STMicroelectronicsの X-NUCLEO-IKS4A1 拡張ボードにI²C経由でセンサを接続する方法
X-NUCLEO-IKS4A1 拡張ボードは、2つのI²Cモードによるセンサの接続をサポートしています。
- 標準I²Cバス接続
- 階層型バス構成
1. 標準I²Cバス接続
接続ロジック： すべてのセンサ（慣性センサと環境センサを含む）は、同じI²Cバス（uC_I²C）を介して外部のSTM32 Nucleoボードに接続されます。
ピン設定：
- J4： ピン1-2および11-12は、
STM_SDA = SENS_SDA（データピン）、HUB_SDx = GND（ハブデータピンを接地）を定義します。 - J5： ピン1-2および11-12は、
STM_SCL = SENS_SCL（クロック ピン）、HUB_SCx = GND（ハブデータピンを接地）を定義します。
アプリケーションシナリオ： 複雑なバス管理なしにすべてのデバイスがメインI²Cバスを共有する、単純なセンサデータ取得に適しています。
2. 階層型バス構成
例：LSM6DSO16ISをI²Cセンサハブとして使用する
- メインバス（
uC_I²C）： LSM6DSV16X（6軸IMU）、LIS2DUXS12（3軸加速度センサ）、SHT40AD1B（湿度/温度センサ）を直接接続し、STM32 NucleoのMCUと通信し、主要な慣性/湿度・温度データの伝送を行います。 - 補助バス（
SENS_I²C）： LSM6DSO16IS（センサハブ）により制御され、LPS22DF（圧力センサ）、LIS2MDL（磁力センサ）、STTS22H（温度センサ）、およびDIL24ソケット（IRセンサなどの外部センサ用）を接続し、6軸IMU機能と環境データ取得を可能にします。
ピン設定：
- J4： ピン7-8は
HUB2_SDx = SENS_SDA（補助バスデータピン）を定義します。 - J5： ピン7-8は
HUB2_SCx = SENS_SCL（補助バスクロックピン）を定義します。
特長： ハブを介した階層的管理により、マルチセンサデータ処理効率を向上させ、外部センサの拡張をサポートし、複雑なIoT/環境モニタリングアプリケーション（例えば、慣性、湿度/温度、圧力、磁場データの同時取得）に適しています。
拡張ボードに搭載の主要なセンサの概要
LSM6DSO16IS
- 3軸デジタル加速度センサと3軸デジタルジャイロセンサを搭載したシステムインパッケージ（SiP）
- 加速度センサのフルスケール： ±2/±4/±8/±16G（設定可能）
- ジャイロセンサのフルスケール： ±125/±250/±500/±1000/±2000dps（設定可能）
- 内蔵ISPU： エッジ信号処理およびAIアルゴリズム向けの超低消費電力高性能プログラマブルコア
- 消費電力： 高性能モードで0.59mA、低消費電力モードで0.46mA（ジャイロセンサ＋加速度センサのみ、ISPUなし）
- インターフェース： SPI/I²Cシリアルインターフェース
- 電圧： アナログ1.71V～3.6V、独立I/Oは1.62V
LIS2MDL
- I²C/SPIインターフェースを備えた超低消費電力、高性能3軸デジタル磁力センサ
- 磁場範囲： ±50ガウス
- 分解能： 16ビットデータ出力
- 電圧： 1.71V～3.6V
LIS2DUXS12
- 超低消費電流用に設計されたMEMSとASICを搭載したデジタルスマート3軸リニア加速度センサ
- 特長： 内蔵温度センサ、FIFO（高分解能で最大512サンプル）、高速I²C/SPI/MIPI I3C®インターフェース
- フルスケール： ±2/±4/±8/±16G（設定可能）
- 出力データレート： 1.6Hz～800Hz
LPS22DF
- 超小型ピエゾ抵抗式絶対圧力センサ（デジタル気圧計）
- 圧力範囲： 260～1260hPa
- 消費電流： わずか1.7µA
- インターフェース： SPI/I²C/MIPI I3CSM
SHT40AD1B
- デジタル湿度/温度センサ
- 精度： ±1.8%RH（湿度）、±0.2℃（温度）
- 電圧： 1.08V～3.6V
- インターフェース： I²C
LSM6DSV16X
-
3次元加速度センサとジャイロセンサを搭載したSiP（加速度/角速度のデータを独立処理する3コアのアーキテクチャ）
-
特長： 組み込み機械学習コア、Qvar静電センサ、Android対応
-
フルスケール： 加速度センサは±2/±4/±8/±16G、ジャイロセンサは±125/±250/±500/±1000/±2000/±4000dps
-
インターフェース： SPI/I²C/MIPI I3C® v1.1、ジャイロセンサ/加速度センサのデータ出力用補助SPI
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