Модуль I2C розширення портів на MCP23017

Модуль I2C розширення портів на MCP23017

   Модуль I2C розширення портів на MCP23017 — це компактний модуль розширення цифрових входів/виходів, побудований на базі мікросхеми Microchip MCP23017. Він дозволяє додати до мікроконтролера або одноплатного комп'ютера 16 двонаправлених GPIO-портів, використовуючи лише інтерфейс I2C. Завдяки широкому діапазону робочої напруги, низькому енергоспоживанню та підтримці каскадування до восьми модулів він стане чудовим рішенням для Arduino, Raspberry Pi, ESP32, STM32 та інших платформ.

Особливості

🔹 Розширення на 16 цифрових входів/виходів через I2C
Модуль забезпечує 16 незалежних двонаправлених GPIO, розділених на два 8-бітні порти (GPIOA та GPIOB). Це дозволяє значно збільшити кількість доступних цифрових входів і виходів без використання додаткових контактів мікроконтролера.
🔹 Швидкий та економічний інтерфейс I2C
Передача даних здійснюється через двопровідний інтерфейс I2C зі швидкістю до 1.7 МГц, що забезпечує швидкий обмін інформацією та мінімальне навантаження на мікроконтролер. Для роботи необхідно лише два сигнальні контакти — SDA та SCL.
🔹 Гнучка конфігурація та підтримка переривань
Мікросхема оснащена двома незалежними виходами переривань INTA та INTB, підтримує інверсію логічного рівня, програмне налаштування кожного GPIO та вбудований Power-On Reset для автоматичної ініціалізації після подачі живлення. Це дозволяє реалізовувати складні алгоритми керування без зайвого навантаження на процесор.
🔹 Можливість підключення до восьми модулів на одній шині
За допомогою контактів A0, A1 та A2 можна змінювати I2C-адресу модуля. На одній шині одночасно можуть працювати до 8 модулів MCP23017, що дозволяє отримати до 128 додаткових цифрових входів/виходів.
🔹 Компактність, низьке споживання та універсальна сумісність
Модуль має розміри всього 26×21×4 мм, працює при напрузі 1.8–5.5V та споживає приблизно 1 мкА у режимі очікування. Він повністю сумісний із платформами Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, ESP32, STM32, AVR та іншими мікроконтролерами.

Переваги

✔ Додає 16 цифрових GPIO через інтерфейс I2C
✔ Підтримує до 8 модулів на одній шині (до 128 GPIO)
✔ Працює з логічними рівнями від 1.8V до 5.5V
✔ Вбудовані виходи переривань INTA та INTB
✔ Низьке енергоспоживання
✔ Просте підключення лише по двох сигнальних лініях
✔ Висока сумісність із популярними платформами
✔ Компактні розміри та легка інтеграція у проєкти

Застосування

✅ Розширення кількості GPIO для Arduino та ESP32
✅ Проєкти на Raspberry Pi
✅ Системи автоматизації та "розумного дому"
✅ Робототехніка
✅ Промислова автоматика
✅ IoT-пристрої
✅ Керування світлодіодами, реле та кнопками
✅ Навчальні та DIY-проєкти

Опис інтерфейсів

🔸 VCC — живлення модуля (1.8–5.5V)
🔸 GND — загальний провід (земля)
🔸 SDA — лінія передачі даних I2C
🔸 SCL — лінія тактового сигналу I2C
🔸 RESET — скидання мікросхеми до початкового стану
🔸 INTA — вихід переривання для порту A
🔸 INTB — вихід переривання для порту B
🔸 A0, A1, A2 — налаштування I2C-адреси модуля
🔸 GPA0–GPA7 — GPIO порту A (8 цифрових входів/виходів)
🔸 GPB0–GPB7 — GPIO порту B (8 цифрових входів/виходів)

Інструкція до використання

1️⃣ Подайте живлення 1.8–5.5V на контакти VCC та GND модуля відповідно до параметрів вашого контролера.
2️⃣ З'єднайте контакти SDA та SCL модуля з однойменними лініями I2C мікроконтролера або одноплатного комп'ютера. За необхідності використовуйте підтягувальні резистори, якщо вони відсутні на шині.
3️⃣ За допомогою контактів A0, A1 та A2 встановіть необхідну I2C-адресу. Це дозволяє одночасно використовувати до восьми однакових модулів на одній шині.
4️⃣ Підключіть необхідні зовнішні пристрої до контактів GPA0–GPA7 або GPB0–GPB7, після чого налаштуйте напрямок роботи кожного контакту програмно як вхід або вихід.
5️⃣ За потреби використовуйте виходи INTA та INTB для обробки подій без постійного опитування стану входів, що дозволяє значно знизити навантаження на мікроконтролер.
6️⃣ Використовуйте бібліотеку MCP23017 для Arduino, Raspberry Pi або іншої платформи, після чого керуйте всіма 16 GPIO через стандартні функції роботи з цифровими входами та виходами.

Заходи безпеки

⚠️ Не перевищуйте допустиму напругу живлення 5.5V.
⚠️ Дотримуйтесь правильної полярності під час підключення живлення.
⚠️ Не допускайте короткого замикання між контактами GPIO.
⚠️ При підключенні декількох модулів використовуйте різні I2C-адреси.
⚠️ Не підключайте сигнали з рівнем напруги, що перевищує напругу живлення модуля.

Технічні характеристики

⚙️ Мікросхема: Microchip MCP23017
⚙️ Тип: 16-бітний I2C GPIO Expander
⚙️ Кількість GPIO: 16 (двонаправлені)
⚙️ Інтерфейс: I2C
⚙️ Максимальна швидкість I2C: до 1.7 МГц
⚙️ Робоча напруга: 1.8–5.5V
⚙️ Струм споживання: близько 1 мкА (режим очікування)
⚙️ Виходи переривань: INTA, INTB
⚙️ Налаштування адреси: A0, A1, A2
⚙️ Максимальна кількість модулів на шині: 8
⚙️ Максимальна кількість GPIO при каскадуванні: 128
⚙️ Робоча температура: -40...+85°C
⚙️ Розміри: 26×21×4 мм

Комплектація

📦 1 × Модуль розширення портів MCP23017 I2C GPIO Expander
📦 1 (3) × Однорядна штирьова гребінка 10 pin
📦 1 (0) × Дворядна штирьова гребінка 20 pin

   Модуль MCP23017 I2C GPIO Expander є простим та ефективним способом значно збільшити кількість цифрових входів і виходів практично будь-якого мікроконтролера. Завдяки підтримці інтерфейсу I2C, широкому діапазону живлення, апаратним перериванням та можливості каскадування він чудово підходить для складних систем автоматизації, робототехніки та IoT-проєктів.