Module isolateur de bus I2C Isolator 3 Click MIKROE-4467 Images
Ce module Click Board intègre un circuit spécialisé de type CPC5902 faisant office d'isolateur optique bidirectionnel pour interface I2C™. Il est tout indiqué pour une utilisation au sein de vos prototypes.
Le module I2C Isolator 3 Click (référence MIKROE-4467) est un Click Board™ de MikroElektronika conçu pour assurer une isolation galvanique complète des lignes I2C dans vos projets embarqués. Fondé sur le circuit intégré CPC5902 d'IXYS/Littelfuse, ce module protège microcontrôleurs et systèmes sensibles contre les surtensions, les courants de fuite et les perturbations électromagnétiques, tout en maintenant une communication I2C fiable jusqu'à 400 kbps. Pour les applications industrielles, médicales ou éducatives, ce module ajoute une couche de protection sur le bus I2C sans modifier le code applicatif.
Schéma des composants clés de l'I2C Isolator 3 Click MIKROE-4467 : IC CPC5902, connecteur mikroBUS™, bornier I2C isolé et isolation optique 3750 Vrms
(Infographie réalisée par IA)
Dans de nombreux systèmes électroniques, les microcontrôleurs communiquent avec des capteurs, des actionneurs ou des contrôleurs de puissance via le bus I2C. Ce protocole, bien que simple et efficace, n'offre aucune protection native contre les différences de potentiel entre les masses, les surtensions transitoires ou les interférences électromagnétiques. Dans les environnements industriels, médicaux ou dans les systèmes alimentés en Power-over-Ethernet (PoE), cette absence d'isolation peut endommager irrémédiablement les composants sensibles.
L'I2C Isolator 3 Click interpose une barrière galvanique de 3750 Vrms entre le côté hôte (microcontrôleur) et le côté isolé (périphériques I2C). Grâce au CPC5902, un répéteur de bus logique bidirectionnel à isolation optique, les signaux SDA et SCL traversent la barrière dans les deux sens de manière transparente — ni reprogrammation du microcontrôleur ni modification du protocole I2C.
Ce module fonctionne aussi comme translateur de niveaux logiques. En appliquant des tensions différentes de chaque côté (entre 2,7 V et 5,5 V), il relie des systèmes en 3,3 V et en 5 V sans composants supplémentaires. Il prend en charge le clock stretching I2C, mécanisme utilisé par certains périphériques lents pour retarder la lecture des données, ce qui garantit la compatibilité avec de nombreux capteurs du marché. Son format Click Board™ standardisé et son interface mikroBUS™ facilitent l'intégration dans tout écosystème MikroElektronika, y compris via un shield d'adaptation pour d'autres plateformes.
Le module MIKROE-4467 repose sur le circuit intégré CPC5902 d'IXYS Integrated Circuits Division (désormais Littelfuse), un répéteur de bus logique à double canal à isolation optique. Ce composant assure la transmission bidirectionnelle des signaux SDA (données) et SCL (horloge) du bus I2C avec une isolation galvanique de l'ordre de 3750 Vrms.
Le module prend en charge les deux modes standard du protocole I2C : le mode Standard à 100 kbps et le mode Fast à 400 kbps. Il est compatible avec toute fréquence comprise entre 0 Hz et 500 kHz, ce qui offre une large flexibilité selon les besoins de l'application. La prise en charge du clock stretching garantit la compatibilité avec les périphériques I2C les plus exigeants.
Côté alimentation, l'I2C Isolator 3 Click accepte des tensions comprises entre 2,7 V et 5,5 V de chaque côté de l'isolateur. Un jumper VCC SEL permet de sélectionner entre 3,3 V et 5 V pour le côté hôte, sans modification matérielle. Cette flexibilité en fait un module polyvalent pour les systèmes mixtes.
L'interface hôte utilise les broches SDA et SCL du connecteur mikroBUS™, rendant le module directement enfichable sur tout socket mikroBUS compatible. Le côté isolé expose ses connexions via un bornier à vis, facilitant le câblage vers les périphériques externes sans soudure. Les dimensions du module sont de 57,15 × 25,4 mm. Le module ne nécessite pas de signal d'horloge externe pour maintenir ses états logiques : il transmet le courant continu (DC) sans interruption.
Le module s'insère directement dans un socket mikroBUS™ compatible. Du côté hôte, les broches SDA et SCL du microcontrôleur se connectent automatiquement via le connecteur mikroBUS. Du côté isolé, les lignes I2C vers les périphériques (capteurs, CAN, mémoires EEPROM, etc.) se branchent sur le bornier à vis.
Avant la mise sous tension, réglez le jumper VCC SEL pour sélectionner la tension d'alimentation côté hôte (3,3 V ou 5 V). La tension côté isolé peut être différente, ce qui permet au module de jouer le rôle de translateur de niveaux logiques. Aucune configuration logicielle n'est requise : du point de vue du microcontrôleur, le bus I2C fonctionne exactement comme si les périphériques étaient directement connectés.
MikroElektronika met à disposition une bibliothèque logicielle dédiée pour ce module, téléchargeable depuis le gestionnaire de paquets de NECTO Studio ou depuis le dépôt GitHub officiel de MikroElektronika. Cette bibliothèque encapsule les fonctions de communication I2C et fonctionne avec les compilateurs MikroElektronika (mikroC, mikroBasic, mikroPascal) ainsi qu'avec le SDK mikroSDK. Des exemples de démonstration sont disponibles pour accélérer le développement, testant notamment la lecture de données depuis un capteur de température via le bus I2C isolé.
Pour les plateformes non mikroBUS, un shield d'adaptation suffit. La bibliothèque est aussi portée pour Arduino, ce qui facilite la prise en main pour les débutants comme pour les développeurs expérimentés.
L'I2C Isolator 3 Click couvre un large spectre d'applications où la protection galvanique du bus I2C est nécessaire ou souhaitable.
Dans les environnements industriels, les microcontrôleurs coexistent avec des moteurs, des variateurs de fréquence, des relais et d'autres sources de perturbations. L'isolation galvanique de 3750 Vrms du MIKROE-4467 protège les microcontrôleurs et les cartes de traitement contre ces agressions, prolongeant la durée de vie des systèmes et limitant les risques de pannes coûteuses.
Ce module convient aux applications PoE, où le bus I2C communique avec un contrôleur PSE (Power Supply Equipment). L'isolation galvanique empêche les courants de fuite liés à l'alimentation réseau de remonter vers le microcontrôleur hôte — une exigence de sécurité dans ce type d'application.
Les appareils médicaux et les instruments de mesure de précision nécessitent souvent une isolation galvanique stricte entre les circuits de mesure et les circuits de traitement. L'I2C Isolator 3 Click isole les capteurs en contact avec des patients ou des signaux sensibles, tout en maintenant une communication fiable avec le microcontrôleur de traitement.
Le bus I2C standard est limité à quelques dizaines de centimètres en raison de la capacité parasite des câbles. Le CPC5902 régénère les signaux I2C, permettant d'étendre le bus sur des distances plus importantes sans dégradation du signal, tout en isolant les masses des deux extrémités du câble.
Dans les systèmes mixtes associant des microcontrôleurs modernes en 3,3 V avec des périphériques hérités en 5 V, l'I2C Isolator 3 Click joue le rôle de translateur de niveaux logiques bidirectionnel pour le bus I2C, sans circuit dédié supplémentaire. Chaque côté du CPC5902 s'alimente indépendamment entre 2,7 V et 5,5 V.
Pour les développeurs qui testent des périphériques inconnus ou potentiellement défectueux, ce module protège la carte de développement. Il isole l'investissement matériel et permet de tester des capteurs tiers en toute sécurité, même dans des environnements électriquement bruités.
L'I2C Isolator 3 Click adopte le format Click Board™ standardisé avec connecteur mikroBUS™ de l'écosystème MikroElektronika. Ce format garantit une compatibilité avec plus de 500 cartes de développement équipées d'un ou plusieurs sockets mikroBUS, qu'il s'agisse de cartes MikroElektronika (Clicker, EasyPIC, Fusion, PIC32MZ EC Starter Kit, etc.) ou de cartes tierces intégrant ce connecteur.
Le module est entièrement compatible avec le SDK mikroSDK de MikroElektronika, permettant un développement multiplateforme. La bibliothèque Click abstrait complètement la couche matérielle : le même code source se compile pour des microcontrôleurs PIC, dsPIC, AVR, ARM Cortex-M et d'autres architectures prises en charge par NECTO Studio.
Du côté des périphériques isolés, le bornier à vis accepte n'importe quel composant ou module I2C standard : capteurs de température, de pression, d'humidité, mémoires EEPROM, convertisseurs ADC/DAC, afficheurs OLED, horloges temps réel (RTC), contrôleurs de puissance. La compatibilité avec le clock stretching assure le bon fonctionnement avec les périphériques les plus lents.
L'I2C Isolator 3 Click n'est pas réservé aux seules cartes équipées d'un socket mikroBUS™ natif. Grâce à un shield d'adaptation dédié, ce module Click Board™ devient compatible avec les plateformes les plus répandues dans le monde maker et éducatif.
Les cartes Arduino UNO et Arduino Mega 2560, le Teensy et le Raspberry Pi peuvent ainsi piloter ce module en quelques lignes de code. La carte micro:bit, qui fonctionne en logique 3,3V, est également compatible avec ce module. Le shield d'adaptation s'intercale entre la carte hôte et le Click Board™, assurant la correspondance des broches et des niveaux logiques.
I2C Isolator 3 Click utilisable avec Arduino, Raspberry Pi et Teensy via un shield d'adaptation mikroBUS™
(Infographie réalisée par IA)
MikroElektronika propose un ensemble complet de ressources pour prendre en main l'I2C Isolator 3 Click. La bibliothèque officielle est disponible directement depuis le gestionnaire de paquets intégré à NECTO Studio, l'environnement de développement intégré de MikroElektronika. L'installation se fait en quelques clics, et un exemple de démonstration complet est inclus.
Pour les utilisateurs GitHub, le code source de la bibliothèque et des exemples est accessible sur le dépôt officiel MikroElektronika. Le projet de démonstration illustre la lecture de données depuis un capteur I2C connecté côté isolé, tandis que le microcontrôleur côté hôte récupère les mesures via le bus I2C isolé de manière totalement transparente.
La plateforme EmbeddedWiki propose des guides d'utilisation de ce module avec différents microcontrôleurs, notamment ATmega1280 et STM32F415ZG, avec des exemples de code commentés étape par étape. Ces ressources permettent aux développeurs de tout niveau de comprendre comment intégrer l'I2C Isolator 3 Click dans leurs projets.
Lextronic met à disposition des notes d'application spécifiques aux Click Boards™ (voir section ci-dessous), incluant des schémas, des programmes Arduino et des corrigés de travaux pratiques pour les enseignants et les établissements scolaires.
L'isolation galvanique sépare électriquement deux parties d'un circuit tout en permettant le transfert d'énergie ou d'informations entre elles. Pour le bus I2C, cette isolation est nécessaire dans les environnements où des différences de potentiel entre les masses (ground loops) existent, où des surtensions peuvent survenir, ou où des normes de sécurité imposent une barrière électrique. Sans isolation, un simple défaut d'isolement côté périphérique peut détruire le microcontrôleur hôte. L'I2C Isolator 3 Click offre une isolation de 3750 Vrms, largement suffisante pour la grande majorité des applications industrielles et médicales.
Oui. Le module I2C Isolator 3 Click fonctionne avec des tensions comprises entre 2,7 V et 5,5 V de chaque côté de l'isolateur. Un jumper VCC SEL permet de sélectionner 3,3 V ou 5 V pour le côté hôte. Les deux côtés peuvent fonctionner à des tensions différentes, ce qui permet aussi au module de servir de translateur de niveaux logiques bidirectionnel entre un système 3,3 V et un système 5 V.
Oui, sous réserve d'utiliser un shield d'adaptation mikroBUS™. La carte micro:bit fonctionne en logique 3,3 V, tension parfaitement compatible avec l'I2C Isolator 3 Click. Le shield d'adaptation assure la correspondance des broches entre le connecteur de la micro:bit et le socket mikroBUS du Click Board™. Aucune modification matérielle supplémentaire n'est nécessaire.
Non. Du point de vue du microcontrôleur, le module est totalement transparent : les signaux SDA et SCL sont répétés bidirectionnellement sans latence perceptible et sans modification du protocole I2C. Le code existant qui pilote des périphériques I2C fonctionne sans modification. La bibliothèque MikroElektronika simplifie encore l'intégration en fournissant des fonctions prêtes à l'emploi.
Le CPC5902 régénère les signaux I2C, réduisant l'impact de la capacité parasite des câbles. La distance maximale dépend de nombreux facteurs (qualité du câble, résistances de pull-up, fréquence utilisée), mais l'utilisation de ce répéteur permet d'étendre la portée du bus I2C bien au-delà d'une connexion directe, rendant possibles des distances de plusieurs mètres dans des conditions favorables.
Oui. Du côté isolé, le bus I2C exposé via le bornier à vis peut être partagé entre plusieurs périphériques esclaves I2C (capteurs, mémoires, afficheurs, etc.), dans la limite des contraintes habituelles du protocole I2C (adresses uniques, capacité du bus). L'isolateur CPC5902 traite toutes ces communications de manière transparente.
La bibliothèque officielle est disponible via le gestionnaire de paquets de NECTO Studio (rechercher « I2C Isolator 3 Click »), sur GitHub dans le dépôt officiel MikroElektronika, et sur la plateforme EmbeddedWiki pour des exemples avec différents microcontrôleurs. Pour les utilisateurs Arduino, des ressources sont disponibles dans les notes d'application Lextronic (voir section ci-dessous).
Non, ce module est conçu pour le protocole I2C (2 fils : SDA et SCL). Le CPC5902 intègre deux canaux d'isolation optique bidirectionnelle, dimensionnés pour les caractéristiques électriques du bus I2C (open-drain, pull-up, clock stretching). Pour isoler d'autres protocoles (SPI, UART, etc.), utilisez des modules d'isolation dédiés.
Note d'application Click Board™ et Arduino™ (TOME 1)
Note d'application Click Board™ et Arduino™ (TOME 2)
Téléchargez également les fichiers sources de ces notes d'applications
Les modules Click™ Board sont utilisés dans les établissements scolaires !
Lextronic propose également désormais aux professeurs de recevoir (par email) et sur simple demande différents TP leur permettant de mettre en oeuvre divers modules Click Board avec une platine arduino UNO.
En tant que professeur, il vous suffit de nous adresser votre demande via notre adresse email lextronic@lextronic.fr (en précisant le nom et l'adresse de votre établissement) - Seules les demandes en provenance d'une adresse email académique seront traitées (les demandes via des comptes free, gmail, hotmail, etc... ne pourront pas être traitées - Merci de votre compréhension).
Ces différents TP sont composés: d'une documentation technique, des programmes Arduino™, des schémas (sous Proteus) et des corrigés
Idéalement conçue pour le prototypage rapide, l'apprentissage et l'évaluation, cette platine Shield est destinée à venir s'enficher sur une carte Arduino® Mega2560 afin que vous puissiez y insérer jusqu'à 3 modules Click Board.
Idéalement conçue pour le prototypage rapide, l'apprentissage et l'évaluation, cette platine Shield est destinée à venir s'enficher sur une platine Raspberry (B+/2/3/+B+/4) afin que vous puissiez y insérer jusqu'à 2 modules Click Board.
La platine Flip & click partage beaucoup de l'ADN d'un Arduino®. En premier lieu de part son microcontrôleur Atmel™ 32-bit MCU AT91SAM3X8E (comme sur l'Arduino® DUE™) et de part son brochage identique à celui d'un Arduino® Uno 328.
Idéalement conçue pour le prototypage rapide, l'apprentissage et l'évaluation, cette platine Shield est destinée à venir s'enficher sur une carte Arduino ® uno, R4, Minima ou Leonardo ou CB210 afin que vous puissiez y insérer jusqu'à 2 modules Click Board.
Le starter-kit "EasyMx PRO v7" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs STM32® ARM® Cortex™-M3 et Cortex-M4 doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
Ce starter-kit professionnel est spécialement conçu pour pouvoir développer sur les microcontrôleurs Atmel™ 8, 14, 20, 28 et 40 broches de la famille AVR™.
Bénéficiant d'une documentation complète et détaillée, le starter-kit "EasyPIC for dsPIC30" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs dsPIC30 doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
Bénéficiant d'une documentation très complète, le starter-kit "EasyPIC7" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs PIC® 8 à 40 broches doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
Le starter-kit "EasyPIC Fusion™ v7" est probablement l'outil de développement pour microcontrôleurs dsPIC®, PIC24 et PIC32 doté du meilleur rapport qualité / prix du marché.
