Небольшое вступление

Технология вполне подходит для гарантированной передачи данных между двух микроконтроллеров.

Для проверки работы можно подключить (например) OLED дисплей оп I2C к (например) SMT32F407VE.

Но главный нюанс - поддерживает ли управляемый (в вашей схеме) контроллер Slave режим. Например ESP8266 (хоть и написано в документации "I2C Both I2C Master and I2C Slave are supported") на самом деле похоже не является правдой.

По I2C прекрасно подключаются к контроллеру-мастеру ведомые устройства - дисплеи OLED, разные датчики и т.д.