Alt du trenger å vite om Raspberry Pi GPIO Pins

Annonse

Raspberry Pi er en billig og liten datamaskin som er i stand til et stort utvalg av oppgaver, inkludert retrospilling og å være en hjemme mediesenter Installer Kodi for å gjøre bringebærpien din i et hjemmemediesenterHvis du har en Raspberry Pi, kan du gjøre den til et billig, men effektivt hjemmemediesenter bare ved å installere Kodi. Les mer . Pi har også et tungt fokus på utdanning, med begge deler Ripe Komme i gang med riper på bringebærpienVår skrittopplæring lar deg ha det moro med en Raspberry Pi selv om du ikke vet hvordan du skal kode. Les mer og Minecraft Pi-utgave Lær Python og elektronikk med Minecraft Pi EditionHar du alltid ønsket å lære å kode, men ikke visste hvor du skal begynne? Lær hvordan du kontrollerer Minecraft på Raspberry Pi ved hjelp av Python og litt enkel elektronikk. Les mer rettet mot å hjelpe unge med å lære å kode, og GPIO-pinnene (Generelt formål Input / Output) åpne for en hel verden av elektronisk kling og oppfinnelse av DIY.

Hva er bringebær Pi GPIO-pinner?

I denne artikkelen vil vi fortelle deg alt du trenger å vite om Pi's GPIO-pinner: hva de kan gjøre, hvordan du bruker dem og feil du kan unngå når du bruker dem.

En lapp før vi begynner: Ulike revisjoner av Pi kan variere med pinnene sine! Før du knytter noe til brettet ditt, må du forsikre deg om at du bruker de riktige. En rask måte å sjekke er å skrive pinout inn på Raspberry Pi-terminalen din, som viser et diagram over ditt nåværende oppsett.

GPIO-pinnene er integrert i datamaskinens kretskort. Oppførselen deres kan kontrolleres av brukeren slik at de kan lese data fra sensorer og kontrollere komponenter som lysdioder, motorer og skjermer. Eldre modeller av Pi hadde 26 GPIO-pinner, mens de nyere modellene alle har 40. Dette diagrammet viser hva hver pin gjør:

I det merkede diagrammet over kan du se at det er forskjellige typer GPIO-pinner som tjener forskjellige formål. Du kan finne en interaktiv versjon av dette diagrammet på pinout.xyz Den skisserer også en av de første forvirrende tingene du vil måtte kjempe med. Hver pin har to tall festet til den. Det er BORDE nummer (tallene i sirkelen) og dens BCM (Broadcom SOC-kanal) nummer. Du kan velge hvilken stevne du skal bruke når du skriver Python-koden:

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

Du kan bare bruke ett stevne i hvert prosjekt, så velg en og hold deg til den. Ingen av stevnene er "riktige", så følg med hvilken som er mest fornuftig for deg. Det er imidlertid verdt å merke seg at visse eksterne enheter er avhengige av GPIO / BCM-nummerering.

For denne artikkelen vil vi holde oss til BORDE nummerering. Så hva gjør egentlig pinnene?

Power Pins

La oss starte med strømnålene. Raspberry Pi kan gi både 5v (pinne 2 og 4) og 3,3 v (pinner 1 og 17). Det gir også en bakke (GND) for kretsløp på pinnene 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 og 39.

Dessverre er det ikke noe svar på hvor mye strøm 5v-strømnålene kan trekke, da det er avhengig av hvilken strømforsyning du bruker, og hva annet komponenter du har festet til Pi-en din. Raspberry Pi 3 trekker bare 2.5A fra strømforsyningen, og krever rundt 750 mA for oppstart og normal hodeløs operasjon. Dette betyr at hvis du bruker en 2,5A strømforsyning, kan 5v-pinnene levere en total strøm på rundt 1,7A maksimalt. Irriterende varierer dette imidlertid mellom Pi-modeller, som denne tabellen viser:

For de fleste brukere som bare begynner med Pi, vil dette ikke være noe problem, men det er noe du må huske på når du bruker mer tid med GPIO-pinnene.

3.3v-pinnene er noe enklere, med nylige Raspberry Pi-revisjoner (Model B + og utover) som gir opp til 500mA totalt, og eldre modeller som gir bare 50mA. Vær oppmerksom på at denne strømmen deles gjennom alle de andre GPIO-pinnene også!

Så disse pinnene kan gi strøm til komponentene dine, men det er alt de gjør. De virkelige morsomme tingene kommer fra resten av pinnene.

Standard GPIO

Hvis du ignorerer strømnålene, ser du at noen er merket i forskjellige farger på oversikten over. De grønne pinnene er standard GPIO-pinner, og det er dette du vil bruke til de fleste nybegynnerprosjekter. Disse pinnene er i stand til en 3.3v produksjon, også referert til som å sette pinnen HØY i kode. Når en utgangspinne er LAV dette betyr at det ganske enkelt gir 0v.

De er også i stand til å ta en inngang på opptil 3.3v, som pinnen leser som HØY.

Ikke gi pinnene større enn 3.3v: Dette er en rask måte å steke Pi-en din på!

For en god guide til hvordan du kommer i gang med å bruke GPIO-pinnene i et enkelt prosjekt, kan du prøve våre Komme i gang med Raspberry Pi GPIO-prosjektet Komme i gang med GPIO på en bringebærpiHvis du selv om Arduino var kul, bare vent til du får hendene på en bringebær Pi - disse tingene er fantastiske. I tillegg til å være en fullt funksjonell datamaskin, har de også en ... Les mer .

Selv om vi vil dekke noen av pinnene med spesiell bruk i denne artikkelen, kan du bruke alle pinner bortsett fra strømnålene og pinnene 27 og 28 som vanlige GPIO-pinner.

PWM

PWM (pulsbreddemodulasjon) brukes med komponenter som motorer, servoer og lysdioder ved å sende korte pulser for å kontrollere hvor mye strøm de får. Vi brukte den med en Arduino i vår Ultimate Guide to LED Strips tutorial Ultimate Guide to Connecting LED Light Strips to ArduinoEt av de vanligste LED-produktene er LED-stripen. I denne artikkelen vil vi dekke hvordan du konfigurerer de to vanligste typene med en Arduino. Les mer .

PWM er også mulig på Pi. Pin 12 (GPIO 18) og pin 35 (GPIO 35) er PWM-maskinvare, selv om Pi også er i stand til å tilby programvare PWM gjennom biblioteker som f.eks. pigpio.

For en introduksjon til koden som kreves for PWM, dette enkle LED-lysstyrkeveiledning skal hjelpe deg i gang.

UART

Pinnene 8 og 10 (GPIO 14 og 15) er UART-pinner, designet for kommunikasjon med Pi ved bruk av serieporten. Det er visse situasjoner der det kan være lurt å gjøre dette, men for de fleste nybegynnere som kobler seg til Pi-en din hodeløst via SSH Sette opp bringebærpien din for hodeløs bruk med SSHRaspberry Pi kan godta SSH-kommandoer når de er koblet til et lokalt nettverk (enten med Ethernet eller Wi-Fi), slik at du enkelt kan konfigurere den. Fordelene med SSH går ut over å forstyrre den daglige screeningen ... Les mer eller ved hjelp av en VNC Slik kjører du et eksternt skrivebord på Raspberry Pi med VNCHva om du trenger tilgang til Raspberry Pi-skrivebordet fra PC-en eller bærbar PC, uten å måtte koble til et tastatur, mus og skjerm? Det er her VNC kommer inn. Les mer vil sannsynligvis være enklere.

Hvis du er interessert i en detaljert oversikt over hvordan seriepinnene fungerer, dette er en flott grunning.

SPI

SPI (Seriell perifer grensesnittbuss) er en metode for å kommunisere med enheter som RFID-leseren vi brukte i vår DIY Smart Lock med Arduino og RFID DIY Smart Lock med Arduino og RFIDSlik bygger du en enkel RFID-basert smartlås ved hjelp av en Arduino som ryggraden og noen få billige komponenter. Les mer prosjekt.

Den lar enheter kommunisere med Raspberry Pi synkront, noe som betyr at mye mer data kan passere mellom herre og slave enheter. Hvis du noen gang har brukt a liten berøringsskjerm for din Pi, dette er hvordan de kommuniserte.

Det er forskjellige enheter og utvidelses-hatter for Raspberry Pi som bruker SPI, og det kan åpne prosjektene dine for mye mer maskinvare enn de vanlige GPIO-pinnene kan opprettholde. Det krever imidlertid ganske mye ledninger for å få det til å fungere. Det er en dyptgående oversikt over SPI på Raspberry Pi foundation nettsted.

Pins 19, 21, 23, 24, 25 og 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND og GPIO 26) brukes til å koble til en SPI-enhet, og de er alle nødvendige for jevn drift. En god måte å unngå all spaghettien er å kjøpe en premade-utvidelse som Sense HAT, som passer på toppen av brettet ditt og gir den en LED-matrise og et bredt utvalg av sensorer. Det har vært en favoritt i flere år nå, og var jevn brukt på den internasjonale romstasjonen å gjøre noen eksperimenter!

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

I2C

I2C (interintegrert krets) ligner på SPI, men anses generelt for å være lettere å sette opp og bruke. Den kommuniserer asynkront, og er i stand til å opprettholde så mange forskjellige enheter som nødvendig, forutsatt at de hver har unike adresseplasser på I2C-bussen. På grunn av dette adresseringssystemet trenger Pi bare to I2C-pinner - pinne 3 (GPIO 2) og pinne 5 (GPIO 3), noe som gjør det mye enklere å bruke enn SPI.

Det lille fotavtrykket til I2C åpner for et stort utvalg av muligheter. Med standard GPIO-pinner, ville det å sette opp en LCD-skjerm og noen knapper ta opp nesten hver pin, ved å bruke en I2C-enhet som f.eks. Adafruit negativ LCD-kontroller bringer det ned til bare to pinner!

Sparkfun har en full oversikt over SPI og I2C sammen med eksempler for å komme i gang.

Pinnene 27 og 28 (merket ID_SD og ID_SC) er også I2C. Det brukes av Pi for interne funksjoner, og også noen HAT-tavler. Som en generell regel, ikke rot med dem med mindre du egentlig vet hva du gjør!

Raspberry Pi: En GPIO-pin for alt!

Raspberry Pi er den sveitsiske hærens kniv for moderne databehandling. Sammen med en enorm mengde kjempeflott dag til dag bruker, det åpner også enhver for muligheten for å lage sine egne kule kreasjoner.

Mange Raspberry Pi nybegynnerprosjekter De 11 beste bringebær-pi-prosjektene for nybegynnereDisse Raspberry Pi-prosjektene for nybegynnere er gode for å komme i gang med mulighetene til enhver Raspberry Pi-modell. Les mer bruk protokollene omtalt i denne artikkelen, og en praktisk tilnærming er den beste måten å lære. Fortsett å tulle, og ha det gøy!