Alt hvad du behøver at vide om Raspberry Pi GPIO-pins

Raspberry Pi er en billig og lille computer, der er i stand til et stort udvalg af opgaver, herunder retro-spil og at være et hjemmemediecenter Installer Kodi for at vende din Raspberry Pi til et hjemmemediecenter Installer Kodi for at vende din Raspberry Pi til et hjemmemediecenter Hvis du har en Raspberry Pi, kan du omdanne den til et billigt, men effektivt hjemmemediecenter bare ved at installere Kodi. . Pi har også et tungt fokus på uddannelse, med både Scratch Kom godt i gang med skrab på hindbæren Pi Kom godt i gang med skrammer på raspberry Pi Vores skrapeduktion giver dig mulighed for at have det sjovt med en hindbærpi, selvom du ikke ved, hvordan du koder . og Minecraft Pi-udgave Lær Python og elektronik med Minecraft Pi-udgave Lær Python og elektronik med Minecraft Pi-udgave Har du altid ønsket at lære at kode, men vidste ikke, hvor du skal starte? Lær hvordan man styrer Minecraft på Raspberry Pi ved hjælp af Python og nogle enkle elektronik. rettet mod at hjælpe unge med at lære at kode, og GPIO-stifterne (Generelt formål Input / Output) åbne op for en hel verden af ​​elektronisk tinkering og opfindelse af DIY.

Hvad er Raspberry Pi GPIO-pins?

I denne artikel vil vi fortælle dig alt hvad du har brug for at vide om Pi's GPIO-pins: hvad de kan gøre, hvordan de bruges og fejl, der skal undgås, mens du bruger dem.

En note, inden vi begynder: Forskellige revisioner af Pi kan variere med deres stifter! Før du fastgør noget til dit bord, skal du sørge for at bruge de rigtige. En hurtig måde at kontrollere er at skrive pinout ind på din Raspberry Pis terminal, som viser et diagram over din nuværende installation.

GPIO-stifterne er integreret i computerens kredsløb. Deres opførsel kan styres af brugeren for at give dem mulighed for at læse data fra sensorer og styre komponenter som LED'er, motorer og skærme. Ældre modeller af Pi havde 26 GPIO-stifter, mens de nyere modeller alle har 40. Dette diagram viser, hvad hver pin gør:

I det mærkede diagram ovenfor kan du se, at der er forskellige typer GPIO-stifter, der tjener forskellige formål. Du kan finde en interaktiv version af dette diagram på pinout.xyz Det skitserer også en af ​​de første forvirrende ting, du bliver nødt til at kæmpe med. Hver pin har to numre knyttet til den. dens BESTYRELSE nummer (numrene i cirklen) og dens BCM (Broadcom SOC-kanal) nummer. Du kan vælge, hvilken konvention du skal bruge, når du skriver din Python-kode:

# 1 - GPIO / BCM-nummerering GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Boardnummerering GPIO.setmode (GPIO.BOARD) 

Du kan kun bruge en konvention i hvert projekt, så vælg en og hold dig til den. Ingen af ​​konventionerne er det “ret”, så gå med det, der er mest fornuftigt for dig. Det er dog værd at bemærke, at visse perifere enheder er afhængige af GPIO / BCM-nummerering.

For denne artikel vil vi holde os til BESTYRELSE nummerering. Så hvad gør stifterne faktisk?

Power Pins

Lad os starte med strømstifterne. Raspberry Pi kan levere både 5v (stift 2 og 4) og 3,3V (stifter 1 og 17) strøm. Det giver også en jord (GND) til kredsløb på stifter 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 og 39.

Desværre er der ikke et enkelt svar på, hvor meget strøm 5v-strømstifterne kan trække, da det er afhængig af, hvilken strømforsyning du bruger, og hvilke andre komponenter, du har knyttet til din Pi. Raspberry Pi 3 trækker kun 2,5A fra sin strømforsyning og kræver omkring 750 mA til opstart og normal hovedløs drift. Dette betyder, at hvis du bruger en 2,5A strømforsyning, kan 5v-stifterne levere en samlet strøm på omkring 1,7A maksimalt. Irriterende varierer dette imidlertid mellem Pi-modeller, som denne tabel viser:

Billedkredit: raspberrypi.org

For de fleste brugere, der lige starter med Pi, vil dette ikke være et problem, men det er noget at huske på, når du bruger mere tid med GPIO-stifterne.

3,3V-stifterne er noget enklere, hvor de seneste Raspberry Pi-revisioner (Model B + og fremefter) giver op til 500mA samlede og ældre modeller, der kun leverer 50mA. Bemærk, at denne strøm også deles i alle de andre GPIO-stifter!

Så disse ben kan levere strøm til dine komponenter, men det er alt, hvad de gør. De rigtige sjove ting kommer fra resten af ​​stifterne.

Standard GPIO

I oversigten ovenfor, hvis du ignorerer strømstifterne, ser du, at nogle er markeret i forskellige farver. De grønne ben er standard GPIO-stifter, og det er hvad du vil bruge til de fleste nybegynderprojekter. Disse ben er i stand til en 3.3v produktion, også kaldet indstilling af stiften HØJ i kode. Når en output pin er LAV dette betyder, at det ganske enkelt leverer 0v.

De er også i stand til at tage en input på op til 3,3V, som stiften læser som HØJ.

Giv ikke stifterne større end 3.3v: dette er en hurtig måde at stege din Pi på!

For en god guide til, hvordan du kommer i gang med at bruge GPIO-stifterne i et simpelt projekt, kan du prøve vores Kom godt i gang med Raspberry Pi GPIO-projekt Kom godt i gang med GPIO på en Raspberry Pi Kom godt i gang med GPIO På en Raspberry Pi Hvis du selvom Arduino var sej, Vent bare indtil du får fat på en Raspberry Pi - disse ting er fantastiske. Ud over at være en fuldt funktionsdygtig computer har de også en ... .

Selvom vi vil dække nogle af stifterne med særlig anvendelse i denne artikel, kan du bruge alle stifter undtagen strømstifterne og stifterne 27 og 28 som almindelige GPIO-stifter.

PWM

PWM (pulsbredde-modulation) bruges sammen med komponenter som motorer, servoer og LED'er ved at sende korte impulser for at kontrollere, hvor meget strøm de modtager. Vi brugte det med en Arduino i vores Ultimate Guide to LED Strips tutorial Ultimate Guide to Connection LED Light Strips to Arduino Ultimate Guide to Connecting LED Light Strips to Arduino Et af de mest almindelige LED-produkter er LED strip. I denne artikel vil vi dække, hvordan man konfigurerer de to mest almindelige typer med en Arduino. .

PWM er også muligt på Pi. Pin 12 (GPIO 18) og pin 35 (GPIO 35) er hardware PWM i stand, skønt Pi også er i stand til at levere software PWM gennem biblioteker såsom pigpio.

For at få en introduktion til den krævede kode til PWM, bør denne enkle LED-lysstyrkevejledning hjælpe dig med at komme i gang.

UART

Stifter 8 og 10 (GPIO 14 og 15) er UART-stifter, der er designet til kommunikation med Pi ved hjælp af den serielle port. Der er visse situationer, hvor du måske ønsker at gøre dette, men for de fleste begyndere, der opretter forbindelse til din Pi hovedløst via SSH Opsætning af din Raspberry Pi til hovedløs brug med SSH Opsætning af din Raspberry Pi til hovedløs brug med SSH Raspberry Pi kan acceptere SSH-kommandoer når du er tilsluttet et lokalt netværk (enten via Ethernet eller Wi-Fi), så du nemt kan konfigurere det. Fordelene ved SSH går ud over at forstyrre den daglige screening… eller bruge en VNC Sådan køres et eksternt skrivebord på Raspberry Pi med VNC Sådan køres et fjernskrivebord på Raspberry Pi med VNC Hvad hvis du har brug for adgang til Raspberry Pi-skrivebordet fra din pc eller bærbar computer, uden at skulle tilslutte et tastatur, mus og skærm? Det er her VNC kommer ind. Vil sandsynligvis være lettere.

Hvis du er interesseret i en detaljeret oversigt over, hvordan de serielle stifter fungerer, er dette en god grunning.

SPI

SPI (Seriel perifer interfacebus) er en metode til kommunikation med enheder som RFID-læser, vi brugte i vores DIY Smart Lock med Arduino og RFID DIY Smart Lock med Arduino og RFID DIY Smart Lock med Arduino og RFID Sådan bygger du en simpel RFID-baseret smart lock ved hjælp af en Arduino som rygraden og et par billige komponenter. projekt.

Det giver enheder mulighed for at kommunikere med Raspberry Pi synkront, hvilket betyder, at meget mere data kan passere mellem mestre og slave enheder. Hvis du nogensinde har brugt en lille berøringsskærm til din Pi, er det sådan, de kommunikerede.

Billedkredit: Gareth Halfacree / flickr.com

Der er forskellige enheder og udvidelses-HAT'er til Raspberry Pi, der bruger SPI, og det kan åbne dine projekter for meget mere hardware, end de almindelige GPIO-stifter kan opretholde. Det kræver dog en hel del ledninger for at få det til at fungere. Der er en dybdegående oversigt over SPI på Raspberry Pi Foundation-webstedet.

Pins 19, 21, 23, 24, 25 og 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND og GPIO 26) bruges til at oprette forbindelse til en SPI-enhed, og de er alle nødvendige for en jævn drift. En god måde at undgå al spaghetti er at købe en forhåndsudvidet forlængelse såsom Sense HAT, der passer oven på dit bord og giver den en LED-matrix og en bred vifte af sensorer. Det har været en favorit i flere år nu og blev endda brugt på Den Internationale Rumstation til at udføre nogle eksperimenter!

SPI-protokollen er ikke aktiveret som standard på Raspbian, men den kan aktiveres i raspi-config-filen sammen med I2C.

I2C

I2C (interintegreret kredsløb) ligner SPI, men betragtes generelt som lettere at opsætte og bruge. Det kommunikerer asynkront og er i stand til at opretholde så mange forskellige enheder, som det er nødvendigt, forudsat at de hver især har unikke adressepladser på I2C-bussen. På grund af dette adresseringssystem har Pi kun brug for to I2C-stifter 3 (GPIO 2) og pin 5 (GPIO 3), hvilket gør det meget enklere at bruge end SPI.

Det lille fodaftryk af I2C åbner en lang række muligheder. Med almindelige GPIO-stifter vil opsætning af en LCD-skærm og nogle knapper tage næsten hver pin, ved at bruge en I2C-enhed som Adafruit Negative LCD-controller bringer det ned til kun to stifter!

Sparkfun har en fuld gennemgang af SPI og I2C sammen med eksempler for at komme i gang.

Pins 27 og 28 (markeret ID_SD og ID_SC) er også I2C. Der bruges af Pi til interne funktioner og også nogle HAT-tavler. Generelt må du ikke rod med dem, medmindre du virkelig ved hvad du laver!

Raspberry Pi: En GPIO-pin til alt!

Raspberry Pi er den schweiziske hærkniv til moderne computing. Sammen med en enorm mængde fantastiske daglige anvendelser åbner det også enhver for muligheden for at lave deres egne seje kreationer.

Mange Raspberry Pi-nybegynderprojekter Raspberry Pi-projekter til begyndere Raspberry Pi-projekter til begyndere Disse 10 Raspberry Pi-projekter til begyndere er gode til at få en introduktion til hardware- og softwarefunktionerne i Pi, og vil hjælpe dig med at komme i gang på kort tid! Brug de protokoller, der er omtalt i denne artikel, og en praktisk tilgang er den bedste måde at lære. Bliv ved med at narre og have det sjovt!