4. 버스 넷 — GPIO · SPI · I²C · RS485 · 유박사의 mRNA 백신 합성기 펌웨어 첫걸음

장치는 열넷이지만 말하는 법은 몇 가지뿐입니다. 이 강에서 그 몇 가지를 한자리에 놓습니다.

버스	쓰는 장치	여럿을 어떻게 가르나
GPIO	밸브 6 · 팬 2 · 스테퍼 · 리밋 · 키패드	핀 번호로 가른다
PWM	TEC 2 · 부저	하드웨어 PWM 핀이 정해져 있다 (GPIO 12·13·18·19)
SPI	PT-1000 두 개 (MAX31865)	CS 핀을 따로 준다
I²C	유량계 2	주소로 가른다 — 여기서 사고가 난다
RS485	연동펌프 7 · 플런저	슬레이브 번호 1~247
Serial(USB)	압력 제어기 2	`/dev/ttyUSB` — 번호가 바뀐다*

장치를 버스에 붙여 보세요. 주소가 겹치거나 핀이 모자라면 그 자리에서 알려 줍니다.

불러오는 중…

버스를 여는 곳 — `/boot/firmware/config.txt`

dtparam=i2c_arm=on                # 기본이 off 다
dtparam=i2c_arm_baudrate=400000   # 기본은 100000 (100 kHz)
dtparam=spi=on
enable_uart=1
dtoverlay=uart3                   # RS485 포트를 더 열고 싶을 때 (Pi 4/5)

경로가 /boot/config.txt 가 아니라 /boot/firmware/config.txt 입니다 — Bookworm 에서 옮겨졌습니다. 옛날 글을 보고 /boot/config.txt 를 고치면 아무 일도 일어나지 않습니다.

I²C 속도는 기본 100 kHz 입니다. 젖은 기계 안에서 I²C 선을 길게 끌면 CRC 오류가 나기 시작합니다(→ 14강). 속도를 올리기 전에 선을 짧게 하십시오.

배정표는 코드보다 먼저 만듭니다. 이 표에서 못 잡은 충돌은 납땜을 끝낸 뒤에 발견됩니다.

Python 브라우저에서 실행

# 주소·핀 배정표를 만들고 충돌을 검사한다.
# 펌웨어를 쓰기 전에 종이에서 끝내야 하는 일이다.
plan = [
    # (장치,        버스,     주소/핀)
    ("밸브 V1",      "GPIO",   5),
    ("밸브 V2",      "GPIO",   6),
    ("밸브 V3",      "GPIO",  13),      # 주의: 13 은 하드웨어 PWM 핀이다
    ("밸브 V4",      "GPIO",  16),
    ("밸브 V5",      "GPIO",  20),
    ("밸브 V6",      "GPIO",  21),
    ("TEC A",       "PWM",   12),
    ("TEC B",       "PWM",   13),      # 충돌!
    ("PT1000 A",    "SPI",    8),      # CE0
    ("PT1000 B",    "SPI",    7),      # CE1
    ("유량계 물",    "I2C",  0x08),
    ("유량계 에탄올", "I2C",  0x08),     # 충돌!
    ("펌프 1~7",     "RS485", "1-7"),
    ("플런저",       "RS485",  8),
]

seen = {}
bad = []
for name, bus, addr in plan:
    key = (bus, addr)
    # PWM 핀은 GPIO 와 같은 핀을 쓴다 — 한 물리 핀이다
    if bus in ("GPIO", "PWM"):
        key = ("PIN", addr)
    if key in seen:
        bad.append("%s ↔ %s : %s %s 가 겹친다" % (seen[key], name, bus, addr))
    seen[key] = name

print("배정한 채널 %d 개" % len(plan))
if bad:
    print("\n⛔ 충돌 %d 건" % len(bad))
    for b in bad:
        print("   " + b)
else:
    print("충돌 없음")
print()
print("I2C 0x08 은 SLF3S 계열의 고정 주소다 — 버스를 나누거나 멀티플렉서를 써야 한다.")
print("GPIO 13 은 하드웨어 PWM 핀이라 TEC 에 내주고 밸브는 다른 핀으로 옮긴다.")

🤔 확인 문제

유량계 두 개를 같은 I²C 버스에 달 수 없는 까닭은?

🤔 확인 문제

/boot/config.txt 를 고쳤는데 아무 변화가 없다면?

버스를 여는 곳 — /boot/firmware/config.txt

버스를 여는 곳 — `/boot/firmware/config.txt`