ラズベリーパイGPIOのツアー

NS ラズベリーパイ 多くのことができます。 それはその魅力の一部です。 Piは通常のPCと同じように使用でき、ボードのUSBポートとHDMIポートを介して周辺機器を接続します。 Piの技術的な側面に飛び込みたい場合は、回路基板の側面に沿ったピンのセットに注意を向けてください。 これらのピンは、IoT、ロボット工学、およびその他のプロジェクトでRaspberryPiを使用するための鍵を握っています。 ピンが分解されて説明されると、ピンはあなたが思うほど威圧的ではありません。

ラズベリーパイのピンの紹介

GPIO（汎用入出力）という用語は、 ラズベリーパイ. 入力ピンと出力ピンは、Arduino、Beagleboneなどのほとんどのマイクロコントローラーにあります。

Raspberry Piを備えたGPIOは、ボードの左上隅にある長いピンのブロックです。 古いモデルには26ピンがあり、現在のモデルには40ピンがあります。

コンポーネントやその他のハードウェアデバイスをこれらのピンに接続し、コードを使用してコンポーネントの動作を制御できます。 これはRaspberryPiの重要な部分であり、電子機器について学ぶための優れた方法です。

いくつかのソフトウェアプロジェクトの後、これらのピンを試してみて、コードとハードウェアを組み合わせて実際に物事を実現したいと思うでしょう。

Piを初めて使用する場合、このプロセスは恐ろしいものになる可能性があります。 1回の誤った動きがRaspberryPiに損傷を与える可能性があることを考えると、初心者が探索するのは神経質な領域であることは理解できます。

この記事では、各タイプのGPIOピンの機能とその制限について説明します。

GPIO

まず、GPIO全体を見てみましょう。 ピンは同じように見えるかもしれませんが、すべて異なる機能を持っています。 下の画像は、これらの機能をさまざまな色で示しています。

各ピンには、左下隅から始めて1から40までの番号が付けられています。 これらは物理的なピン番号です。 ただし、コードを記述するときに使用されるBCMなどの番号付けとラベル付けの規則もあります。

電源とアース

赤で強調表示されているのは、3.3Vまたは5Vの場合は3または5のラベルが付いた電源ピンです。 これらのピンを使用すると、コードを必要とせずにデバイスに電力を送ることができます。 これらをオフにする方法もありません。

3.3ボルトと5ボルトの2つの電源レールがあります。 3.3Vレールは50mAの消費電流に制限されています. 対照的に、5Vレールは、Piが必要なものを取得した後、電源から残っている電流容量を提供します。

茶色で強調表示されているのは、アースピン（GND）です。 これらの接地ピンは、あらゆる電子機器プロジェクトの重要な部分です。

入力/出力ピン

緑のピンは一般的な入力/出力ピンです。 これらは、I2C、SPI、UARTなどの他の機能と衝突することなく、入力または出力として簡単に使用できます。

これらのピンは、LED、ブザー、またはその他のコンポーネントに電力を送信したり、センサー、スイッチ、またはその他の入力デバイスを読み取るための入力として使用したりできます。

これらのピンの出力電力は3.3Vです。 各ピンは、シンクまたはソーシングのいずれにおいても、16mAの電流を超えてはなりません。 GPIOピンのセット全体が一度に50mAを超えてはなりません。 これは制限的である可能性があるため、特定のプロジェクトで創造性を発揮する必要がある場合があります。

I2Cピン

I2Cピンは黄色です。 I2C は、デバイスがRaspberryPiと通信できるようにする通信プロトコルです。 これらのピンは、汎用GPIOピンとしても使用できます。

使用の良い例 I2C は人気のあるMCP23017ポートエキスパンダーチップであり、このI2Cプロトコルを介してより多くの入力/出力ピンを提供できます。

UART（シリアル）ピン

UARTピンは灰色で表示されます。 これらのピンは、シリアル接続を提供する別の通信プロトコルであり、汎用GPIO入力/出力として使用できます。

UARTの用途の1つは、PiからラップトップへのUSB経由のシリアル接続を有効にすることです。 これは、アドオンボードまたは単純なケーブルを使用して実現できます。 Piにアクセスするための画面やインターネット接続が不要になります。

SPIピン

SPIピンはピンク色です。 SPIは、Piと他のハードウェアおよび周辺機器との間でデータを送信するインターフェイスバスです。 これは通常、次のようなデバイスのチェーンに使用されます。 導いた マトリックスまたはディスプレイ。

他のピンと同様に、これらのピンは汎用GPIO入力/出力としても使用できます。

DNCピン

最後は、現在次のようにラベル付けされている青色の2つのピンです。 DNC、Do NotConnectの略です。 Raspberry Pi Foundationがボードまたはソフトウェアを変更した場合、これは将来変更される可能性があります。

GPIOナンバリング規則

GPIOでコーディングする場合、BCMまたはBOARDの2つの方法のいずれかでGPIOライブラリをインポートすることを選択できます。

最初のオプションは GPIO BCM. これはBroadcomの番号付け規則です。 これは、プロジェクトやハードウェアアドオン全体で一般的に使用されています。

2番目のオプションは GPIOボード. この方法では、代わりに物理的なピン番号を使用します。これは、ピンを数えるときに便利です。 プロジェクトの例では、あまり使用されていないことがわかります。

GPIOモードは、GPIOライブラリをインポートするときに設定されます。

RPiをインポートします。 GPIOとしてのGPIO。 

としてインポートするには BCM:

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

としてインポートするには ボード:

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

これらの方法は両方とも同じ仕事をします。 それはナンバリングの好みの問題です。

次のようなGPIOラベルボードを使用できます RasPiO Portsplus （写真）ワイヤーを接続しているピンを確認します。 片側はBCMの番号付け規則を示しています。 もう1つはBOARDを示しています。 だから、あなたはあなたが見つけたどんなプロジェクトでもカバーされます。