I2C通信¶

I2C とは¶

I2C（Inter-Integrated Circuit）は、マイコンと複数の周辺機器（センサー、メモリ、ディスプレイなど）の間でシンプルに通信する同期通信方式です。

「アイツーシー」または「アイスクエアシー」と読みます。

SPIと同じく同期通信ですが、ケーブルが少なくて済むのが大きな特徴です。

「バス型通信」とは何か¶

I2Cは「バス型通信」です。これは：

複数のスレーブデバイスを1本の通信線に全て接続できる
スレーブのアドレスで区別して通信する
SPIのように複数のCS線が不要
ケーブル本数が少ないため配線がシンプル

通信方式の比較¶

項目	I2C（バス）	SPI（ポイント）	UART（ペア）
ケーブル本数	2本（SCL/SDA）	3本以上	2本（TX/RX）
クロック線	必要	必要	不要
複数スレーブ対応	アドレスで区別	CS線で区別	サポートなし
通信速度	低速（kHz）	高速（MHz）	低速（kHz）
配線の複雑さ	シンプル	複雑	中程度

I2C の仕組み¶

2本の信号線¶

I2Cにはたった2本の信号線があります：

ピン	意味	機能	特徴
SCL	Serial Clock Line	クロック信号	マスターが生成
SDA	Serial Data Line	データ信号	双方向通信

重要： I2Cの両線は「オープンドレイン」で、プルアップ抵抗（通常4.7kΩ）で高レベルに保たれています。

マスター（ESP32）
    ┌─── SCL ────────┐
    │                 │
    │    プルアップ抵抗
    │                 │
    └─── SDA ────────┐
         │            │
    スレーブ1      スレーブ2
   (アドレスA0)   (アドレスA1)

スレーブアドレス¶

I2Cでは各スレーブに7ビット or 10ビットのアドレスを割り当てます。

項目	説明
7ビット	よく使用される標準アドレス（0x00～0x7F）
10ビット	より多くのデバイス接続時に使用

Kurikintons の例：

BME280センサー：0x76（7ビットアドレス）

通信速度¶

I2Cの通信速度は「クロック周波数」で指定します：

モード	周波数	用途
Standard	100kHz	標準的なI2C
Fast	400kHz	より高速な通信
Fast Plus	1MHz	高速通信（対応デバイス少ない）

Kurikintons での使用¶

概要¶

Kurikintons では、I2C通信を使用してBME280 環境センサーから温度・湿度・気圧を読み取ります。

制御対象: BME280 環境センサー
スレーブアドレス: 0x76
通信速度: 100kHz（Standard モード）
実装: src/bme280_sensor.cpp

初期化例¶

// I2C（Wire）の初期化
Wire.begin();  // デフォルト：SDA=GPIO21, SCL=GPIO22

// BME280 の初期化
bme280_init();

// センサー値の読み取り
float temp = bme280_read_temperature();

ピン接続¶

ESP32 のI2C標準ピン：

ピン	I2C信号	用途
GPIO21	SDA	データ線
GPIO22	SCL	クロック線

注意： I2Cはオープンドレイン形式のため、プルアップ抵抗が必須です（通常は基板に内蔵）

通信の流れ¶

マスター（ESP32）がスタート条件を送信
スレーブアドレス + 読み込み/書き込みビットを送信
スレーブが応答（ACK信号）
データの送受信
ストップ条件を送信

トラブルシューティング¶

センサーが認識されない¶

I2Cアドレスを確認
Wire.beginTransmission(0x76) で正しいアドレスか確認
別のスキャンツール（I2C Scanner）で探索
配線を確認
SDA（GPIO21）と SCL（GPIO22）の接続確認
プルアップ抵抗が接続されているか確認（通常は基板内蔵）
複数デバイスの干渉
同じI2Cバスに複数デバイスがある場合、アドレスが重複していないか確認