I2C信号と長距離（10mケーブル）での電力

いくつかの読み取り/テストの後、FTP CAT5銅ツイストペアケーブルでI2Cを使用して2つのデバイス間で安定した通信を行うことができました。

• 緑線-SCL
• 白/緑ワイヤー-GND
• ブルーワイヤー-SDA
• 白/青線-GND

GNDはケーブルの一方の端でのみ接続され、I2Cバスクロックは10Khzで、VCCに10Komプルアップ抵抗を使用しました

それはうまく機能し、安定しています。他の2ペアのケーブルを電源（+ 12V）に使用することを決定したとき、それは機能しなくなりました。一方のペアの+ 12Vをもう一方のペアのGNDでテストしました。同じペアで+ 12V / GNDもテストしました。同じ結果、動作しなくなりました。I2Cバス全体が機能しなくなり、他のデバイスも接続されました。

同じケーブルを使用できるのか、それとも最も安全な選択肢-電源用の別のケーブルを使用できるのか。

以前は機能していたかもしれませんが、やり過ぎかもしれませんが、オプションはPCA9615やLTC4331などのI2Cから差動コンバーターを使用することです。抵抗を小さくしても機能しない場合やケーブルを延長する必要がある場合は、I2Cを直接使用しないことを検討してください。

範囲が拡大されるだけでなく、ノイズ耐性も向上します。

コメントで述べたように、オシロスコープのトレースなしでデバッグするのは難しいですが、質問から最初に目立つのは10 kOhmのプルアップ抵抗です。I2Cの場合、これは異常に高いですが、多くの場合簡単に機能します。

最初に1 kOhmに下げて、影響があるかどうかを確認します。効果がある場合は、徐々に高くすることができますが、そうすると立ち上がり時間に影響します。

プルアップ抵抗は遠距離で絶対に落とす必要があり、10mは長い道のりであり、10kオームは非常に高いです。

プルアップ抵抗の値は、次の3つに関連しています。

1. ケーブル容量
2. 照準電圧とRxレベルセンス。
3. 速度

利用可能な計算機のいずれかを使用してみて、プルアップ値に関するTIのアプリケーションノートをここから、またはNXP I2C標準（7.1）をここから読んでください。

発生している問題に関しては、ケーブル内の追加のペア（12V、Gnd）を接地すると、I2C信号線の静電容量が変化することは明らかです。

いくつかのメモ：

特にSDAの場合、正しいプルアップ値を取得することが重要です。デバイスによって、シンクする電流の量が異なります。小さいセンサーチップに切り替えた後、プルアップ抵抗が小さすぎるためにデータに余分な1を生成する設定を見ました。ジオメトリが小さいため、バスを完全にゼロにすることができませんでした。

スピードキル。長いケーブルは実質的にローパスLRCフィルターです。多くのI2Cアプリケーションでは、何も失うことなくクロックを遅くすることができます。遅いクロックは、弱いプルアップと大きな容量を補償できます（強すぎるプルアップは補償できません）。

長いケーブルはEMIへの誘いです。イミュニティテストに合格するためにフェライトクランプが必要なI2C実装を確認しました。終端処理、シールドケーブル、またはフィルターが役立ちます。

並列抵抗に注意してください。マスターに1kのプルアップがあり、バス上の4つのクライアントデバイスのそれぞれに1kのプルがある場合、正味の200オームのプルアップがあります。仕事に行きません。

Sparkfun I2Cブレークアウトボードが特徴の素敵なソリューションです。

PCA9615 buffer
I2C Supply voltage range 2.3-5.5V
Differential Supply voltage range 3-5.5V
draws 16µA of current
Extends I2C bus up to 100 feet
Data rate up to 400kHz
2x Qwiic Connectors

まず、回答を投稿してくれたコミュニティに感謝します。
第二：私はそれらの答えに基づいた解決策を見つけました、これが私がしたことです：

プルアップ抵抗を4.7Kおよび2Kに下げることをテスト。2Kで私は時々応答を受け取り始めるので、1Kに下げてから応答を受け取り始めますが、それらのすべてからデータの一部が欠落していました。その後、SDAピンのプルアップ抵抗が10Kに切り替わり、すべてが安定して動作し始めます。
したがって、私の場合の解決策は、SCLで1Kプルアップ、SDAで10Kプルアップです。

お時間をいただきありがとうございます。