Все, что нужно знать о выводах Raspberry Pi GPIO

Реклама

Raspberry Pi - это дешевый и крошечный компьютер, способный выполнять множество задач, в том числе ретро-игры и быть домашний медиацентр Установите Kodi, чтобы превратить Raspberry Pi в домашний медиацентрЕсли у вас есть Raspberry Pi, вы можете превратить его в дешевый, но эффективный домашний медиацентр, просто установив Kodi. Читать далее . Пи также уделяет большое внимание образованию, так как царапать Начало работы с нуля на Raspberry PiНаш учебник Scratch позволит вам весело провести время с Raspberry Pi, даже если вы не знаете, как кодировать. Читать далее а также Майнкрафт Пи издание Узнайте Python и электронику с Minecraft Pi EditionВы всегда хотели научиться кодировать, но не знали, с чего начать? Узнайте, как управлять Minecraft на Raspberry Pi, используя Python и простую электронику. Читать далее направлены на то, чтобы помочь молодым людям научиться кодировать, а контакты GPIO (Универсальный ввод / вывод) открыть целый мир DIY электронной техники и изобретательства.

Что такое Raspberry Pi GPIO Pins?

В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о выводах Pi GPIO: что они могут делать, как их использовать и как избежать ошибок при их использовании.

Примечание, прежде чем мы начнем: Различные ревизии Pi могут отличаться в зависимости от их булавки! Прежде чем прикреплять что-либо к вашей доске, убедитесь, что вы используете правильные. Быстрый способ проверить это набрать цоколевка в терминал вашего Raspberry Pi, который выведет диаграмму вашей текущей настройки.

Контакты GPIO встроены в монтажную плату компьютера. Пользователь может контролировать их поведение, чтобы они могли считывать данные с датчиков и управлять такими компонентами, как светодиоды, двигатели и дисплеи. У более старых моделей Pi было 26 выводов GPIO, а у более новых моделей - 40. Эта диаграмма показывает, что делает каждый штифт:

На помеченной диаграмме выше вы можете видеть, что есть разные типы выводов GPIO, которые служат разным целям. Вы можете найти интерактивную версию этого графика на pinout.xyz В нем также описана одна из первых запутанных вещей, с которыми вам придется бороться. К каждому выводу прикреплены два номера. это BOARD число (числа в кружке) и его BCM (Broadcom SOC канал) номер. Вы можете выбрать, какое соглашение использовать при написании кода Python:

# 1 - Нумерация GPIO / BCM. GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Нумерация плат. GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

Вы можете использовать только одно соглашение в каждом проекте, поэтому выберите одно и придерживайтесь его. Ни одна из конвенций не является «правильной», поэтому придерживайтесь того, что наиболее разумно для вас. Однако стоит отметить, что некоторые периферийные устройства используют нумерацию GPIO / BCM.

Для этой статьи мы будем придерживаться BOARD нумерация. Так что же на самом деле делают булавки?

Силовые контакты

Давайте начнем с штырьков питания. Raspberry Pi может обеспечивать питание 5 В (контакты 2 и 4) и 3,3 В (контакты 1 и 17). Это также обеспечивает земля (GND) для цепей на контактах 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 и 39.

К сожалению, нет однозначного ответа на то, какой ток могут потреблять выводы питания 5 В, так как он зависит от того, какой источник питания вы используете, и какой другой компоненты, которые вы прикрепили к вашему Pi. Raspberry Pi 3 потребляет только 2,5 А от своего блока питания и требует около 750 мА для загрузки и обычного безголового операция. Это означает, что если вы используете блок питания на 2,5 А, контакты 5 В могут подавать полный ток максимум около 1,7 А. Досадно, однако, что это зависит от модели Pi, как показано в следующей таблице:

Для большинства пользователей, только начинающих с Pi, это не будет проблемой, но об этом следует помнить, поскольку вы проводите больше времени с выводами GPIO.

Контакты 3.3 В несколько проще: последние версии Raspberry Pi (модель B + и выше) обеспечивают до 500mA Всего, и старые модели, обеспечивающие только 50мА. Обратите внимание, что этот ток также распространяется на все остальные выводы GPIO!

Таким образом, эти контакты могут обеспечить питание ваших компонентов, но это все, что они делают. Настоящие забавные вещи приходят от остальных штифтов.

Стандарт GPIO

На приведенной выше диаграмме, игнорируя выводы питания, вы увидите, что некоторые из них отмечены разными цветами. Зеленые контакты - это стандартные контакты GPIO, и именно они вы будете использовать для большинства начинающих проектов. Эти контакты способны на 3,3 В выводтакже называется установкой булавки ВЫСОКАЯ в коде. Когда выходной контакт НИЗКИЙ это означает, что он просто обеспечивает 0v.

Они также способны принимать вход до 3.3В, который выводится как ВЫСОКАЯ.

Не обеспечивайте контакты более 3,3 В: это быстрый способ жарить своего Пи!

Чтобы получить отличное руководство по началу работы с выводами GPIO в простом проекте, попробуйте Начало работы с проектом Raspberry Pi GPIO Начало работы с GPIO на Raspberry PiЕсли вы считаете, что Arduino был крутым, просто подождите, пока вы не получите в руки Raspberry Pi - эти вещи потрясающие. Помимо того, что они являются полностью функциональным компьютером, они также имеют ... Читать далее .

Хотя в этой статье мы рассмотрим некоторые контакты со специальным использованием, вы можете использовать любые контакты кроме контактов питания и контактов 27 и 28 как обычные контакты GPIO.

PWM

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) используется с такими компонентами, как двигатели, сервоприводы и светодиоды, посылая короткие импульсы, чтобы контролировать, сколько энергии они получают. Мы использовали его с Arduino в нашем Учебное пособие по светодиодным лентам Руководство по подключению светодиодных лент к ArduinoОдним из наиболее распространенных светодиодных продуктов является светодиодная лента. В этой статье мы рассмотрим, как настроить два наиболее распространенных типа с Arduino. Читать далее .

ШИМ также возможно на Pi. Вывод 12 (GPIO 18) и вывод 35 (GPIO 35) имеют аппаратную ШИМ-поддержку, хотя Pi также может предоставлять программный ШИМ через такие библиотеки, как pigpio.

Для введения в код, необходимый для ШИМ, это просто Учебник по яркости светодиодов должен помочь вам идти.

УАПП

Контакты 8 и 10 (GPIO 14 и 15) - это контакты UART, предназначенные для связи с Pi через последовательный порт. В некоторых ситуациях вы можете захотеть сделать это, но для большинства начинающих, подключающихся к вашему Pi без головы через SSH Настройка Raspberry Pi для использования без головы с SSHRaspberry Pi может принимать команды SSH при подключении к локальной сети (через Ethernet или Wi-Fi), что позволяет легко его настроить. Преимущества SSH выходят за рамки ежедневных проверок ... Читать далее или используя VNC Как запустить удаленный рабочий стол на Raspberry Pi с VNCЧто если вам нужен доступ к рабочему столу Raspberry Pi с вашего ПК или ноутбука, без необходимости подключения клавиатуры, мыши и монитора? Вот тут и вступает VNC. Читать далее наверное будет проще.

Если вы заинтересованы в подробном представлении о том, как работают последовательные контакты, это отличный учебник.

SPI

SPI (последовательная периферийная интерфейсная шина) это метод связи с такими устройствами, как RFID-считыватель, который мы использовали в нашем Умный замок DIY с Arduino и RFID Умный замок DIY с Arduino и RFIDВот как можно создать простой интеллектуальный замок на основе RFID с использованием Arduino в качестве основы и нескольких дешевых компонентов. Читать далее проект.

Это позволяет устройствам взаимодействовать с Raspberry Pi синхронно, что означает, что между мастер а также рабыня устройства. Если вы когда-либо использовали маленький сенсорный экран для твоего Пи, вот как они общались.

Существуют различные устройства и расширения HAT для Raspberry Pi, которые используют SPI, и это может открыть ваши проекты гораздо большему количеству оборудования, чем могут выдержать обычные выводы GPIO. Однако для его работы требуется достаточно много проводки. Существует глубокий обзор SPI на Сайт фонда Raspberry Pi.

Пины 19, 21, 23, 24, 25 а также 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND и GPIO 26) используются для подключения к устройству SPI, и все они необходимы для бесперебойной работы. Хороший способ избежать спагетти - это купить готовое расширение, такое как Смысл шляпа, который помещается на верхней части вашей платы и снабжен светодиодной матрицей и широким набором датчиков. Это было любимым в течение нескольких лет, и даже используется на Международной космической станции сделать несколько экспериментов!

Протокол SPI не включен в стандартную комплектацию Raspbian, но его можно включить в файле raspi-config вместе с I2C.

I2C

I2C (Интегрированная Цепь) аналогичен SPI, но, как правило, считается более простым в настройке и использовании. Он взаимодействует асинхронно и способен поддерживать столько разных устройств, сколько необходимо, при условии, что каждое из них имеет уникальные адреса на шине I2C. Благодаря этой системе адресации Pi требуется только два контакта I2C - контакт 3 (GPIO 2) и контакт 5 (GPIO 3), что делает его намного более простым в использовании, чем SPI.

Небольшая площадь I2C открывает огромный спектр возможностей. При использовании стандартных выводов GPIO настройка ЖК-экрана и некоторых кнопок займет почти каждый вывод, используя устройство I2C, такое как Adafruit Отрицательный ЖК-контроллер сводит его всего к двум контактам!

Sparkfun есть полное изложение SPI и I2C вместе с примерами, чтобы вы начали.

Контакты 27 и 28 (обозначенные ID_SD и ID_SC) также являются I2C. Pi используются для внутренних функций, а также для некоторых плат HAT. Как правило, не связывайтесь с ними, если только вы действительно знаю, что ты делаешь!

Raspberry Pi: GPIO Pin для всего!

Raspberry Pi - это швейцарский армейский нож современной вычислительной техники. Наряду с огромным количеством удивительное повседневное использованиеЭто также открывает любому человеку возможность создавать свои собственные классные творения.

Многие Raspberry Pi начинающих проектов 11 лучших проектов Raspberry Pi для начинающихЭти проекты Raspberry Pi для начинающих отлично подходят для начала работы с возможностями любой модели Raspberry Pi. Читать далее используйте протоколы, обсужденные в этой статье, и практический подход - лучший способ учиться. Продолжайте возиться и получайте удовольствие!