Возникла у меня необходимость добавить память EEPROM на не имеющую её плату управления (в моём случае это была SKR 2 Rev.A).

Сначала я хотел просто купить на Алиэкспрессе готовый модуль BTT EEPROM V1.0, но изучив схемы этого модуля и платы SKR-2 решил, что и проще, и правильнее, и намного быстрее будет сделать свой вариант модуля I2C EEPROM. С актуализированной, а не c унаследованной из эпохи Arduino/RAMPS, схемотехникой. 

Шина I2C

Для начала посмотрим на организацию шины I2C.

Обратите внимание: линий шины  I2C «подтягиваются» к питанию только в одном месте.

Плата SKR 2: разъём I2C

Здесь нужно обратить внимание на то, что на модуль, подключаемый к шине I2C, плата подаёт питание +5 В, при этом сигнальные линии шины «подтянуты» платой к источнику +3,3 В.

Формально, для шины I2C это вполне допустимо, так как она использует сигнальные порты типа открытый сток или открытый коллектор в схеме «монтажное ИЛИ»). Но подключаемые к ней устройства должны быть рассчитаны на соответствующие напряжения питания и шины I2C.

Схема модуля BTT EEPROM V1.0

Здесь сигнальные линии микросхемы U1 оказываются «подтянуты» к напряжению питания модуля (в данном случае это +5В) через резисторы R1 и R2.

При подключении модуля к плате управления, её источники питания +5 В и +3.3 В оказываются гальванически связаны (включены запараллельно) через «подтягивающие» резисторы платы и модуля. Это неправильно, так как при этом возникают уравнивающин токи (хоть и небольшой величины) между этими источниками. Такое вот эхо эпохи 3D-принтеров на Arduino/RAMPS.

Схема модуля I2C EEPROM

Напряжение питания +5 В, получаемое модулем с платы SKR 2, при помощи U1 понижается до +3.3 В. Тем самым обеспечивается более широкая (на мой взгляд) номенклатура применимых здесь микросхем EEPROM. Например, можно будет использовать Microchip AT24C32E или AT24C32E-PUM с верхней границей питающих напряжений +3.6 В. Но этот стабилизатор можно и не ставить, разумеется – китайцы так и поступают.

Устанавливать «подтягивающие» резисторы линий шины (для 5 и 6 выводов U2) не требуется, так как они уже установлены на плате управления.

В данном варианте модуля я использовал I2C EEPROM AT24C256 ёмкостью 32 КБ, но можно применять любую микросхему I2C EEPROM с объёмом от 4 КБ (AT24C32 ) до 64 КБ (AT24C512 ).

Схема модуля изначально рассчитана на подключение к плате SKR 2, поэтому для других плат управление необходимо проверять распиновку сигналов SDA и SLC на разъёме I2C. 

На плате модуля (для неё был взят кусок макетной платы Vero Board/Strip Board) предусмотрены разрывы дорожек сигнальных линий SDA и SLC, позволяющие при помощи перемычек коммутировать требуемым образом эти линии между микросхемой U2 и разъёмом J1.

Настройки для Marlin 2

В файле Configuration.h необходимо раскомментировать строку

#define EEPROM_SETTINGS

а после блока стандартных настроек EEPROM требуется добавить показанный ниже блок настроек для подключаемой внешней памяти I2C EEPROM с указанием объёма (не макс. адресации) используемой микросхемы.

// Uncomment #define EXTERNAL_EEPROM_USE for external I2C EEPROM using
// (c) https://3dcrafter.trengtor.com
#define EXTERNAL_EEPROM_USE
#ifdef EXTERNAL_EEPROM_USE
    #ifndef I2C_EEPROM // Check & enable external I2C EEPROM use
    #define I2C_EEPROM
    #ifdef FLASH_EEPROM_EMULATION // Check & disable FLASH EEPROM emulation
        #undef FLASH_EEPROM_EMULATION
        #undef FLASH_EEPROM_LEVELING
    #endif
    #ifdef SRAM_EEPROM_EMULATION // Check & disable SRAM EEPROM emulation
        #undef SRAM_EEPROM_EMULATION
    #endif
    #ifdef MARLIN_EEPROM_SIZE // Check & disable any predefined EEPROM size
        #undef MARLIN_EEPROM_SIZE
    #endif
    // Uncomment the size of EEPROM chip you are using
    //#define MARLIN_EEPROM_SIZE 0x10000 // EEPROM AT24C512 (64Kb)
    #define MARLIN_EEPROM_SIZE 0x8000 // EEPROM AT24C256 (32Kb)
    //#define MARLIN_EEPROM_SIZE 0x4000 // EEPROM AT24C128 (16Kb)
    //#define MARLIN_EEPROM_SIZE 0x2000 // EEPROM AT24C64 (8Kb)
    //#define MARLIN_EEPROM_SIZE 0x1000// EEPROM AT24C32 (4Kb)
    #endif
#endif

Модуль BIGTREETECH EEPROM V1.0

А что же модуль BIGTREETECH EEPROM V1.0? Можно ли его использовать? Вроде бы покупают, ставят, работает.

Да, использовать его можно, но с условием, что используемая микросхема I2C EEPROM будет совместима с питанием +5 В.

Кроме того, рекомендую всё же удалять с этого модуля «подтягивающие» резисторы (отмечены на фото модуля красными крестиками): они там не нужны.

Оставлять их следует только в том случае, если у вы используете плату управления без «подтягивающих» резисторов шины I2C (но мне такие пока что не попадались).