Allt du behöver veta om Raspberry Pi GPIO-stift

Annons

Raspberry Pi är en billig och liten dator som kan ha ett stort antal uppgifter, inklusive retro spel och att vara en hemmedia center Installera Kodi för att förvandla din hallonpi till ett hemmediacenterOm du har en Raspberry Pi kan du förvandla den till ett billigt men effektivt hemmediacenter bara genom att installera Kodi. Läs mer . Pi har också ett stort fokus på utbildning, med båda Repa Komma igång med repor på hallonpiVår skrapstudie låter dig ha kul med en Raspberry Pi även om du inte vet hur du ska koda. Läs mer och Minecraft Pi-utgåva Lär dig Python och elektronik med Minecraft Pi EditionHar du alltid velat lära dig att koda men visste inte var du ska börja? Lär dig hur man styr Minecraft på Raspberry Pi med Python och lite enkel elektronik. Läs mer inriktat på att hjälpa unga att lära sig att koda och GPIO-stiften (Allmän ingång / utgång) öppna upp en hel värld av elektronisk tinkning och uppfinningen av DIY.

Vad är Raspberry Pi GPIO-stift?

I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om Pi: s GPIO-stift: vad de kan göra, hur man använder dem och misstag att undvika när du använder dem.

En anteckning innan vi börjar: Olika revisioner av Pi kan variera med deras stift! Innan du ansluter något till ditt bräde ska du se till att du använder rätt. Ett snabbt sätt att kontrollera är att skriva pinout till din Raspberry Pi-terminal, som visar ett diagram över din nuvarande installation.

GPIO-stiften är integrerade i datorns kretskort. Deras beteende kan kontrolleras av användaren så att de kan läsa data från sensorer och kontrollera komponenter som lysdioder, motorer och skärmar. Äldre modeller av Pi hade 26 GPIO-stift, medan de nyare modellerna alla har 40. Detta diagram visar vad varje stift gör:

I det märkta diagrammet ovan kan du se att det finns olika typer av GPIO-stift som tjänar olika syften. Du kan hitta en interaktiv version av detta diagram på pinout.xyz Den beskriver också en av de första förvirrande saker du kommer att behöva kämpa med. Varje stift har två nummer som är fästa vid den. Dess STYRELSE nummer (siffrorna i cirkeln) och dess BCM (Broadcom SOC-kanal) nummer. Du kan välja vilken konvention du ska använda när du skriver din Python-kod:

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

Du kan bara använda en konvention i varje projekt, så välj en och håll fast vid den. Ingen av konventionerna är "rätt", så följ med den som är mest vettig för dig. Det är dock värt att notera att vissa kringutrustning förlitar sig på GPIO / BCM-numrering.

För den här artikeln kommer vi att hålla oss till STYRELSE numrering. Så vad gör stiften egentligen?

Power Pins

Låt oss börja med kraftstiften. Raspberry Pi kan ge både 5v (stift 2 och 4) och 3,3 v (stift 1 och 17). Det ger också en jord (GND) för kretsar på stift 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 och 39.

Tyvärr finns det inget svar på hur mycket ström de 5v strömstiften kan dra eftersom det är beroende av vilken strömförsörjning du använder och vilken annan komponenter du har anslutit till din Pi. Raspberry Pi 3 drar bara 2.5A från sin strömförsörjning och kräver cirka 750 mA för uppstart och normal huvudlös drift. Detta betyder att om du använder en 2,5A strömförsörjning kan 5v-stiften leverera en total ström på cirka 1,7A maximalt. Irriterande varierar detta emellertid mellan modeller av Pi, som denna tabell visar:

För de flesta användare som bara börjar med Pi kommer detta inte att vara ett problem, men det är något att tänka på när du tillbringar mer tid med GPIO-stiften.

3,3V-stiften är något enklare, med de senaste Raspberry Pi-revisionerna (modell B + och framåt) ger upp till 500mA totala och äldre modeller ger bara 50mA. Observera att den här strömmen också delas i alla andra GPIO-stift!

Så dessa stift kan ge kraften till dina komponenter, men det är allt de gör. De riktiga roliga sakerna kommer från resten av stiften.

Standard GPIO

I diagrammet ovan, om du ignorerar strömstiften, ser du att vissa är markerade i olika färger. De gröna stiften är vanliga GPIO-stift och det är vad du kommer att använda för de flesta nybörjare. Dessa stift har kapacitet till en 3.3v produktion, även kallad inställning av stiftet HÖG i kod. När en utgångsstift är LÅG detta betyder att det helt enkelt tillhandahåller 0v.

De kan också ta en inmatning på upp till 3,3V, som stiftet läser som HÖG.

Förse inte stiften med större än 3.3v: detta är ett snabbt sätt att steka din Pi!

För en bra guide för att komma igång med GPIO-stiften i ett enkelt projekt, prova våra Komma igång med Raspberry Pi GPIO-projekt Komma igång med GPIO på en hallonpiOm du trots att Arduino var cool, vänta bara tills du får tag på en Raspberry Pi - dessa saker är fantastiska. Förutom att de är en fullt fungerande dator, har de också en ... Läs mer .

Medan vi täcker några av stiften med speciell användning i den här artikeln, kan du använda valfri stift utom kraftstiften och stiften 27 och 28 som vanliga GPIO-stift.

PWM

PWM (pulsbreddmodulering) används med komponenter som motorer, servon och lysdioder genom att skicka korta pulser för att kontrollera hur mycket effekt de får. Vi använde den med en Arduino i vår Ultimate Guide to LED Strips tutorial Ultimate Guide to Connecting LED Light Strips to ArduinoEn av de vanligaste LED-produkterna är LED-remsan. I den här artikeln kommer vi att täcka hur du ställer in de två vanligaste typerna med en Arduino. Läs mer .

PWM är också möjligt på Pi. Pin 12 (GPIO 18) och pin 35 (GPIO 35) är hårdvaru PWM kapabel, även om Pi också kan tillhandahålla programvara PWM genom bibliotek som t.ex. pigpio.

För en introduktion till den kod som krävs för PWM, så enkelt Tutorial för LED-ljusstyrka borde hjälpa dig att gå igång.

UART

Stift 8 och 10 (GPIO 14 och 15) är UART-stift, utformade för att kommunicera med Pi med hjälp av serieporten. Det finns vissa situationer där du kanske vill göra detta, men för de flesta nybörjare som ansluter till din Pi huvudlöst via SSH Ställa in din hallonpi för huvudlös användning med SSHRaspberry Pi kan acceptera SSH-kommandon när de är anslutna till ett lokalt nätverk (antingen via Ethernet eller Wi-Fi), vilket gör att du enkelt kan konfigurera det. Fördelarna med SSH går utöver upprörande av den dagliga screeningen ... Läs mer eller med hjälp av en VNC Hur man kör ett fjärrskrivbord på Raspberry Pi med VNCVad händer om du behöver tillgång till Raspberry Pi-skrivbordet från din PC eller bärbara dator, utan att behöva ansluta ett tangentbord, mus och skärm? Det är här VNC kommer in. Läs mer kommer förmodligen att vara enklare.

Om du är intresserad av en detaljerad bild av hur seriepinnarna fungerar, detta är en stor grundare.

SPI

SPI (seriell perifer gränssnittsbuss) är en metod för att kommunicera med enheter som RFID-läsaren vi använde i vår DIY Smart Lock med Arduino och RFID DIY Smart Lock med Arduino och RFIDSå här bygger du ett enkelt RFID-baserat smartlås med en Arduino som ryggraden och några få billiga komponenter. Läs mer projekt.

Det gör att enheter kan kommunicera med Raspberry Pi synkront, vilket innebär att mycket mer data kan passera mellan bemästra och slav enheter. Om du någonsin har använt en liten pekskärm för din Pi, det är så de kommunicerade.

Det finns olika enheter och förlängnings-HAT för Raspberry Pi som använder SPI, och det kan öppna dina projekt för mycket mer hårdvara än de vanliga GPIO-stiften kan upprätthålla. Det kräver dock en hel del ledningar för att få det att fungera. Det finns en djupöversikt över SPI på Raspberry Pi-stiftelsens webbplats.

Stift 19, 21, 23, 24, 25 och 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND och GPIO 26) används för att ansluta till en SPI-enhet, och de krävs alla för smidig drift. Ett bra sätt att undvika all spaghetti är att köpa en premad förlängning som Sense HAT, som passar ovanpå ditt kort och ger den en LED-matris och ett brett utbud av sensorer. Det har varit en favorit i flera år nu och var jämnt används på den internationella rymdstationen att göra några experiment!

SPI-protokollet är inte aktiverat som standard på Raspbian, men det kan aktiveras i raspi-config-filen, tillsammans med I2C.

I2C

I2C (Inter-Integrated Circuit) liknar SPI, men anses generellt vara enklare att installera och använda. Den kommunicerar asynkront och kan upprätthålla så många olika enheter som behövs förutsatt att de var och en har unika adressplatser på I2C-bussen. På grund av detta adresseringssystem behöver Pi bara två I2C-stift - stift 3 (GPIO 2) och stift 5 (GPIO 3), vilket gör det mycket enklare att använda än SPI.

Det lilla fotavtrycket på I2C öppnar upp ett stort antal möjligheter. Med vanliga GPIO-stift skulle inställning av en LCD-skärm och vissa knappar ta upp nästan varje stift med en I2C-enhet som t.ex. Adafruit negativ LCD-kontroller tar ner det till bara två stift!

Sparkfun har en full beskrivning av SPI och I2C tillsammans med exempel för att komma igång.

Pinnarna 27 och 28 (markerade ID_SD och ID_SC) är också I2C. Det används av Pi för interna funktioner och även vissa HAT-kort. I allmänhet inte ringa med dem om du inte verkligen vet vad du gör!

Raspberry Pi: En GPIO-stift för allt!

Raspberry Pi är den schweiziska armékniven för modern datoranvändning. Tillsammans med en enorm mängd fantastisk dag till dag använder, det öppnar också vem som helst för möjligheten att skapa sina egna coola skapelser.

Många Raspberry Pi nybörjare projekt De 11 bästa hallon Pi-projekten för nybörjareDessa Raspberry Pi-projekt för nybörjare är bra för att komma igång med alla Raspberry Pi-modeller. Läs mer använd protokollen som diskuteras i den här artikeln, och ett praktiskt tillvägagångssätt är det bästa sättet att lära sig. Fortsätt tänka och ha kul!