Модуль I2C расширение портов на MCP23017

Модуль I2C расширение портов на MCP23017

   Модуль расширения портов I2C на MCP23017 — это компактный модуль расширения цифровых входов/выходов, построенный на базе микросхемы Microchip MCP23017. Он позволяет добавить к микроконтроллеру или одноплатному компьютеру 16 двунаправленных GPIO-портов, используя только интерфейс I2C. Благодаря широкому диапазону рабочего напряжения, низкому энергопотреблению и поддержке каскадного подключения до восьми модулей он станет отличным решением для Arduino, Raspberry Pi, ESP32, STM32 и других платформ.

Особенности

🔹 Расширение на 16 цифровых входов/выходов через I2C
Модуль предоставляет 16 независимых двунаправленных GPIO, разделённых на два 8-битных порта (GPIOA и GPIOB). Это позволяет значительно увеличить количество доступных цифровых входов и выходов без использования дополнительных выводов микроконтроллера.
🔹 Быстрый и эффективный интерфейс I2C
Передача данных осуществляется по двухпроводному интерфейсу I2C со скоростью до 1.7 МГц, обеспечивая быстрый обмен информацией и минимальную нагрузку на микроконтроллер. Для работы используются всего две сигнальные линии — SDA и SCL.
🔹 Гибкая настройка и поддержка аппаратных прерываний
Микросхема оснащена двумя независимыми выходами прерываний INTA и INTB, поддерживает инверсию логического уровня, программную настройку каждого GPIO и встроенную схему Power-On Reset для автоматической инициализации после подачи питания. Это позволяет реализовывать сложные алгоритмы управления без лишней нагрузки на процессор.
🔹 Возможность подключения до восьми модулей на одной шине
С помощью контактов A0, A1 и A2 можно изменять I2C-адрес устройства. На одной шине одновременно могут работать до 8 модулей MCP23017, что позволяет получить до 128 дополнительных цифровых входов/выходов.
🔹 Компактность, низкое энергопотребление и универсальная совместимость
Модуль имеет размеры всего 26×21×4 мм, работает при напряжении 1.8–5.5V и потребляет около 1 мкА в режиме ожидания. Он полностью совместим с Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, ESP32, STM32, AVR и большинством других микроконтроллеров.

Преимущества

✔ Добавляет 16 цифровых GPIO через интерфейс I2C
✔ Поддерживает до 8 модулей на одной шине (до 128 GPIO)
✔ Работает с логическими уровнями от 1.8V до 5.5V
✔ Встроенные выходы прерываний INTA и INTB
✔ Низкое энергопотребление
✔ Простое подключение по двум сигнальным линиям
✔ Высокая совместимость с популярными платформами
✔ Компактные размеры и лёгкая интеграция в проекты

Применение

✅ Расширение количества GPIO для Arduino и ESP32
✅ Проекты на Raspberry Pi
✅ Системы автоматизации и «умного дома»
✅ Робототехника
✅ Промышленная автоматика
✅ IoT-устройства
✅ Управление светодиодами, реле и кнопками
✅ Учебные и DIY-проекты

Описание интерфейсов

🔸 VCC — питание модуля (1.8–5.5V)
🔸 GND — общий провод (земля)
🔸 SDA — линия передачи данных I2C
🔸 SCL — линия тактового сигнала I2C
🔸 RESET — сброс микросхемы в исходное состояние
🔸 INTA — выход прерывания порта A
🔸 INTB — выход прерывания порта B
🔸 A0, A1, A2 — настройка I2C-адреса модуля
🔸 GPA0–GPA7 — GPIO порта A (8 цифровых входов/выходов)
🔸 GPB0–GPB7 — GPIO порта B (8 цифровых входов/выходов)

Инструкция по использованию

1️⃣ Подайте питание 1.8–5.5V на контакты VCC и GND согласно требованиям вашего контроллера.
2️⃣ Соедините выводы SDA и SCL модуля с соответствующими линиями I2C микроконтроллера или одноплатного компьютера. При необходимости используйте подтягивающие резисторы, если они отсутствуют на шине.
3️⃣ При помощи контактов A0, A1 и A2 задайте необходимый I2C-адрес устройства. Это позволяет одновременно использовать до восьми одинаковых модулей на одной шине.
4️⃣ Подключите необходимые внешние устройства к выводам GPA0–GPA7 или GPB0–GPB7, после чего программно настройте каждый вывод как вход или выход.
5️⃣ При необходимости используйте выводы INTA и INTB для обработки событий без постоянного опроса входов, что значительно снижает нагрузку на микроконтроллер.
6️⃣ Используйте библиотеку MCP23017 для Arduino, Raspberry Pi или другой платформы, после чего управляйте всеми 16 GPIO через стандартные функции цифрового ввода и вывода.

Меры безопасности

⚠️ Не превышайте максимально допустимое напряжение питания 5.5V.
⚠️ Соблюдайте правильную полярность при подключении питания.
⚠️ Не допускайте короткого замыкания между выводами GPIO.
⚠️ При использовании нескольких модулей назначайте каждому уникальный I2C-адрес.
⚠️ Не подавайте на выводы сигналы с напряжением выше напряжения питания модуля.

Технические характеристики

⚙️ Микросхема: Microchip MCP23017
⚙️ Тип: 16-битный I2C GPIO Expander
⚙️ Количество GPIO: 16 (двунаправленные)
⚙️ Интерфейс: I2C
⚙️ Максимальная скорость I2C: до 1.7 МГц
⚙️ Рабочее напряжение: 1.8–5.5V
⚙️ Потребляемый ток: около 1 мкА (режим ожидания)
⚙️ Выходы прерываний: INTA, INTB
⚙️ Настройка адреса: A0, A1, A2
⚙️ Максимальное количество модулей на одной шине: 8
⚙️ Максимальное количество GPIO при каскадировании: 128
⚙️ Рабочая температура: -40...+85°C
⚙️ Размеры: 26×21×4 мм

Комплектация

📦 1 × Модуль расширения портов MCP23017 I2C GPIO Expander
📦 1 (3) × Однорядная штыревая гребёнка 10 pin
📦 1 (0) × Двухрядная штыревая гребёнка 20 pin

   Модуль MCP23017 I2C GPIO Expander представляет собой простое и эффективное решение для значительного увеличения количества цифровых входов и выходов практически любого микроконтроллера. Благодаря поддержке интерфейса I2C, широкому диапазону питания, аппаратным прерываниям и возможности каскадирования он отлично подходит для сложных систем автоматизации, робототехники и IoT-проектов.