Vše, co potřebujete vědět o Raspberry Pi GPIO Pins

reklama

Raspberry Pi je levný a malý počítač schopný provádět velké množství úkolů, včetně retro hraní a být domácí mediální centrum Nainstalujte Kodi a proměňte Raspberry Pi v domácí multimediální centrumPokud máte Raspberry Pi, můžete z něj udělat levné, ale efektivní domácí mediální centrum pouhým nainstalováním Kodi. Přečtěte si více . Pi se také silně zaměřuje na vzdělávání Poškrábat Začínáme s Scratch na Raspberry PiNáš tutoriál Scratch vám umožní bavit se s Raspberry Pi, i když nevíte, jak kódovat. Přečtěte si více a Vydání Minecraft Pi Naučte se Python a elektroniku s Minecraft Pi EditionVždy jste se chtěli naučit kódovat, ale nevěděli jste, kde začít? Naučte se, jak ovládat Minecraft na Raspberry Pi pomocí Pythonu a nějaké jednoduché elektroniky. Přečtěte si více zaměřené na pomoc mladým lidem naučit se kódovat a kolíky GPIO (Vstup / výstup pro obecné účely) otevřete celý svět elektronického drotářství a vynálezů pro kutily.

Co jsou Raspberry Pi GPIO Pins?

V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o pinech GPIO na Pi: co mohou dělat, jak je používat a chyby, kterým je třeba se vyhnout při jejich používání.

Poznámka, než začneme: Různé revize Pi se mohou lišit podle jejich kolíků! Před připojením čehokoli k desce se ujistěte, že používáte ty správné. Rychlý způsob kontroly je psaní pinout do terminálu Raspberry Pi, který zobrazí schéma vašeho aktuálního nastavení.

Kolíky GPIO jsou integrovány do základní desky počítače. Jejich chování může uživatel ovládat tak, aby jim umožňovalo číst data ze senzorů a ovládat komponenty, jako jsou LED, motory a displeje. Starší modely Pi měly 26 GPIO pinů, zatímco novější modely mají 40. Tento graf ukazuje, co každý pin dělá:

Ve výše uvedeném diagramu je vidět, že existují různé typy kolíků GPIO, které slouží různým účelům. Interaktivní verzi tohoto grafu najdete na pinout.xyz Nastiňuje také jednu z prvních matoucích věcí, s nimiž se budete muset potýkat. Každý pin má k sobě připojena dvě čísla. Své DESKA číslo (čísla v kruhu) a jeho BCM (Broadcom SOC kanál) číslo. Můžete si vybrat, kterou konvenci použijete při psaní kódu Python:

# 1 - Číslování GPIO / BCM. GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Číslování tabulek. GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

V každém projektu můžete použít pouze jednu konvenci, proto si vyberte jednu a dodržujte ji. Žádná úmluva není „správná“, takže jděte s tím, co vám dává největší smysl. Je však třeba poznamenat, že určitá periferní zařízení se spoléhají na číslování GPIO / BCM.

U tohoto článku se budeme držet DESKA číslování. Co vlastně kolíky dělají?

Špendlíky

Začněme silovými kolíky. Raspberry Pi může poskytovat jak sílu 5 V (piny 2 a 4), tak i 3,3 V (piny 1 a 17). Poskytuje také přízemní (GND) pro obvody na pinech 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 a 39.

Bohužel neexistuje jediná odpověď na to, kolik proudu mohou 5V napájecí kolíky čerpat, protože závisí na tom, jaký napájecí zdroj používáte a jaké další komponenty, které jste připojili k vašemu Pi. Raspberry Pi 3 bude čerpat pouze 2,5A ze svého zdroje napájení a vyžaduje asi 750 mA pro spuštění a normální bezhlavý přístup úkon. To znamená, že pokud používáte napájení 2,5A, 5V piny mohou dodávat celkový proud přibližně 1,7A maximum. Otravně se to však mezi modely Pi liší, jak ukazuje tato tabulka:

Pro většinu uživatelů, kteří právě začínají s Pi, to nebude problém, ale je třeba mít na paměti, protože trávíte více času s kolíky GPIO.

Kolíky 3,3 V jsou o něco jednodušší, přičemž nedávné revize Raspberry Pi (model B + a další) poskytují až 500 mA celkem a starší modely poskytující spravedlivé 50 mA. Všimněte si, že tento proud je sdílen také na všech ostatních pinech GPIO!

Tyto kolíky tedy mohou dodávat energii vašim součástem, ale to je vše, co dělají. Skutečné zábavné věci pocházejí ze zbytku kolíků.

Standardní GPIO

Ve výše uvedené tabulce, při ignorování vývodů napájení, uvidíte, že některé jsou označeny v různých barvách. Zelené kolíky jsou standardní kolíky GPIO a to jsou to, co budete používat pro většinu začátečníků. Tyto kolíky jsou schopné 3,3 V výstup, označované také jako nastavení kolíku VYSOKÝ v kódu. Když je výstupní pin NÍZKÝ to znamená, že jednoduše poskytuje 0v.

Jsou také schopni vzít vstup až do 3,3 V, což je pin jako VYSOKÝ.

Kolíky neposkytujte s větším než 3,3 V: to je rychlý způsob, jak smažit své Pi!

Chcete-li získat skvělého průvodce, jak začít používat kolíky GPIO v jednoduchém projektu, vyzkoušejte naše Začínáme s projektem Raspberry Pi GPIO Začínáme s GPIO na Raspberry PiPokud ale Arduino bylo v pohodě, počkejte, až dostanete ruce na Raspberry Pi - tyto věci jsou úžasné. Kromě toho, že jsou plně funkční počítač, mají také ... Přečtěte si více .

Přestože v tomto článku pokryjeme některé z kolíků se zvláštním použitím, můžete použít libovolné kolíky s výjimkou napájecích kolíků a pinů 27 a 28 jako běžné kolíky GPIO.

PWM

PWM (Pulse Width Modulation) se používá se součástmi, jako jsou motory, serva a LED diody, vysíláním krátkých pulzů k řízení toho, kolik energie obdrží. Použili jsme to s Arduino v našem Výukový průvodce Ultimate Guide to LED Strips Konečný průvodce připojením LED světelných pásů k ArduinoJedním z nejčastějších produktů LED je LED pásek. V tomto článku se budeme zabývat tím, jak nastavit dva nejběžnější typy pomocí Arduina. Přečtěte si více .

PWM je také možné na Pi. Pin 12 (GPIO 18) a pin 35 (GPIO 35) jsou hardwarové PWM schopné, ale Pi je také schopen poskytovat softwarové PWM prostřednictvím knihoven, jako je pigpio.

Pro zavedení kódu vyžadovaného pro PWM je to jednoduché Kurz jasu LED by vám měl pomoci dostat se na cestu.

UART

Kolíky 8 a 10 (GPIO 14 a 15) jsou kolíky UART, určené pro komunikaci s Pi pomocí sériového portu. Existují určité situace, kdy to budete chtít udělat, ale pro většinu začátečníků připojujících se k vašemu Pi bezhlavě přes SSH Nastavení Raspberry Pi pro bezhlavé použití s ​​SSHRaspberry Pi může přijímat SSH příkazy, když je připojen k místní síti (ethernet nebo Wi-Fi), což vám umožňuje snadné nastavení. Výhody SSH jdou nad rámec rozrušení každodenního screeningu ... Přečtěte si více nebo pomocí VNC Jak spustit vzdálenou plochu na Raspberry Pi s VNCCo když potřebujete přístup k ploše Raspberry Pi z počítače nebo notebooku, aniž byste museli připojovat klávesnici, myš a monitor? Zde přichází VNC. Přečtěte si více bude pravděpodobně snazší.

Pokud vás zajímá podrobný pohled na to, jak fungují sériové kolíky, to je skvělý primer.

SPI

SPI (sběrnice sériového periferního rozhraní) je metoda komunikace se zařízeními, jako je RFID čtečka, kterou jsme použili v našem DIY Smart Lock s Arduino a RFID DIY Smart Lock s Arduino a RFIDZde je návod, jak vytvořit jednoduchý inteligentní zámek založený na RFID pomocí Arduino jako páteře a několika levných komponent. Přečtěte si více projekt.

Umožňuje zařízením synchronně komunikovat s Raspberry Pi, což znamená, že mezi internetem může projít mnohem více dat mistr a otrok zařízení. Pokud jste někdy použili a malá dotyková obrazovka pro vašeho Pi, takto komunikovali.

Existují různá zařízení a rozšíření HAT pro Raspberry Pi, které používají SPI, a to může otevřít vaše projekty mnohem více hardwaru, než mohou běžné kolíky GPIO udržet. Aby to fungovalo, vyžaduje to však hodně kabeláže. Na stránce je podrobný přehled SPI Webové stránky nadace Raspberry Pi.

Špendlíky 19, 21, 23, 24, 25 a 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND a GPIO 26) se používají k připojení k zařízení SPI a všechny jsou potřebné pro bezproblémový provoz. Dobrým způsobem, jak se vyhnout všem špagetám, je koupit předběžné rozšíření, jako je Sense HAT, který se hodí na vaši desku a poskytuje mu matici LED a široké pole senzorů. Bylo to oblíbené už několik let a bylo dokonce vyrovnané používané na Mezinárodní vesmírné stanici udělat nějaké experimenty!

Protokol SPI není standardně povolen v Raspbian, ale může být povolen v souboru raspi-config společně s I2C.

I2C

I2C (Inter-Integrated Circuit) je podobný SPI, ale obecně se považuje za snazší nastavení a použití. Komunikuje asynchronně a je schopen udržet tolik různých zařízení, kolik je potřeba, za předpokladu, že každá z nich má na sběrnici I2C jedinečná adresová místa. Vzhledem k tomuto adresovacímu systému potřebuje Pi pouze dva kolíky I2C - pin 3 (GPIO 2) a pin 5 (GPIO 3), takže je použití mnohem jednodušší než SPI.

Malý rozměr I2C otevírá obrovské možnosti. Se standardními vývody GPIO by nastavení LCD obrazovky a některých tlačítek zabíralo téměř každý pin pomocí zařízení I2C, jako je Adafruit Negative LCD controller přináší to jen na dva kolíky!

Sparkfun mají plný přehled SPI a I2C spolu s příklady, jak začít.

Kolíky 27 a 28 (označené ID_SD a ID_SC) jsou také I2C. Pi jsou používány pro interní funkce a také některé desky HAT. Obecně platí, že si s nimi nedělejte potíže, pokud nejste vy opravdu vědět, co děláte!

Raspberry Pi: GPIO Pin pro všechno!

Raspberry Pi je švýcarský armádní nůž moderních počítačů. Spolu s obrovským množstvím úžasné každodenní použití, to také otevírá komukoli možnost vytvořit si vlastní skvělé výtvory.

Mnoho Raspberry Pi začátečníky 11 nejlepších projektů Raspberry Pi pro začátečníkyTyto projekty Raspberry Pi pro začátečníky jsou skvělé pro začátek s možnostmi jakéhokoli modelu Raspberry Pi. Přečtěte si více používat protokoly diskutované v tomto článku a nejlepší způsob, jak se učit, je praktický přístup. Pořád si pohrávejte a bavte se!