Всичко, което трябва да знаете за Raspberry Pi GPIO игли

реклама

Raspberry Pi е евтин и мъничък компютър, способен на огромен набор от задачи, включително ретро игри и да бъдеш а домашен медиен център Инсталирайте Kodi, за да превърнете Raspberry Pi в домашен медиен центърАко имате Raspberry Pi, можете да го превърнете в евтин, но ефективен домашен медиен център само като инсталирате Kodi. Прочетете още . Pi също има сериозен фокус върху образованието, и с двете драскотина Първи стъпки с драскане върху Raspberry PiНашият урок за Scratch ви позволява да се забавлявате с Raspberry Pi, дори ако не знаете как да кодирате. Прочетете още и Minecraft Pi издание Научете Python и електроника с Minecraft Pi EditionВинаги ли сте искали да се научите да кодирате, но не знаете откъде да започнете? Научете как да контролирате Minecraft на Raspberry Pi с помощта на Python и малко проста електроника. Прочетете още насочени към подпомагане на младите хора да се научат да кодират и GPIO щифтовете (Обща цел Вход / Изход) отвори цял свят на електронно майсторство и изобретяване на сам.

Какво представляват Raspberry Pi GPIO щифтовете?

В тази статия ще ви разкажем всичко, което трябва да знаете за GPIO пиновете на Pi: какво могат да правят, как да ги използват и грешки, които да избягвате, докато ги използвате.

Бележка преди да започнем: Различните ревизии на Pi могат да варират в зависимост от техните пинове! Преди да прикачите нещо към дъската си, уверете се, че използвате правилните. Бърз начин за проверка е да въведете Pinout в терминала на Raspberry Pi, който ще изведе диаграма на текущата ви настройка.

GPIO щифтовете са интегрирани в платката на компютъра. Поведението им може да се контролира от потребителя, за да им позволи да четат данни от сензори и да контролират компоненти като светодиоди, двигатели и дисплеи. По-старите модели на Pi са имали 26 GPIO пина, докато по-новите модели имат 40. Тази диаграма показва какво прави всеки пин:

В схемата с етикети по-горе можете да видите, че има различни видове GPIO щифтове, които служат за различни цели. Можете да намерите интерактивна версия на тази диаграма на pinout.xyz Той също така очертава едно от първите объркващи неща, с които ще трябва да се справите. Всеки щифт има два номера, прикрепени към него. негов СЪВЕТ число (числата в кръга) и неговото BCM (Broadcom SOC канал) номер. Можете да изберете коя конвенция да използвате, когато пишете своя Python код:

# 1 - Номериране на GPIO / BCM. GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Номерация на платката. GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

Можете да използвате само една конвенция във всеки проект, така че изберете една и се придържайте към нея. Нито една конвенция не е "правилна", така че вървете с това, което от вас има най-голям смисъл. Заслужава да се отбележи обаче, че някои периферни устройства разчитат на GPIO / BCM номерация.

За тази статия ще се придържаме СЪВЕТ номерация. И така, какво всъщност правят щифтовете?

Захранващи щифтове

Да започнем с щифтовете за захранване Raspberry Pi може да осигури както 5v (щифтове 2 и 4), така и 3.3v (щифтове 1 и 17) мощност. Той също така предоставя a приземен (GND) за вериги на пинове 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 и 39.

За съжаление, няма еднозначен отговор колко точно могат да извлекат 5V захранващите щифтове, тъй като зависи от това какво захранване използвате и какво друго компоненти, които сте прикачили към вашия Pi. Raspberry Pi 3 ще извлече само 2.5А от захранването си и изисква около 750mA за зареждане и нормално без глава операция. Това означава, че ако използвате 2.5A захранване, 5V щифтовете могат да доставят общ ток от около 1,7А максимум. Досадно, но това варира между моделите на Pi, както показва тази таблица:

За повечето потребители, които просто започват с Pi, това няма да е проблем, но е нещо, което трябва да имате предвид, докато прекарвате повече време с GPIO щифтовете.

3.3v пиновете са малко по-прости, като последните ревизии на Raspberry Pi (Модел B + нататък) осигуряват до петстотинmA общо и по-стари модели, предоставящи само 50 mA. Обърнете внимание, че този ток се споделя и във всички останали GPIO игли!

Така че тези щифтове могат да осигурят захранване на вашите компоненти, но това е всичко, което правят. Истинските забавни неща идват от останалите щифтове.

Стандартен GPIO

На диаграмата по-горе, игнорирайки захранващите щифтове, ще видите, че някои от тях са маркирани в различни цветове. Зелените щифтове са стандартни GPIO пинове и това са какво ще използвате за повечето начинаещи проекти. Тези щифтове са способни на 3.3v продукция, наричан също настройка на щифта ВИСОКО в код. Когато изходният щифт е LOW това означава, че просто предоставя 0v.

Те също са в състояние да вземат вход от до 3,3 V, които щифтът чете като ВИСОКО.

Не предоставяйте на щифтовете по-големи от 3,3 V: това е бърз начин за пържене на вашия Pi!

За страхотно ръководство за това как да започнете да използвате GPIO игли в един прост проект, изпробвайте нашите Първи стъпки с Raspberry Pi GPIO проект Първи стъпки с GPIO на Raspberry PiАко все пак Arduino беше готин, просто изчакайте, докато се хванете за Raspberry Pi - тези неща са невероятни. Освен че са напълно функционален компютър, те имат и ... Прочетете още .

Въпреки че ще покрием някои от щифтовете със специални приложения в тази статия, можете да използвате всякакви щифтове с изключение на захранващите щифтове и щифтове 27 и 28 като обикновени щифтове за GPIO.

PWM

PWM (импулсна ширина модулация) се използва с компоненти като двигатели, сервоприводи и светодиоди, като изпраща къси импулси, за да контролира колко енергия получават. Използвахме го с ардуино в нашата Крайно ръководство за урока за LED ленти Последно ръководство за свързване на LED светлинни ленти към ArduinoЕдин от най-разпространените LED продукти е LED лентата. В тази статия ще разгледаме как да настроите двата най-често срещани типа с Arduino. Прочетете още .

PWM е възможен и на Pi. Пин 12 (GPIO 18) и пин 35 (GPIO 35) са хардуерни PWM, въпреки че Pi също е в състояние да предостави софтуер PWM чрез библиотеки като pigpio.

За запознаване с кода, необходим за PWM, този прост Урок за яркост с LED трябва да ви помогне да продължите.

UART

Пинове 8 и 10 (GPIO 14 и 15) са UART щифтове, предназначени за комуникация с Pi, използвайки серийния порт. Има някои ситуации, в които може да искате да направите това, но за повечето начинаещи се свързват с вашия Pi без глава през SSH Настройка на вашия Raspberry Pi за употреба без глава с SSHRaspberry Pi може да приема SSH команди, когато е свързан към локална мрежа (или чрез Ethernet или Wi-Fi), което ви позволява лесно да го настроите. Предимствата на SSH надхвърлят разстройството на ежедневния скрининг ... Прочетете още или с помощта на VNC Как да стартирате отдалечен работен плот на Raspberry Pi с VNCАми ако имате нужда от достъп до настолния компютър Raspberry Pi от вашия компютър или лаптоп, без да е необходимо да включвате клавиатура, мишка и монитор? Тук идва VNC. Прочетете още вероятно ще е по-лесно.

Ако се интересувате от подробен изглед на това как работят серийните щифтове, това е страхотен грунд.

SPI

SPI (серийна периферна интерфейсна шина) е метод за комуникация с устройства като RFID четеца, който използвахме в нашите Направи си сам Smart Lock с Arduino и RFID Направи си сам Smart Lock с Arduino и RFIDЕто как да изградите обикновена интелигентна брава, базирана на RFID, като използвате Arduino като основата и няколко евтини компоненти. Прочетете още проект.

Той позволява на устройствата да комуникират синхронизирано с Raspberry Pi, което означава, че много повече данни могат да преминават между майстор и роб устройства. Ако някога сте използвали a малък сензорен екран за Вашия Пи, така са комуникирали.

Има различни устройства и HAT разширения за Raspberry Pi, които използват SPI, и това може да отвори вашите проекти за много повече хардуер, отколкото обикновените GPIO пинове могат да поддържат. Това обаче изисква доста голямо окабеляване, за да работи. Има задълбочен преглед на SPI в Уебсайт за фондация Raspberry Pi.

Щифтове 19, 21, 23, 24, 25 и 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND и GPIO 26) се използват за свързване към SPI устройство и всички те са необходими за безпроблемна работа. Един добър начин да избегнете всички спагети е да купите предварително приготвено разширение като например Смисъл HAT, който се побира отгоре на вашата платка и му осигурява LED матрица и широк набор от сензори. Тя беше любима от няколко години и дори беше равномерна използван на Международната космическа станция да направим някои експерименти!

SPI протоколът не е активиран като стандарт за Raspbian, но може да бъде активиран във файла raspi-config, заедно с I2C.

I2C

I2C (интегрална схема) е подобен на SPI, но обикновено се счита за по-лесен за настройване и използване. Той комуникира асинхронно и е в състояние да поддържа толкова различни устройства, колкото е необходимо, при условие че всяко от тях има уникални адресни места в I2C шината. Поради тази система за адресиране, Pi се нуждае само от два пина I2C - пин 3 (GPIO 2) и щифт 5 (GPIO 3), което го прави много по-лесно от SPI.

Малкият отпечатък на I2C отваря огромен набор от възможности. Със стандартните GPIO щифтове, настройката на LCD екран и някои бутони би заела почти всеки щифт, като се използва I2C устройство, като например Adafruit Negative LCD контролер свежда го само до два пина!

Sparkfun имат a пълно излъчване на SPI и I2C заедно с примери, за да започнете.

Пинове 27 и 28 (маркирани ID_SD и ID_SC) също са I2C. Pi се използват за вътрешни функции, а също и някои HAT табла. Като общо правило, не се забърквайте с тях, освен ако не сте наистина ли знайте какво правите!

Raspberry Pi: GPIO пин за всичко!

Raspberry Pi е швейцарският армейски нож на съвременните изчислителни системи. Заедно с огромно количество страхотни ежедневни употреби, това също отваря всеки пред възможността да направят свои готини творения.

много Raspberry Pi начинаещи проекти 11-те най-добри Raspberry Pi проекта за начинаещиТези проекти на Raspberry Pi за начинаещи са чудесни за стартиране с възможностите на всеки модел Raspberry Pi. Прочетете още използвайте протоколите, обсъдени в тази статия, а практическият подход е най-добрият начин да се научите. Продължавайте да се занимавате и се забавлявайте!