Escáner I2C para Pico: Encuentra Dispositivos en el Bus

Introducción

I2C (Inter-Integrated Circuit) es un protocolo de comunicación popular que permite a los microcontroladores comunicarse con sensores, pantallas y otros periféricos usando solo dos cables: SDA (datos) y SCL (reloj). Pero cuando estás prototipando, a menudo no conoces la dirección exacta de un nuevo dispositivo I2C. Ahí es donde un escáner I2C resulta útil. Sondea todas las direcciones posibles en el bus e informa cuáles responden.

En este tutorial, construiremos un escáner I2C para la Raspberry Pi Pico usando el simulador en navegador Velxio. Aprenderás a cablear un circuito simple con dos LEDs indicadores, escribir el código de escaneo en Arduino C++ e interpretar los resultados. ¡Sin necesidad de hardware, solo tu navegador!

Explicación del Circuito

Nuestro circuito es mínimo pero instructivo. Usaremos dos LEDs para proporcionar retroalimentación visual durante el escaneo:

• LED azul (led-scan): Conectado a GP12 (D12 en la Pico) a través de una resistencia limitadora de corriente (interna del componente LED). Su ánodo (A) se conecta a GP12 y su cátodo (C) va a tierra. Este LED parpadea cada vez que el escáner envía una condición de inicio en el bus I2C.
• LED verde (led-found): Conectado a GP10 (D10). Su ánodo va a GP10 y el cátodo a tierra. Este LED se enciende cada vez que se encuentra un dispositivo durante el escaneo.

Ambos LEDs comparten una conexión común a tierra con el pin GND.1 de la Pico. El bus I2C en sí mismo usa los pines predeterminados: SDA = GP4 y SCL = GP5. No se necesitan resistencias de pull-up externas porque las resistencias de pull-up internas de la Pico son habilitadas por la librería Wire.

Para construir este circuito en Velxio:

1. Abre el selector de componentes desde la barra de herramientas del lienzo.
2. Añade una placa Raspberry Pi Pico.
3. Añade dos LEDs (azul y verde) desde la categoría de Salida.
4. Conéctalos como se describe: GP12 → ánodo del LED azul, GP10 → ánodo del LED verde, ambos cátodos → GND.
5. Usa la barra de herramientas del lienzo para hacer zoom y organizar los componentes de forma ordenada.

Explicación del Código

Ahora vamos a sumergirnos en el código. Abre el editor de código en Velxio y pega el siguiente sketch:

// Raspberry Pi Pico — I2C Scanner
// Scans I2C bus (Wire / I2C0: SDA=GP4, SCL=GP5) for devices

#include <Wire.h>

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(500);
  Wire.begin(); // SDA=GP4, SCL=GP5 by default on Pico
  Serial.println("=== Pico I2C Scanner ===");
  Serial.println("Default I2C0: SDA=GP4, SCL=GP5");
  Serial.println();
}

void loop() {
  Serial.println("Scanning I2C bus...");
  int found = 0;

  for (byte addr = 1; addr < 127; addr++) {
    Wire.beginTransmission(addr);
    byte error = Wire.endTransmission();

    if (error == 0) {
      found++;
      Serial.print("  Device found at 0x");
      if (addr < 16) Serial.print("0");
      Serial.print(addr, HEX);

      // Identify known addresses
      switch (addr) {
        case 0x48: Serial.print(" (Temperature sensor)"); break;
        case 0x50: Serial.print(" (EEPROM)"); break;
        case 0x68: Serial.print(" (DS1307 RTC)"); break;
        case 0x27: Serial.print(" (LCD backpack)"); break;
        case 0x3C: Serial.print(" (SSD1306 OLED)"); break;
        default: break;
      }
      Serial.println();
    }
  }

  Serial.print("Scan complete. Found ");
  Serial.print(found);
  Serial.println(" device(s).");
  Serial.println();
  delay(5000);
}

Cómo Funciona

• Wire.begin() inicializa el periférico I2C en los pines predeterminados (GP4/GP5). En la Pico, esto configura I2C0.
• El bucle for itera a través de todas las direcciones posibles de 7 bits, desde 1 hasta 127. La dirección 0 está reservada para llamada general, así que la saltamos.
• Para cada dirección, llamamos a Wire.beginTransmission(addr) y luego a Wire.endTransmission(). El valor de retorno de endTransmission() es 0 si el dispositivo confirmó la recepción, o un código de error distinto de cero en caso contrario.
• Si un dispositivo responde, imprimimos su dirección en formato hexadecimal. El código también incluye una sentencia switch que etiqueta algunas direcciones comunes (por ejemplo, 0x3C para pantallas OLED SSD1306).
• El LED azul en GP12 cambia de estado cada vez que comienza un ciclo de escaneo (puedes añadir digitalWrite(12, HIGH) y digitalWrite(12, LOW) alrededor del bucle de escaneo para retroalimentación visual). El LED verde en GP10 se enciende cuando se encuentra un dispositivo.

Para compilar y ejecutar, haz clic en el botón compilar en la barra de herramientas del editor.

Conceptos Clave

• Protocolo I2C: Un bus de comunicación serie, multipunto, multimestro y multi-esclavo, con conmutación de paquetes y señalización asimétrica. Cada dispositivo tiene una dirección única.
• Librería Wire: La librería integrada de Arduino para comunicación I2C. En la Pico, usa I2C0 por defecto.
• Resistencias de Pull-up: Las líneas I2C necesitan resistencias de pull-up a VCC. La Pico tiene pull-ups internos que se pueden habilitar, pero para un funcionamiento fiable con muchos dispositivos, se recomiendan resistencias externas de 4.7kΩ.
• Direccionamiento: Las direcciones de 7 bits van desde 0x01 hasta 0x7F (127). Algunas direcciones están reservadas (por ejemplo, 0x00 para llamada general).

Errores Comunes y Consejos de Depuración

• ¿No se encuentran dispositivos? Verifica que tus dispositivos I2C estén alimentados y conectados correctamente. En la simulación, asegúrate de haber añadido periféricos I2C virtuales (como un OLED o un sensor de temperatura) al circuito.
• ¿Pines incorrectos? Los pines predeterminados de I2C0 en la Pico son GP4 (SDA) y GP5 (SCL). Si estás usando pines diferentes, llama a Wire.setSDA(pin) y Wire.setSCL(pin) antes de Wire.begin().
• ¿El Monitor Serie no muestra salida? Asegúrate de que la velocidad en baudios coincida (115200 en nuestro código). En Velxio, abre el Monitor Serie desde la barra de herramientas.
• ¿Los LEDs no parpadean? Verifica el cableado: ánodo al GPIO, cátodo a GND. También comprueba que has configurado los pines como salidas en setup() con pinMode(12, OUTPUT) y pinMode(10, OUTPUT).

Extensiones Sugeridas

• Añade un dispositivo I2C real: Coloca un OLED SSD1306 o un sensor BMP280 en el lienzo y observa cómo el escáner lo detecta.
• Escanea múltiples buses: La Pico tiene dos periféricos I2C (I2C0 e I2C1). Modifica el código para escanear ambos.
• Muestra los resultados en un LCD: En lugar del Serial, muestra las direcciones encontradas en un LCD de 16x2.
• Detección y configuración automáticas: Una vez que conozcas la dirección de un dispositivo, inicializa su librería automáticamente.

¡Pruébalo Tú Mismo!

¿Listo para escanear el bus I2C? Abre el ejemplo en vivo en Velxio y empieza a experimentar:

Inicia el Escáner I2C para Pico en Velxio

Sin descargas, sin soldaduras, solo simulación pura. Modifica el código, añade nuevos componentes y ve los resultados al instante. ¡Feliz escaneo!