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ここでは「Arduino UNO」のAD入力ソケット(6PIN)と
「Grove」コネクタ(3個)の間を配線する事例で
解説します。
①「Arduino UNO」のAD入力ソケット(6PIN)と
「Grove」ソケットを1個配置します。
各ライブラリは事前に準備しています。
②「Grove」ソケットに電源とGNDを接続し、
「Grove」ソケットとCN2の間のI2Cの配線を行います。
「Grove」用ソケットの1ピンの定義情報が
データシートに見つからなかったのですが
販売されている「Grove」シールドの
パッド形状から判断して
(□のパッドが1ピンと判断)
「SCL」側を1ピン、「GND」を4ピンと
判断しました。
配線した後「SCL」と「SDA」(I2Cの信号線)の
「Net Name」(信号名)を設定します。
まず「SCL」設定します。
「SCL」の配線を右クリックして「Change Net」
(「Shift＋N」でもOK)
「Net Name」(ここではSCL)を記入して
「Net Class」には「Signal」を選択します。
配線を右クリックして「Display Net Name」をクリックすると
配線の上に「Net Name」が表示されます。
同様にSDAも設定します。
電源は基本的に「Net Name」が設定されています。
「+5V」「GND」となっているか
念のため確認しておいて下さい。
「Grove」ソケットを複数個並列に接続したい場合
ソケットを複数個配置して配線すると結構面倒です。
「Grove」ソケット周辺(電源、GNDを含む)を選択して
「Ctrl+C」「Ctrl+V」
コピーした配線に対して
すでに存在する配線と同じとするか新しい別名のNetとするか
確認してきますので、左端の「Yes」を選択します。
（5V、GND、SCL、SDAそれぞれでYesを選択します。）
2つ目の「Grove」ソケットが
並列に配置されます。
配線の体裁を整えて
「Display Net Name」でNetを表示します。
回路図上は切断されているように見えますが
同じNet名となっていますので
電気的に接続されています。
このまま基板図へ変換すれば
パターン(銅箔)は接続されます。
「Shif」＋ダブルクリックでも確認して見てください。
任意の配線選択後
「Shif」＋ダブルクリックで
同電位の配線が赤くハイライトされます。
回路図の中に矢印で接続されていることを表示させたい場合は
「schema」の「TO」を使用します。
「TO」を使用した例。
「Shif」＋ダブルクリックで同電位であることを確認して下さい
再度コピーして3つ目の「Grove」ソケットを配置、配線
I2Cにはプルアップ抵抗が必要です
プルアップ抵抗を追加します。
R9、R10は挿入部品(LEDと直列に接続したものと同じ)
「CR20-103FV」(チップのプルアップ抵抗)も追加
「hok2018」に保存されています。
プルアップ抵抗をすべて
Vccと接続します。
これで回路図は完成です。
必要な箇所に「Net Name」を設定して下さい。
※抵抗値の変更などは今回は不要でしたが
必要な場合は以下を参考にして下さい。
※補足
I2C(SCL、SDA)のプルアップ抵抗に関して
CAD練習用としてリード抵抗と
チップ抵抗を並列に挿入しました。
しかし実際に使用する場合は
抵抗値の設定には十分配慮して下さい。
接続するセンサー等のモジュールにも
プルアップ抵抗が接続されている可能性があります。
これらすべてのプルアップ抵抗の合成抵抗値で
ONの間の電流値が決まります。
この電流値がAruduino側とセンサ側、それぞれの
絶対最大定格を越えないように設定する必要があります。
一方で抵抗値の値が高く設定すると（例えば10k）
電流の最大定格の心配は低くなりますが
ONからOFFの時間が長くなり
高速の通信が通らなくなる可能性があります。
I2Cのプルアップ抵抗値の設定は設計の肝になります。
例えばチップ10kをデフォルト固定値とし
リード抵抗の部位を抵抗のリードが挿入できる
ソケットを実装しておき
通信速度が要求される場合には
必要に応じて1k程度のものを挿入する
というのも一案です。
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