SPI -- обеспечивает высокопроизводительную связь, требует 4 провода (тактовые сигналы, данные от Master, данные от Slave, выбор Slave). 3 из которых общие для всех устройств, и 1 дополнительный к каждому устройству для активации связи с ним. Имеет аппаратную поддержку на Arduino (у разных версий зарезервированы разные пины https://www.arduino.cc/en/Reference/SPI а так же могут быть продублированы, как ICSP -- этот разъём задуман для заливки скетчей в Arduino по SPI, но может быть использован и в нормальной работе, как дубль SPI контактов). Применяется для подключения устройств, требующих интенсивного обмена данными: экранов, камер.
I2C -- обеспечивает связь по двум проводам (рекомендуемое ограничение в 400пФ, т.е. менее 10 метров), с возможностью подключения нескольких устройств параллельно. Имеет аппаратную поддержку в Arduino (например на UNO используется A5, A6) Выбор устройства осуществляется по адресу (обычно заданному на устройстве, либо имеющим несколько предустановленных вариантов, выбираемых перемычками). Применяется для датчиков температуры, влажности и т.п.
1Wire -- обеспечивает связь на низкой скорости (обычно 15,4 Кбит/с) всего по одному проводу (в т.ч. по нему же может передаваться и питание, но в реальности провода всё же 2, т.к. нужно общее заземление, плюс для более быстрой и стабильной работы рекомендуется питание заводить всё же отдельным проводом) с возможностью подключения параллельно множества устройств на расстоянии до 100 метров. Устройства выбираются по уникальному адресу, зашитому в устройство при производстве. Не имеет аппаратной поддержки в Arduino, может подключаться к любому pin'у, требует резистор подтяжки к питанию 5-10 КОм даже если питание заведено отдельным проводом. Применяется для датчиков температуры, влажности и т.п.
Modbus по RS485 -- обеспечивает связь по двум проводам на большие расстояния (сотни метров) с возможностью подключения более 100 устройств. Требуется докупить переходник для шины RS485. Устройства выбирается по адресу (от 1 до 254). Используется в промышленной автоматизации и умных домах.
