Kierros Raspberry Pi GPIO: lle
The Vadelma Pi voi olla monia asioita. Se on osa sen vetoomusta. Voit käyttää Pi: tä kuin tavallista PC: tä yhdistämällä oheislaitteet kortin USB- ja HDMI-porttien kautta. Jos haluat sukeltaa Pi: n teknisiin näkökohtiin, kiinnitä huomiosi piirilevyn reunassa oleviin nastaihin. Näillä nastailla on avain Raspberry Pi: n käyttöön IoT: ssä, robotiikassa ja muissa projekteissa. Nastat eivät ole niin pelottavia kuin luulisi, kun ne on hajotettu ja selitetty.
Johdatus Raspberry Pi: n pinsseihin
Termi GPIO (General Purpose Input Output) ei ole yksinomainen Vadelma Pi. Tulo- ja lähtönastat löytyvät useimmista mikro-ohjaimista, kuten Arduino, Beaglebone ja muut.
Raspberry Pi: llä varustettu GPIO on pitkä nastalohko laudan vasemmassa yläkulmassa. Vanhemmissa malleissa oli 26 nastaa ja nykyisissä malleissa 40 nastaa.
Voit liittää komponentteja ja muita laitteita näihin nastoihin ja ohjata komponenttien toimintaa koodin avulla. Se on tärkeä osa Raspberry Pi: tä ja erinomainen tapa oppia elektroniikasta.
Muutaman ohjelmistoprojektin jälkeen tulet todennäköisesti kokeilemaan näitä nastaja ja innokkaita yhdistämään koodisi laitteistoon saadaksesi asioita tapahtumaan tosielämässä.
Tämä prosessi voi olla pelottava, jos olet uusi Pi: n käyttäjä. Ottaen huomioon, että yksikin väärä liike voi vahingoittaa Raspberry Pi -laitettasi, on ymmärrettävää, että se on hermostunut alue aloittelijoille.
Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä kukin GPIO-nastatyyppi tekee ja sen rajoitukset.
GPIO
Katsotaanpa ensin GPIO: ta kokonaisuutena. Nastat saattavat näyttää samalta, mutta kaikilla on eri toiminnot. Alla olevassa kuvassa nämä toiminnot näkyvät eri väreissä.
Jokainen nasta on numeroitu 1-40 alkaen vasemmasta alakulmasta. Nämä ovat fyysisiä PIN-numeroita. On kuitenkin olemassa myös numerointi- ja merkintäkäytäntöjä, kuten BCM, joita käytetään koodia kirjoitettaessa.
Virta ja maa
Punaisella korostettuna on virtanastat, joissa on merkintä 3 tai 5 3,3 V tai 5 V. Nämä nastat mahdollistavat virran lähettämisen laitteeseen ilman koodia. Näitäkään ei voi mitenkään sammuttaa.
Virtakiskoja on kaksi: 3,3 volttia ja 5 volttia. 3,3 V: n kisko on rajoitettu 50 mA: n virrankulutukseen. Sitä vastoin 5 V: n kisko tarjoaa sen virtakapasiteetin, joka jää yli virtalähteestä, kun Pi on ottanut tarvitsemansa.
Ruskealla korostettuna maadoitusnastat (GND). Nämä maadoitusnastat ovat olennainen osa kaikkia elektroniikkaprojekteja.
5V GPIO-nastat ovat fyysisiä numeroita 2 ja 4. 3,3 V GPIO-nastat ovat fyysisiä numeroita 1 ja 17. Maadoitettuja GPIO-nastat ovat fyysisiä numeroita 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 ja 39.
Input/Output Pins
Vihreät nastat ovat yleisiä tulo-/lähtönastoja. Näitä voidaan helposti käyttää tuloina tai lähtöinä ilman, että ne ovat ristiriidassa muiden toimintojen, kuten I2C, SPI tai UART, kanssa.
Nämä nastat voivat lähettää virtaa LED-valoihin, summeriin tai muihin komponentteihin, tai niitä voidaan käyttää tulona antureiden, kytkimien tai muiden syöttölaitteiden lukemiseen.
Näiden nastojen lähtöteho on 3,3 V. Jokainen nasta ei saa ylittää 16 mA virtaa, joko uppoamalla tai lähtemällä. Koko GPIO-nastasarja ei saa ylittää yli 50 mA kerrallaan. Tämä voi olla rajoittavaa, joten saatat joutua toimimaan luovasti tietyissä projekteissa.
Yleiset GPIO-nastat ovat fyysisiä numeroita 7, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38 ja 40.
I2C Pins
I2C-nastat ovat keltaisia. I2C on viestintäprotokolla, jonka avulla laitteet voivat kommunikoida Raspberry Pi: n kanssa. Näitä nastoja voidaan käyttää myös yleisinä GPIO-nasteina.
Hyvä esimerkki käytöstä I2C on suosittu MCP23017-portin laajennuspiiri, joka voi antaa sinulle enemmän tulo-/lähtönastoja tämän I2C-protokollan kautta.
I2C GPIO -nastat ovat fyysisiä pin-numeroita 3 ja 5.
UART (Serial) Pins
UART-nastat ovat harmaita. Nämä nastat ovat toinen viestintäprotokolla, joka tarjoaa sarjayhteydet ja joita voidaan käyttää yleisinä GPIO-tuloina/-lähtöinä.
Yksi UART: n käyttötarkoitus on mahdollistaa sarjayhteys Pi: stä kannettavaan tietokoneeseen USB: n kautta. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä lisälevyjä tai yksinkertaisia kaapeleita. Se poistaa näytön tai Internet-yhteyden tarpeen Pi: n käyttämiseen.
UART GPIO -nastat ovat fyysisiä pin-numeroita 8 ja 10.
SPI Pins
SPI-nastat ovat vaaleanpunaisia. SPI on liitäntäväylä, joka lähettää dataa Pi: n ja muiden laitteiden ja oheislaitteiden välillä. Sitä käytetään yleisesti laitteiden, kuten esim LED matriisia tai näyttöä.
Kuten muitakin, näitä nastoja voidaan käyttää myös yleisinä GPIO-tuloina/-lähtöinä.
SPI GPIO -nastat ovat fyysisiä pin-numeroita 19, 21, 23, 24 ja 26.
DNC-nastat
Viimeisenä on kaksi sinistä nastaa, jotka on tällä hetkellä merkitty nimellä DNC, joka tarkoittaa Älä yhdistä. Tämä voi muuttua tulevaisuudessa, jos Raspberry Pi Foundation muuttaa levyjä tai ohjelmistoja.
DNC GPIO -nastat ovat fyysisiä pin-numeroita 27 ja 28.
GPIO-numerointikäytännöt
Kun koodaat GPIO: lla, voit valita tuoda GPIO-kirjasto kahdella tavalla: BCM tai BOARD.
Ensimmäinen vaihtoehto on GPIO BCM. Tämä on Broadcomin numerointikäytäntö. Sitä käytetään yleisesti projekteissa ja laitteistolisäosissa.
Toinen vaihtoehto on GPIO BOARD. Tämä menetelmä käyttää sen sijaan fyysisiä pin-numeroita, mikä on kätevää nastoja laskettaessa. Huomaat, että sitä käytetään vähemmän projektiesimerkeissä.
GPIO-tila asetetaan, kun tuodaan GPIO-kirjastoa:
tuonti RPi. GPIO GPIO: na.
Tuodaksesi nimellä BCM:
GPIO.setmode (GPIO.BCM)
Tuodaksesi nimellä HALLITUS:
GPIO.setmode (GPIO.BOARD)
Molemmat menetelmät tekevät saman työn. Kyse on numeron mieltymyksestä.
Voit käyttää GPIO-tarratauluja, kuten RasPiO Portsplus (kuvassa) tarkistaaksesi, mihin nastoihin liität johdot. Toisella puolella näkyy BCM-numerointikäytäntö. Toisessa näkyy BOARD. Joten olet suojattu kaikista löytämistäsi projekteista.