Tutto quello che devi sapere sui pin GPIO di Raspberry Pi

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Il Raspberry Pi è un computer economico e di piccole dimensioni in grado di svolgere una vasta gamma di attività, tra cui giochi retrò ed essere a centro multimediale domestico Installa Kodi per trasformare il tuo Raspberry Pi in un Media Center domesticoSe hai un Raspberry Pi, puoi trasformarlo in un centro multimediale domestico economico ma efficace semplicemente installando Kodi. Leggi di più . Il Pi ha anche una forte attenzione all'istruzione, con entrambi Graffiare Introduzione a Scratch su Raspberry PiIl nostro tutorial su Scratch ti consente di divertirti con un Raspberry Pi anche se non sai come programmare. Leggi di più e Edizione Minecraft Pi Scopri Python ed Electronics con Minecraft Pi EditionHai sempre desiderato imparare a programmare ma non sapevi da dove iniziare? Scopri come controllare Minecraft su Raspberry Pi utilizzando Python e alcuni semplici dispositivi elettronici. Leggi di più orientato ad aiutare i giovani a imparare a programmare e i pin GPIO (

Ingresso / uscita per scopi generici) aprono un intero mondo di armeggi e invenzioni elettroniche fai-da-te.

Cosa sono i pin GPIO di Raspberry Pi?

In questo articolo, ti diremo tutto ciò che devi sapere sui pin GPIO del Pi: cosa possono fare, come usarli ed errori da evitare mentre li usi.

Una nota prima di iniziare: Diverse revisioni del Pi possono variare con i loro pin! Prima di collegare qualcosa alla tua tavola, assicurati di utilizzare quelli corretti. Un modo rapido per verificare è digitare piedinatura nel terminale di Raspberry Pi, che mostrerà un diagramma della configurazione corrente.

I pin GPIO sono integrati nel circuito stampato del computer. Il loro comportamento può essere controllato dall'utente per consentire loro di leggere i dati dai sensori e controllare componenti come LED, motori e display. I modelli più vecchi del Pi avevano 26 pin GPIO, mentre i modelli più recenti ne hanno tutti 40. Questo grafico mostra cosa fa ogni pin:

Nel diagramma con etichetta sopra, puoi vedere che ci sono diversi tipi di pin GPIO che servono a scopi diversi. Puoi trovare una versione interattiva di questo grafico su pinout.xyz Descrive anche una delle prime cose confuse che dovrai affrontare. A ogni pin sono associati due numeri. Suo TAVOLA numero (i numeri nel cerchio) e relativo BCM (Broadcom SOC channel) numero. Puoi scegliere quale convenzione usare quando scrivi il tuo codice Python:

# 1 - Numerazione GPIO / BCM. GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Numerazione delle schede. GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

Puoi usare solo una convenzione in ogni progetto, quindi scegline una e seguila. Nessuna delle convenzioni è "giusta", quindi scegli quella che più ha senso per te. Vale la pena notare, tuttavia, che alcune periferiche si basano sulla numerazione GPIO / BCM.

Per questo articolo, ci atterremo a TAVOLA numerazione. Quindi cosa fanno effettivamente i pin?

Pin di alimentazione

Cominciamo con i pin di alimentazione. Il Raspberry Pi può fornire sia alimentazione 5v (pin 2 e 4) che 3,3v (pin 1 e 17). Fornisce anche a terra (GND) per circuiti sui pin 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 e 39.

Sfortunatamente, non esiste una risposta unica a quanta corrente possono assorbire i pin di alimentazione a 5 v in quanto dipende da quale alimentatore si sta utilizzando e da quali altri componenti che hai collegato al tuo Pi. Il Raspberry Pi 3 consumerà solo 2,5 A dal suo alimentatore e richiede circa 750 mA per l'avvio e normale senza testa operazione. Ciò significa che se si utilizza un alimentatore da 2,5 A, i pin da 5 V possono fornire una corrente totale di circa 1,7 A massimo. Purtroppo, questo varia tra i modelli di Pi, come mostra questa tabella:

Per la maggior parte degli utenti che hanno appena iniziato con il Pi, questo non sarà un problema, ma è qualcosa da tenere a mente quando passi più tempo con i pin GPIO.

I pin 3.3v sono in qualche modo più semplici, con recenti revisioni Raspberry Pi (Modello B + in poi) che forniscono fino a 500mA modelli totali e precedenti che forniscono solo 50mA. Nota che questa corrente è condivisa anche da tutti gli altri pin GPIO!

Quindi questi pin possono fornire energia ai tuoi componenti, ma è tutto ciò che fanno. La vera roba divertente viene dal resto dei pin.

GPIO standard

Nella tabella sopra, ignorando i pin di alimentazione, vedrai che alcuni sono contrassegnati con colori diversi. I pin verdi sono pin GPIO standard e questi sono quelli che utilizzerai per la maggior parte dei progetti per principianti. Questi pin sono in grado di funzionare a 3.3v produzione, indicato anche come impostazione del pin ALTA nel codice. Quando un pin di uscita è BASSO questo significa che sta semplicemente fornendo 0v.

Sono anche in grado di prendere un ingresso fino a 3,3 v, che il pin legge come ALTA.

Non fornire i pin con un valore superiore a 3,3 v: questo è un modo rapido per friggere il tuo Pi!

Per un'ottima guida per iniziare a utilizzare i pin GPIO in un semplice progetto, prova il nostro Introduzione al progetto GPIO Raspberry Pi Introduzione a GPIO su un Raspberry PiSe pensi che Arduino fosse bello, aspetta solo di mettere le mani su un Raspberry Pi: queste cose sono incredibili. Oltre ad essere un computer perfettamente funzionante, hanno anche un ... Leggi di più .

Mentre tratteremo alcuni dei pin con usi speciali in questo articolo, puoi usare qualsiasi pin eccetto i pin di alimentazione e i pin 27 e 28 come normali pin GPIO.

PWM

PWM (Pulse Width Modulation) viene utilizzato con componenti come motori, servi e LED inviando brevi impulsi per controllare quanta energia ricevono. L'abbiamo usato con un Arduino nel nostro Guida definitiva al tutorial Strisce LED Guida definitiva al collegamento di strisce luminose a LED ad ArduinoUno dei prodotti LED più comuni è la striscia LED. In questo articolo, tratteremo come impostare i due tipi più comuni con un Arduino. Leggi di più .

PWM è anche possibile sul Pi. Il pin 12 (GPIO 18) e il pin 35 (GPIO 35) sono compatibili con PWM hardware, sebbene Pi sia in grado di fornire software PWM tramite librerie come pigpio.

Per un'introduzione al codice richiesto per PWM, questo semplice Tutorial di luminosità a LED dovrebbe aiutarti ad andare avanti.

UART

I pin 8 e 10 (GPIO 14 e 15) sono pin UART, progettati per comunicare con il Pi utilizzando la porta seriale. Ci sono alcune situazioni in cui potresti voler fare questo, ma per la maggior parte dei principianti si connettono al tuo Pi senza testa via SSH Configurazione di Raspberry Pi per l'uso senza testa con SSHRaspberry Pi può accettare comandi SSH quando è collegato a una rete locale (tramite Ethernet o Wi-Fi), consentendo di configurarlo facilmente. I benefici di SSH vanno oltre il turbare lo screening quotidiano ... Leggi di più o usando un VNC Come eseguire un desktop remoto su Raspberry Pi con VNCCosa succede se è necessario accedere al desktop Raspberry Pi dal PC o dal laptop, senza dover collegare tastiera, mouse e monitor? È qui che entra in gioco VNC. Leggi di più sarà probabilmente più facile.

Se sei interessato a una vista dettagliata del funzionamento dei pin seriali, questo è un ottimo primer.

SPI

SPI (bus dell'interfaccia periferica seriale) è un metodo di comunicazione con dispositivi come il lettore RFID che abbiamo utilizzato nel nostro Smart Lock fai-da-te con Arduino e RFID Smart Lock fai-da-te con Arduino e RFIDEcco come costruire un semplice smart lock basato su RFID usando un Arduino come backbone e alcuni componenti economici. Leggi di più progetto.

Consente ai dispositivi di comunicare in modo sincrono con Raspberry Pi, il che significa che possono passare più dati tra i maestro e schiavo dispositivi. Se hai mai usato a piccolo touch screen per il tuo Pi, è così che hanno comunicato.

Esistono vari dispositivi e HAT di estensione per Raspberry Pi che utilizzano SPI e possono aprire i tuoi progetti su un hardware molto maggiore di quello che i normali pin GPIO possono sostenere. Tuttavia, richiede un bel po 'di cablaggio per farlo funzionare. C'è una panoramica approfondita di SPI su Sito Web della fondazione Raspberry Pi.

Pin 19, 21, 23, 24, 25 e 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND e GPIO 26) vengono utilizzati per connettersi a un dispositivo SPI e sono tutti necessari per un funzionamento regolare. Un buon modo per evitare tutti gli spaghetti è acquistare un'estensione premade come la CAPPELLO Sense, che si adatta alla parte superiore della scheda e le fornisce una matrice LED e un'ampia gamma di sensori. È uno dei preferiti da diversi anni ormai ed è stato pari utilizzato sulla Stazione Spaziale Internazionale fare alcuni esperimenti!

Il protocollo SPI non è abilitato come standard su Raspbian, ma può essere abilitato nel file raspi-config, insieme a I2C.

I2C

I2C (circuito integrato) è simile a SPI, ma è generalmente considerato più facile da configurare e utilizzare. Comunica in modo asincrono ed è in grado di supportare tutti i diversi dispositivi necessari, a condizione che ciascuno disponga di indirizzi univoci sul bus I2C. A causa di questo sistema di indirizzamento, il Pi necessita solo di due pin I2C: il pin 3 (GPIO 2) e il pin 5 (GPIO 3), rendendolo molto più semplice da usare rispetto a SPI.

L'ingombro ridotto di I2C apre una vasta gamma di possibilità. Con i pin GPIO standard, la configurazione di uno schermo LCD e alcuni pulsanti occuperebbero quasi tutti i pin, utilizzando un dispositivo I2C come Controller LCD negativo Adafruit lo porta a soli due pin!

Sparkfun ha un carrellata completa di SPI e I2C insieme ad esempi per iniziare.

Anche i pin 27 e 28 (contrassegnati ID_SD e ID_SC) sono I2C. Vengono utilizzati dal Pi per funzioni interne e anche alcune schede HAT. Come regola generale, non scherzare con loro a meno che tu veramente sai cosa stai facendo!

Raspberry Pi: un pin GPIO per tutto!

Il Raspberry Pi è il coltellino svizzero dell'informatica moderna. Insieme a una quantità enorme di fantastici usi quotidiani, apre anche a chiunque la possibilità di realizzare le proprie creazioni interessanti.

Molti Progetti per principianti di Raspberry Pi Gli 11 migliori progetti Raspberry Pi per principiantiQuesti progetti Raspberry Pi per principianti sono ottimi per iniziare con le funzionalità di qualsiasi modello Raspberry Pi. Leggi di più utilizzare i protocolli discussi in questo articolo e un approccio pratico è il modo migliore per imparare. Continua a armeggiare e divertiti!