Arduino PCF8575TS

Отличный выбор! PCF8575TS — это популярный и надежный расширитель ввода/вывода (GPIO) от NXP Semiconductors, идеально подходящий для проектов на Arduino, когда не хватает цифровых пинов.

Описание микросхемы PCF8575TS

PCF8575TS — это 16-разрядный удаленный ввод/вывод (I/O) с последовательной шиной I²C. Его основная задача — добавлять 16 дополнительных цифровых портов к микроконтроллеру (например, в Arduino), используя всего два сигнальных провода (SDA и SCL) шины I²C.

Ключевая идея: Вы "общаетесь" с этой микросхемой по I²C, отправляя и получая данные, а она, в свою очередь, устанавливает высокий или низкий логический уровень на своих 16 выводах или считывает состояние подключенных к ним внешних устройств.

Основные применения в Arduino-проектах:

• Управление множеством светодиодов, реле, сервомоторов.
• Считывание состояния кнопок, переключателей, цифровых датчиков.
• Создание больших цифровых дисплеев или LED-матриц.
• Разделение подсистем, когда разные группы устройств нужно размещать на разных платах.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Тип микросхемы | 16-битный удаленный I/O расширитель с интерфейсом I²C. | | Напряжение питания (Vdd) | 2.5 В — 5.5 В. Полностью совместим с 3.3В и 5В логикой Arduino. | | Количество портов ввода/вывода | 16 (P0-P7 и P10-P17). Каждый порт можно независимо настроить как вход или выход. | | Интерфейс связи | I²C-bus (Two-wire Serial Interface). Скорость до 400 кГц (fast mode). | | Ток потребления | Низкий, типично ~2.5 мкА в режиме ожидания. | | Выходной ток на порт | До 25 мА (максимальный сток/источник на вывод). Позволяет напрямую подключать светодиоды. | | Общий предельный ток | Не более 200 мА для всей микросхемы (сумма по всем выводам). | | Адрес на шине I²C | Фиксированная часть: 0x20. Полный 7-битный адрес формируется как 0x20 + A2 A1 A0, где A0, A1, A2 — уровни на соответствующих выводах микросхемы (0 или 1). Это позволяет подключить до 8 таких микросхем на одну шину I²C (всего 8 * 16 = 128 дополнительных пинов). | | Прерывание (INT) | Вывод /INT (активный низкий уровень). Генерирует сигнал прерывания для MCU при изменении состояния на любом из входных пинов (если они настроены как входы). Экономит ресурсы, избавляя от постоянного опроса. | | Корпус | TS в названии обычно означает SSOP-24 (тонкий корпус). Также существует в корпусах DIP-24 (для макетных плат) и SO-24. |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Прямые аналоги и варианты корпусов от NXP:

• PCF8575TS/1,118 — корпус SSOP-24 (наиболее распространенный для поверхностного монтажа).
• PCF8575T/3,518 — корпус SO-24.
• PCF8575N — более старое обозначение для корпуса DIP-24 (сквозной монтаж, удобен для breadboard).
• PCF8575P — также DIP-24 корпус.

Важно: Буквы в конце (TS, T, N, P) указывают на тип корпуса, а функционально микросхемы идентичны.

2. Прямые функциональные аналоги от других производителей:

Эти микросхемы имеют полную регистровую и адресную совместимость, их можно использовать с теми же библиотеками.

• Texas Instruments (TI): TCA6416A, TCA9535 — более современные аналоги с улучшенными характеристиками (более широкий диапазон напряжения, более мощные выходы). Часто являются предпочтительной заменой для новых проектов.
• ON Semiconductor: PCA9535 — полный аналог.
• NXP: PCA9535 — очень похожий аналог от того же производителя.

3. Популярные модули и платы расширения для Arduino:

Чаще всего PCF8575 продается в виде готовых отладочных модулей, которые включают саму микросхему, стабилизатор, разъемы и подтягивающие резисторы.

• Модули с маркировкой "PCF8575 I/O Expansion Module" или "PCF8575 I2C 16-port GPIO".
• Модули часто имеют адресные перемычки для настройки пинов A0, A1, A2.
• Совместимые модули на базе аналогов: Модули на TCA9535 или PCA9535 работают абсолютно так же с библиотеками для PCF8575.

Ключевые особенности для работы с Arduino

1. Простота управления: Для работы не требуется сложных процедур настройки. Чтобы установить выводы как выходы, достаточно просто записать в них нужное значение.
2. Квази-двунаправленные порты: При подаче питания все порты по умолчанию сконфигурированы как входы (высокий импеданс). При записи логической "1" порт переводится в режим входа с подтяжкой к Vdd, при записи "0" — становится выходом с низким уровнем.
3. Библиотеки: Существует множество библиотек. Одна из самых популярных — "PCF8574.h" от xreef, которая часто поддерживает и PCF8575, так как они очень похожи. Также можно использовать стандартные библиотеки Wire.h для прямого управления по I²C.
4. Подтягивающие резисторы: Не забывайте устанавливать внешние подтягивающие резисторы (обычно 4.7 кОм — 10 кОм) на линии SDA и SCL шины I²C, если они отсутствуют на самом модуле.

Итог: PCF8575TS — это проверенное, простое в использовании и недорогое решение для расширения GPIO в проектах Arduino. При выборе между PCF8575 и его более современными аналогами (TCA9535) стоит обратить внимание на последние, так как они часто имеют лучшие параметры при сопоставимой цене и полной совместимости на уровне кода.