Comunicação entre Arduinos: I2C - Parte 1

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Em algumas situações é interessante configurar dois Arduinos para trocar informações entre si. Neste tutorial iremos programar duas placas para se comunicarem entre si via protocolo serial I2C. Utilizaremos a bliblioteca Wire para realizar esta tarefa.
O protocolo serial síncrono I2C, também conhecido como TWI, utiliza de dois fios (SDA: Dados; SCL: Clock) para realizar uma comunicação half duplex, ou seja, é possível trasmitir e receber informações, mas não ao mesmo tempo, apenas um sentido por vez. Forma-se um barramento endereçável onde cada componente na rede possui um endereço para ser identificado para que a informação possa ser designda para o destinatário correto.
Nessa primeira parte do tutorial a placa Master estará conectada ao botão e, ao pressionar este botão, o estado do led conectado à placa Slave será alterado. A placa Master trabalhará como o emissor e a placa Slave como o receptor.

Para isso precisaremos de:

Confira na imagem ao lado como realizar as conexões de cada BlackBoard.

Agora que você já montou todo o circuito, é necessário programar cada placa com seu código. Neste momento, é importante que você verifique se está gravando a BlackBoard correta, por isso recomendamos que conecte e programe uma placa por vez. Desta forma você não irá se confundir com as portas COM.

Código para a BlackBoard Master (conectada ao botão):

/*
      RoboCore - Tutorial Comunicacao entre Arduinos: I2C - Parte 1
                                                           (Master)
                                                       (03/05/2015)

  Escrito por Marcelo Farias.

  Exemplo de como comunicar Arduinos utilizando o protocolo I2C.

  Altera o estado do LED conectado a placa Slave quando o botao ligado
  a placa Master for pressionado.

  Na placa Master foi utilizado um botao conectado ao pino 4, com o
  resistor de pullup interno da placa acionado e realizou-se um debounce
  em software. Na placa Slave foi utilizado um LED conectado ao pino 7.

  Referencias:
  Exemplo Debounce - https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Debounce
  Tutorial Master Writer - https://www.arduino.cc/en/Tutorial/MasterWriter
*/

#include "Wire.h"

#define buttonPin 4 // numero do pino onde o botao esta conectado
  
  
// endereco do modulo slave que pode ser um valor de 0 a 255
#define slaveAdress 0x08

boolean buttonState;             // estado atual do botao
boolean lastButtonState = LOW;   // valor da ultima leitura do botao
boolean ledState = HIGH;         // estado atual do LED

// as variaveis a seguir sao do tipo long por conta que o tempo, medido 
// em milessegundos alcancara rapidamente um numero grande demais para 
// armazenar em uma variavel do tipo int
unsigned long lastDebounceTime = 0;  // tempo da ultima modificacao do estado do LED

// tempo de debounce; aumentar se o LED oscilar; espera-se que o LED acenda
// apenas se o botao for pressionado por mais de 50ms
unsigned long debounceDelay = 50;    

void setup() {
  Wire.begin(); // ingressa ao barramento I2C
  
  // configura o pino do botao como entrada com resistor de pullup interno
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  // le o estado do botao e salva em uma variavel local
  int reading = digitalRead(buttonPin);

  // verifica se voce apenas apertou o botao (i.e. se a entrada foi de LOW 
  // to HIGH), e se ja esperou tempo suficiente para ignorar qualquer ruido

  // se a entrada foi alterada devido ao ruido ou botao ter sido pressionado:
  if (reading != lastButtonState) {
    // reseta o tempo do debounce
    lastDebounceTime = millis();
  }
  
  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    // qualquer que seja a leitura atual, ela se manteve por um tempo maior
    // que o nosso debounce delay, então atualizemos o estado atual:

    // se o estado do botao foi alterado:
    if (reading != buttonState) {
      buttonState = reading;

      // apenas altera o estado do LED se o novo estado do botao e HIGH
      if (buttonState == HIGH) {
        ledState = !ledState;
        // incia a transmissao para o endereco 0x08 (slaveAdress)
        Wire.beginTransmission(slaveAdress);
        Wire.write(ledState); // envia um byte contendo o estado do LED
        Wire.endTransmission(); // encerra a transmissao
      }
    }
  }
  // salva a leitura. No proximo laco este sera o ultimo 
  // estado do botao (lastButtonState)
  lastButtonState = reading;
}

Código para a BlackBoard Slave (conectada ao LED):

/*
      RoboCore - Tutorial Comunicacao entre Arduinos: I2C - Parte 1
                                                            (Slave)
                                                       (03/05/2015)

  Escrito por Marcelo Farias.

  Exemplo de como comunicar Arduinos utilizando o protocolo I2C.

  Altera o estado do LED conectado a placa Slave quando o botao ligado
  a placa Master for pressionado.

  Na placa Master foi utilizado um botao conectado ao pino 4, com o
  resistor de pullup interno da placa acionado e realizou-se um debounce
  em software. Na placa Slave foi utilizado um LED conectado ao pino 7.

  Referencias:
  Exemplo Debounce - https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Debounce
  Tutorial Master Writer - https://www.arduino.cc/en/Tutorial/MasterWriter
*/

#include "Wire.h"

#define ledPin 7 // numero do pino onde o LED esta conectado
  
  
// endereco do modulo slave que pode ser um valor de 0 a 255
#define myAdress 0x08

void setup() {
  // ingressa ao barramento I2C com o endereço definido no myAdress (0x08)
  Wire.begin(myAdress);

  //Registra um evento para ser chamado quando chegar algum dado via I2C
  Wire.onReceive(receiveEvent);

  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // configura o pino do LED como saida
}

void loop() {
  // nada para ser exexutado
}

// funcao executada sempre que algum dado e recebido no barramento I2C
// vide "void setup()"
void receiveEvent(int howMany) {
  // verifica se existem dados para serem lidos no barramento I2C
  if (Wire.available()) {
    // le o byte recebido
    char received = Wire.read();

    // se o byte recebido for igual a 0, apaga o LED
    if (received == 0) {
      digitalWrite(ledPin, LOW);
    }

    // se o byte recebido for igual a 1 acende o LED
    if (received == 1) {
      digitalWrite(ledPin, HIGH);
    }
  }
}

Agora basta alimentar ambas as placas que tudo deve funcionar perfeitamente. Aperte o botão da BlackBoard Master e o LED conectado a placa Slave deve acender. Se você apertar novamente o mesmo deve apagar.
Até este ponto já aprendemos como fazer nossa placa Mestre enviar informações para o Slave. Na segunda parte do tutorial iremos aprender como fazer nossa placa Mestre receber informações da placa Slave. A segunda parte deste tutorial você encontra aqui.

Comments

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matheus.pivottom
date

Sent 2022-10-01 14:43:41

Olá! Estou tentando comunicar dois Arduinos sendo que o Slave está medindo um sensor de temperatura e deverá enviar o valor da variável para o master. Porém o Master não recebe de forma correta o valor do Slave

Master:
void loop() {
  Wire.requestFrom(8, 6);
  while (Wire.available()) { 
    char c = Wire.read(); 
    Serial.print(c);
  }
Slave
void requestEvent() {
   tempLida = analogRead(sensTemp);
  tempLida = ((tempLida - 32) *1.8);
  Serial.print("Temperatura:");
  Serial.print(tempLida);
  Serial.println(" ºC");
  Wire.write("C %f",tempLida);

luan.ferreira
date

Sent 2022-10-03 11:37:33
matheus.pivottom

Olá! Verifique se a variável recebida pelo master é do mesmo tipo que a variável enviada, pois pode ser que esteja havendo um erro na conversão da variável. Além disso, verifique se não há nenhum mau contato nas conexões do circuito, pois isso pode acabar interferindo no funcionamento do seu projeto.

mateusalvessil23
date

Sent 2021-11-10 08:56:52

É possível eu usar um sensor digital em um arduino sem o protocolo I2C?

detoledo.victor
date

Sent 2021-11-10 10:00:22
mateusalvessil23

Sim existem diversos sensores digitais que não fazem uso do protocolo I2C, muitos utilizam protocolo SPI ou até mesmo o protocolo one wire, dentre outros. Também tem alguns que podem ser lidos até mesmo sem um protocolo de comunicação. Caso o seu sensor seja protocolo I2C porém a sua placa não possui hardware nativo para integração com o mesmo, é necessário utilizar um conversor de I2C para o protocolo desejado.

odecamm
date

Sent 2021-09-15 15:30:01

Estou trabalhando com o display da Nextion (comunicação RX e TX) e ele funciona muito bem com o Arduino UNO. Entretanto, mesmo seguindo as orientações do fabricante, que ensina o que deve-se alterar na biblioteca Nextion.h, ele não funciona no ESP32. Lendo a sua publicação tive a ideia de usar o Arduino UNO como uma ponte entre o display Nextion e o ESP32.  Você acha que isso é possível?

Giovanni5

Sent 2021-09-15 16:05:57
odecamm

Sim, isso é possível, porém é necessário criar uma lógica para que cada mensagem enviada do ESP32 para a placa Arduino represente um controle específico do display, e vice versa. Outro ponto que vale ser lembrado é que, o ESP32 e as placas Arduino mais populares (UNO, Mega, etc.) possuem tensões operacionais distintas (3,3V do ESP32 e 5V das placas Arduino). Portanto é necessário um conversor de nível lógico (https://www.robocore.net/regulador-de-tensao/conversor-de-nivel-logico - por exemplo), para compatibilizar as tensões desta comunicação.

odecamm

Sent 2021-09-16 09:22:28
odecamm

Muito obrigado pela resposta. Muito bem elaborado o seu tutorial e também as linhas de comando muito bem comentadas. Parabéns!

felipe.8514
date

Sent 2021-10-28 13:19:32
odecamm

Boa tarde, se tiver interesse consigo compartilhar a biblioteca  modificada do Nextion para o ESP32, utilizo no meu trabalho e funciona tranquilo

colognesipedro
date

Sent 2021-08-07 21:55:17

Boa noite
Não conseguir funcionar, verifiquei os códigos, as conexão, tem alguma dica ?

Giovanni5

Sent 2021-08-09 08:07:45
colognesipedro

Este é um projeto bem simples, e não há muitos fatores que podem causar erros. Portanto verifique novamente o circuito montado, principalmente se não há uma inversão entre os pinos SDA e SCL entre as placas, e que o GND de ambas as placas está interligada. Além disso, certifique-se de não estar invertendo o código nas placas como "Mestre" e "Escravo".

colognesipedro
date

Sent 2021-08-09 20:23:40
colognesipedro

Sera que pode ser a ide do Arduíno no computador?

colognesipedro
date

Sent 2021-08-09 21:12:41
colognesipedro

Consegui era erro na ultima linha da programação do Arduíno mestre, uma pergunta é possível que o aplicativo do celular controlar o Arduíno mestre que controla o escravo, através da comunicação Bluetooth?

Giovanni5

Sent 2021-08-10 08:02:16
colognesipedro

Sim, isso é possível, mas a comunicação entre o "mestre" e o "escravo" ainda será I2C e não Bluetooth. O que você pode fazer é utilizar o "mestre" para apenas retransmitir os dados recebidos pelo Bluetooth para o "escravo", ou então aproveitar o "mestre" para interpretar os comandos recebidos pelo Bluetooth, e então transmitir menos dados para o "escravo".

colognesipedro
date

Sent 2021-08-10 19:50:49
colognesipedro

sim, obrigado. O potenciômetro analógico pode ser programado pela comunicação I2C? Normalmente.

Giovanni5

Sent 2021-08-11 08:05:10
colognesipedro

Você parece estar confundindo um pouco os conceitos. O protocolo I2C não permite a gravação de códigos e o potenciômetro é apenas um componente eletrônico, então não pode ser programado. Entretanto, você pode transmitir as leituras de um potenciômetro através da comunicação I2C. De modo geral, é possível transmitir qualquer tipo de dados através da comunicação I2C.

colognesipedro
date

Sent 2021-08-11 20:18:18
colognesipedro

Obrigado. Me ajudou muito

lipe

Sent 2021-05-22 15:01:07

Queria saber se tem como fazer comunicação simultânea entre os dois e lcd tb

Giovanni5

Sent 2021-05-24 08:13:16
lipe

Sim, é possível, desde que os 3 dispositivos tenham endereços I2C diferentes. Vale lembrar que, o controle principal do LCD terá que ser feito pelo "Mestre" ou pelo "Escravo".

kurten
date

Sent 2021-03-07 21:34:37

montei tudinho e nao funciona....alguem tem alguma dica ?
ja montei e desmontei umas 5 vezes

Giovanni5

Sent 2021-03-08 08:47:40
kurten

Verifique se a conexão dos pinos SDA e SCL não estão invertidas, e que essas conexões não estão com um mau contato. Além disso, certifique-se de estar carregando o código "Master" ou "Slave" para a respectiva placa que operará nesta função.

kurten

Sent 2021-03-08 14:52:35
kurten

ja fiz isso e continuo apertando o botao e o led nao acende....fiz tudo direitinho....

kurten

Sent 2021-03-08 14:56:09
kurten

consegui ! acredita que o resistor do led estava com problemas ?
obrigado.

weverspn
date

Sent 2020-05-18 18:44:19

Boa noite, nesse protocolo I2C existe a possibilidade de enviar vários sinais de tipo inteiro ao mesmo tempo ?
Exemplo: Escrever nas variaveis X=10; Y=20, Z=30. E no arduino slave ler as 3 variaveis a mesmo tempo?

Giovanni5

Sent 2020-05-19 08:27:12
weverspn

Sim, é possível, basta utilizar mais de uma função "Wire.write", uma para cada variável que você deseja enviar para a outra placa da comunicação.

weverspn

Sent 2020-06-03 14:16:10
weverspn

Entendi, nesse caso teria que adicionar mais dois SlaveAdress?
Ou apenas com esse único slave Adress eu consigo no arduino slave ler as 3 variaveis ao mesmo tempo ?

X=10;
Y=20;
Z=30;
        Wire.beginTransmission(slaveAdress);
        Wire.write(X); // 
        Wire.write(Y); //
        Wire.write(Z); //
        Wire.endTransmission(); // encerra a transmissão

Desta forma, o arduino slave não iria ler o valor 10 depois 20 e depois 30 no mesmo canal 0x08?

Giovanni5

Sent 2020-06-03 15:23:26
weverspn

Com apenas um endereço de "slave" você é capaz de enviar as três variáveis para a outra placa, e como você mencionou, as três serão enviadas ao mesmo tempo. Entretanto, caso elas sejam sempre enviadas na mesma ordem, você pode armazená-las em sequência e em três novas variáveis distintas, conforme são recebidas, por exemplo, X2=X, Y2=Y e Z2=Z. Outra opção é utilizar um contador que é implementado conforme as mensagens são recebidas, deste modo a mensagem salva na variável um, a mensagem dois executa uma função, e assim por diante.

Giovanni5

Sent 2020-06-03 15:27:06
weverspn

Para a segunda opção, é possível utilizar o primeiro byte do cabeçalho da comunicação, para definir qual o tipo de mensagem que será enviada. Além disso, vale lembrar que a função "write()" é usada para enviar mensagens de até 8 bits (de 0 a 255), portanto será necessário quebrar a mensagem, caso ela seja maior do que este valor.

Mateus2017
date

Sent 2020-03-05 16:50:20

Boa tarde! queria saber se eu posso fazer ao contrário, por exemplo acionar o botão a uma entrada do Slave e mandar essa informação para o mestre? estou tentando fazer isso com o Raspberry pi como Mestre e o Arduino como Slave. Obrigado pela atenção

Giovanni5

Sent 2020-03-06 08:20:31
Mateus2017

Sim, é possível fazer com que o Slave seja um mensageiro de informações, inclusive esta aplicação é uma referência da própria Arduino (https://www.arduino.cc/en/Tutorial/MasterReader). Mas vale lembrar que, de toda forma o Master da comunicação deve fazer uma requesição de informação, para que a mensagem seja enviada.

Moracimelo
date

Sent 2019-08-23 07:55:05

Bom dia, eu gostaria mesmo era interligar dois Arduinos, como no exemplo do I2C, via ethernet.  Ou seja, enviar um comando remoto para outro arduino via ethernet.  Como faço?

Giovanni5

Sent 2019-08-23 11:02:41
Moracimelo

Infelizmente não temos nenhum tutorial sobre como realizar essa comunicação através do shield Ethernet, porém, a princípio, essa comunicação é possível. Talvez seja melhor você estudar a possibilidade de outros métodos de comunicação, como, por exemplo, RS232,entre outras. Você pode também, pesquisar sobre como estabelecer conexão "Ad Hoc" entre dois dispositivos.

tiagoarrudadacruz
date

Sent 2019-08-14 12:57:32

Boa tarde, 
Estou em um projeto que preciso conectar uns 5 instrumentos de medição, todos eles tem interface rs232, pensei em conectar todos em um único arduino, ou migrar todos para um HUB USB e conectar ele ao arduino, essas soluções são viáveis?

Giovanni5

Sent 2019-08-14 16:08:55
tiagoarrudadacruz

Essa questão irá depender muito do seu projeto final, já que, dependendo de como você distribuir os instrumentos, ou seja, sua topologia na rede, é possível que seja necessária a criação de um protocolo para  interpretar as mensagens enviadas ao mesmo tempo. Talvez apenas a multiplexação dos sinais dos instrumentos possa ajudar a interpretar os sinais em um ponto único, a placa Arduino.