Home-theater-designers
Raspberry Pi е евтин и малък компютър, способен да изпълнява огромен набор от задачи, включително ретро игри и да бъдеш а домашен медиен център . Pi също има голям фокус върху образованието, както с Scratch, така и с Minecraft Pi издание насочени към подпомагане на младите хора да се научат да кодират и GPIO щифтовете ( Общоцелеви вход/изход ) отворете цял свят на DIY електронни калайджии и изобретения.
Какво представляват Raspberry Pi GPIO щифтове?
В тази статия ще ви разкажем всичко, което трябва да знаете за GPIO щифтовете на Pi: какво могат да направят, 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 щифтове! Преди да прикачите нещо към дъската си, уверете се, че използвате правилните. Бърз начин за проверка е да напишете pinout в терминала на вашия Raspberry Pi, който ще изведе диаграма на текущата ви настройка.
Пиновете GPIO 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 управляват компоненти като светодиоди, двигатели и дисплеи. По -старите модели на Pi имаха 26 GPIO пина, докато по -новите модели имат 40. Тази диаграма показва какво прави всеки пин:
В означената диаграма 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 адрес pinout.xyz Той също така очертава едно от първите объркващи неща, с които ще трябва да се борите. Към всеки щифт има прикрепени два номера. Неговото ДЪСКА номер (числата в кръга) и неговото BCM (Канал на Broadcom SOC) номер. Можете да изберете коя конвенция да използвате, когато пишете вашия Python код:
# 1 - GPIO/BCM Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# 2 - Board Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
Можете да използвате само една конвенция във всеки проект, така че изберете една и се придържайте към нея. Нито една от конвенциите не е „правилна“, така че отидете с която и да е най -смислена за вас. Заслужава да се отбележи обаче, че някои периферни устройства разчитат на GPIO/BCM номериране.
За тази статия ще се придържаме към ДЪСКА номериране. И така, какво всъщност правят щифтовете?
Захранващи щифтове
Нека започнем с щифтовете за захранване. Raspberry Pi може да осигури както 5v (пинове 2 и 4), така и 3.3v (пинове 1 и 17) захранване. Той също така осигурява a земя (GND) за вериги на щифтове 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 и 39.
За съжаление, няма еднозначен отговор за това колко ток могат да извлекат 5v захранващите щифтове, тъй като зависи от това какво захранване използвате и какви други компоненти сте прикрепили към вашия Pi. Raspberry Pi 3 ще черпи само 2.5A от захранването си и изисква около 750mA за зареждане и нормална работа без глава. Това означава, че ако използвате 2.5A захранване, 5v щифтовете могат да доставят общ ток максимум около 1.7A. Досадно е, че това варира между моделите на Pi, както показва тази таблица:
Кредит на изображението: raspberrypi.org
За повечето потребители, които тепърва започват с Pi, това няма да е проблем, но е нещо, което трябва да имате предвид, тъй като прекарвате повече време с GPIO щифтовете.
Щифтовете 3.3v са малко по -прости, като последните ревизии на Raspberry Pi (модел B+ нататък) осигуряват до 500mA общо, а по -старите модели предоставят само 50mA . Обърнете внимание, че този ток се споделя и във всички останали GPIO щифтове!
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 горната диаграма, игнорирайки щифтовете за захранване, ще видите, че някои са маркирани в различни цветове. Зелените щифтове са стандартни GPIO щифтове и това е, което ще използвате за повечето начинаещи проекти. Тези щифтове са способни на 3.3v изход , наричан още настройка на щифта ВИСОКО в код. Когато изходният щифт е НИСКИ това означава, че той просто осигурява 0v.
що за цвете е това
Те също са способни да вземат вход до 3.3v, който щифтът се чете като ВИСОКО .
Не предоставяйте на щифтовете по -големи от 3.3v: това е бърз начин да изпържите своя Pi!
За чудесно ръководство за започване на използване на GPIO щифтовете в прост проект, изпробвайте нашия проект Първи стъпки с Raspberry Pi GPIO.
Въпреки че в тази статия ще разгледаме някои от щифтовете със специални приложения, можете да използвате всякакви щифтове с изключение на захранващите щифтове и щифтове 27 и 28 като обикновени GPIO щифтове.
ШИМ
PWM (Pulse Width Modulation) се използва с компоненти като двигатели, серво и светодиоди, като изпраща къси импулси, за да контролира колко енергия получава. Използвахме го с Arduino в нашия Най -доброто ръководство за LED ленти .
PWM е възможен и на Pi. Pin 12 (GPIO 18) и pin 35 (GPIO 35) са хардуерно PWM съвместими, въпреки че Pi е в състояние да предостави софтуерна PWM чрез библиотеки като евтини .
За въведение в кода, необходим за PWM, това е просто Урок за яркост на LED трябва да ви помогне да продължите.
UART
Пинове 8 и 10 (GPIO 14 и 15) са UART щифтове, предназначени за комуникация с Pi чрез сериен порт. Има някои ситуации, в които може да искате да направите това, но за повечето начинаещи, които се свързват с вашия Pi без глава през SSH или с помощта на VNC вероятно ще бъде по -лесно.
Ако се интересувате от подробен изглед на това как работят серийните щифтове, това е страхотен буквар .
SPI
SPI (шина за сериен периферен интерфейс) е метод за комуникация с устройства като RFID четеца, който използвахме в нашия DIY Smart Lock с Arduino и RFID проект.
Той позволява на устройствата да комуникират синхронизирано с Raspberry Pi, което означава, че могат да преминат много повече данни между майстор и роб устройства. Ако някога сте използвали a малък сензорен екран за вашия Pi, така са комуникирали.
Снимка: Gareth Halfacree/ flickr.com
Има различни устройства и разширения HATs за Raspberry Pi, които използват SPI, и това може да отвори вашите проекти за много повече хардуер, отколкото обикновените GPIO щифтове могат да поддържат. Това обаче изисква доста кабели, за да работи. Има задълбочен преглед на SPI на Уебсайт на фондация Raspberry Pi .
Игли 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. Добър начин да избегнете всички спагети е да закупите предварително готово разширение като Sense HAT , който се вписва в горната част на вашата дъска и му осигурява LED матрица и широк набор от сензори. Той е любим от няколко години и дори беше се използва на Международната космическа станция да направя някои експерименти!
Протоколът SPI не е активиран като стандартен 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 настройка 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 на I2C шината. Поради тази система за адресиране, Pi се нуждае само от два I2C пина --- пин 3 (GPIO 2) и пин 5 (GPIO 3), което го прави много по-лесен за използване от SPI.
Малкият отпечатък на I2C отваря огромен набор от възможности. Със стандартните GPIO щифтове, настройката на LCD екран и някои бутони ще заемат почти всеки щифт, като се използва I2C устройство, като например Adafruit Negative LCD контролер го свежда до само два пина!
Sparkfun имат a пълно описание на SPI и I2C заедно с примери, за да започнете.
Игли 27 и 28 (маркирани с ID_SD и ID_SC) също са I2C. Те се използват от Pi за вътрешни функции, а също и някои HAT платки. Като общо правило, не се забърквайте с тях, освен ако вие наистина ли знай какво правиш!
Raspberry Pi: GPIO щифт за всичко!
Raspberry Pi е швейцарският армейски нож на съвременните компютри. Заедно с огромно количество страхотни ежедневни употреби , също така отваря всеки за възможността да създава свои готини творения.
Много Проекти за начинаещи в Raspberry Pi използвайте протоколите, обсъдени в тази статия, а практическият подход е най -добрият начин за учене. Продължавайте да се занимавате и се забавлявайте!
Дял Дял Туит електронна поща Ето защо ФБР е издало предупреждение за кошера за рансъмуерФБР издаде предупреждение за особено гаден вид рансъмуер. Ето защо трябва да сте особено предпазливи към рансъмуера на Hive.
Прочетете Напред Свързани теми- Направи си сам
- Малина Пи
- GPIO
Иън Бъкли е журналист на свободна практика, музикант, изпълнител и видео продуцент, живеещ в Берлин, Германия. Когато не пише или е на сцената, той се занимава с „направи си сам“ електроника или код с надеждата да стане луд учен.
Още от Иън БъклиАбонирайте се за нашия бюлетин
Присъединете се към нашия бюлетин за технически съвети, рецензии, безплатни електронни книги и изключителни оферти!
Щракнете тук, за да се абонирате