサブフォルダを作成してそこに展開してください。

I²C キーパッド

UNO チュートリアルの Chapter 24 (Option): Keypad で使ったキーパッドを I²C 接続してみましょう。

ここにジャンパーピンがあるじゃろ？

それをこうじゃ！

ハード的にはこれで完成です。

I²C KeyPad ライブラリ

以下のライブラリをインストールします。ZIP で取得し、Keypad_I2C だけをインストールします。

https://github.com/joeyoung/arduino_keypads

サンプルスケッチもありますが、12 キー用なので、改変した 16 キー用スケッチを掲載しておきます。

#include <Keypad_I2C.h>
#include <Keypad.h>
#include <Wire.h>

#define I2CADDR 0x38

const byte ROWS = 4; // four rows
const byte COLS = 4; // four columns
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1', '2', '3', 'A'},
  {'4', '5', '6', 'B'},
  {'7', '8', '9', 'C'},
  {'*', '0', '#', 'D'}
};

// Digitran keypad, bit numbers of PCF8574 i/o port
byte rowPins[ROWS] = {0, 1, 2, 3}; // connect to the row pinouts of the keypad
byte colPins[COLS] = {4, 5, 6, 7}; // connect to the column pinouts of the keypad

Keypad_I2C kpd(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS, I2CADDR, PCF8574);

void setup(){
  Wire.begin();
  kpd.begin(makeKeymap(keys));
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("start");
}

void loop(){
  char key = kpd.getKey();
  if (key){
    Serial.println(key);
  }
}

シリアルモニタを開いてキーを押すと対応した文字が入力されます。

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