Alles wat u moet weten over Raspberry Pi GPIO-pinnen

De Raspberry Pi is een goedkope en kleine computer die in staat is om een ​​groot aantal taken uit te voeren, waaronder retro-gaming en een thuismediacentrum. Installeer Kodi om van je Raspberry Pi een thuismediacentrum te maken Installeer Kodi om je Raspberry Pi in een thuismediacentrum te veranderen Als je een Raspberry Pi hebt, kun je het omtoveren in een goedkoop maar effectief thuismediacentrum, gewoon door Kodi te installeren. Lees verder . De Pi heeft ook een zware focus op onderwijs, met zowel Scratch Aan de slag met Scratch op de Raspberry Pi Aan de slag met Scratch op de Raspberry Pi Onze Scratch-tutorial laat je plezier hebben met een Raspberry Pi, zelfs als je niet weet hoe je moet coderen . Lees meer en Minecraft Pi-editie Leer Python en elektronica met Minecraft Pi-editie Leer Python en elektronica met Minecraft Pi-editie Heb je altijd al willen leren programmeren maar wist je niet waar je moest beginnen? Leer hoe je Minecraft op de Raspberry Pi kunt bedienen met behulp van Python en enkele eenvoudige elektronica. Meer lezen gericht op het helpen van jongeren om te leren programmeren, en op de GPIO-pinnen (Algemeen gebruik invoer / uitvoer) open een hele wereld van doe-het-zelf elektronisch knutselen en uitvinden.

Wat zijn Raspberry Pi GPIO-pinnen?

In dit artikel zullen we je alles vertellen wat je moet weten over de GPIO-pinnen van de Pi: wat ze kunnen doen, hoe ze te gebruiken en welke fouten ze moeten vermijden tijdens het gebruik ervan.

Een opmerking voordat we beginnen: Verschillende revisies van de Pi kunnen variëren met hun pinnen! Voordat u iets op uw bord bevestigt, moet u ervoor zorgen dat u de juiste gebruikt. Een snelle manier om te controleren is typen pinout in de terminal van uw Raspberry Pi, die een diagram zal weergeven van uw huidige opstelling.

De GPIO-pinnen zijn geïntegreerd in de printplaat van de computer. Hun gedrag kan door de gebruiker worden gecontroleerd om gegevens uit sensoren te kunnen lezen en om componenten als LED's, motoren en displays te besturen. Oudere modellen van de Pi hadden 26 GPIO-pinnen, terwijl de nieuwere modellen allemaal 40 hebben. Deze grafiek laat zien wat elke pen doet:

In het bovenstaande diagram kunt u zien dat er verschillende soorten GPIO-pinnen zijn die verschillende doeleinden dienen. Je kunt een interactieve versie van deze grafiek vinden op pinout.xyz. Het schetst ook een van de eerste verwarrende dingen waarmee je te maken hebt. Aan elke punaise zitten twee nummers. Haar BOORD nummer (de cijfers in de cirkel) en zijn BCM (Broadcom SOC-kanaal) nummer. Je kunt kiezen welke conventie je gebruikt wanneer je je Python-code schrijft:

# 1 - GPIO / BCM-nummering GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Bordnummering GPIO.setmode (GPIO.BOARD) 

Je kunt in elk project maar één conventie gebruiken, dus kies er een uit en houd je eraan. Geen van beide conventies is “rechts”, dus ga met degene die het meest logisch voor u is. Het is echter vermeldenswaard dat bepaalde randapparaten afhankelijk zijn van GPIO / BCM-nummering.

Voor dit artikel houden we ons aan BOORD nummering. Dus wat doen de pins eigenlijk??

Power Pins

Laten we beginnen met de powerpins. De Raspberry Pi biedt zowel 5v (pins 2 en 4) als 3,3v (pins 1 en 17) voeding. Het biedt ook een grond (GND) voor circuits op pins 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 en 39.

Helaas is er geen eenduidig ​​antwoord op de hoeveelheid stroom die de pinnen voor de 5v-macht kunnen trekken, omdat deze afhankelijk is van de stroomvoorziening die u gebruikt en welke andere componenten u aan uw Pi hebt bevestigd. De Raspberry Pi 3 zal slechts 2,5A van zijn voeding afnemen en vereist ongeveer 750mA voor opstarten en normale headless werking. Dit betekent dat als u een 2,5A-voeding gebruikt, de 5v-pennen een totale stroom van maximaal ongeveer 1,7A kunnen leveren. Vervelend varieert dit echter tussen de modellen van Pi, zoals deze tabel laat zien:

Voor de meeste gebruikers die net met de Pi beginnen, zal dit geen probleem zijn, maar het is iets om in gedachten te houden als je meer tijd doorbrengt met de GPIO-pinnen.

De pinnen van 3,3V zijn iets eenvoudiger, met recente Raspberry Pi-revisies (vanaf model B +) tot maximaal 500mA totaal, en oudere modellen leveren slechts 50mA. Merk op dat deze stroom ook door alle andere GPIO-pinnen wordt gedeeld!

Deze pennen kunnen dus uw componenten van stroom voorzien, maar dat is alles wat ze doen. De echte leuke dingen komen van de rest van de pinnen.

Standaard GPIO

In de bovenstaande tabel negeert u de spanningspinnen en ziet u dat sommige zijn gemarkeerd in verschillende kleuren. De groene pinnen zijn standaard GPIO-pinnen en dit is wat u zult gebruiken voor de meeste beginnersprojecten. Deze pinnen zijn in staat om een ​​3,3V te maken uitgang, wordt ook wel de pin genoemd HIGH in code. Wanneer een uitgangspen is LAAG dit betekent dat het eenvoudig 0v levert.

Ze zijn ook in staat om een ​​te nemen invoer van maximaal 3,3 volt, die de pin als volgt leest HIGH.

Geef de pinnen niet meer dan 3,3 v: dit is een snelle manier om je Pi te bakken!

Voor een geweldige handleiding om met de GPIO-pinnen te beginnen in een eenvoudig project, probeer ons Aan de slag met het GPIO-project Raspberry Pi Aan de slag met GPIO Op een Raspberry Pi Aan de slag met GPIO Op een Raspberry Pi Als de Arduino wel cool was, wacht maar tot je een Raspberry Pi hebt gevonden - deze dingen zijn geweldig. Ze zijn niet alleen een volledig functionele computer, ze hebben ook een ... Lees Meer .

Hoewel we in dit artikel een aantal van de pinnen met speciaal gebruik behandelen, kunt u pinnen gebruiken behalve de voedingspennen en pennen 27 en 28 als normale GPIO-pinnen.

PWM

PWM (Pulsbreedtemodulatie) wordt gebruikt met componenten zoals motoren, servo's en LED's door korte pulsen te verzenden om te regelen hoeveel stroom ze ontvangen. We gebruikten het met een Arduino in onze Ultimate Guide to LED Strips handleiding Ultieme gids voor het verbinden van LED-lichtstrips met Arduino Ultieme gids voor het verbinden van LED-lichtstrips met Arduino Een van de meest voorkomende LED-producten is de ledstrip. In dit artikel bespreken we hoe u de twee meest voorkomende typen met een Arduino kunt instellen. Lees verder .

PWM is ook mogelijk op de Pi. Pin 12 (GPIO 18) en pin 35 (GPIO 35) zijn hardware die PWM ondersteunt, hoewel de Pi ook in staat is om software-PWM te leveren via bibliotheken zoals pigpio.

Voor een inleiding tot de code die voor PWM is vereist, moet deze eenvoudige LED-helderheidstutorial u op weg helpen.

UART

De pennen 8 en 10 (GPIO 14 en 15) zijn UART-pinnen, ontworpen voor communicatie met de Pi via de seriële poort. Er zijn bepaalde situaties waarin je dit misschien wilt doen, maar voor de meeste beginners zonder hoofd verbinden met je Pi via SSH Je Raspberry Pi instellen voor hoofdloos gebruik met SSH Je Raspberry Pi instellen voor gebruik zonder hoofd met SSH De Raspberry Pi kan SSH-opdrachten accepteren wanneer verbonden met een lokaal netwerk (via Ethernet of Wi-Fi), zodat u het gemakkelijk kunt instellen. De voordelen van SSH gaan verder dan het verstoren van de dagelijkse screening ... Lees meer of gebruik een VNC Hoe een extern bureaublad draaien op Raspberry Pi met VNC Hoe een extern bureaublad op Raspberry Pi draaien met VNC Wat als je toegang tot de Raspberry Pi desktop nodig hebt van uw pc of laptop, zonder een toetsenbord, muis en monitor aan te sluiten? Dit is waar VNC binnenkomt. Meer lezen zal waarschijnlijk eenvoudiger zijn.

Als u geïnteresseerd bent in een gedetailleerd overzicht van hoe de seriële pennen werken, is dit een geweldige inleiding.

SPI

SPI (Serial Peripheral Interface-bus) is een methode om te communiceren met apparaten zoals de RFID-lezer die we gebruikten in onze DIY Smart Lock met Arduino en RFID DIY Smart Lock met Arduino en RFID DIY Smart Lock met Arduino en RFID Hier is hoe een eenvoudig RFID-gebaseerd slim slot te bouwen met behulp van een Arduino als de ruggengraat en een paar goedkope componenten. Meer lezen project.

Hiermee kunnen apparaten synchroon met de Raspberry Pi communiceren, wat betekent dat er veel meer gegevens tussen kunnen gaan meester en slaaf apparaten. Als je ooit een klein touchscreen voor je Pi hebt gebruikt, zo hebben ze gecommuniceerd.

Er zijn verschillende apparaten en uitbreidingshats voor de Raspberry Pi die SPI gebruiken, en het kan uw projecten openen voor veel meer hardware dan de reguliere GPIO-pinnen kunnen ondersteunen. Het vereist echter nogal wat bedrading om het te laten werken. Er is een diepgaand overzicht van SPI op de Raspberry Pi-foundationwebsite.

Pinnen 19, 21, 23, 24, 25 en 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND en GPIO 26) worden gebruikt om verbinding te maken met een SPI-apparaat en ze zijn allemaal nodig voor een probleemloze werking. Een goede manier om alle spaghetti te vermijden is het kopen van een vooraf ingestelde uitbreiding, zoals de Sense HAT, die bovenop uw bord past en deze voorziet van een LED-matrix en een breed scala aan sensoren. Het is al enkele jaren een favoriet en werd zelfs op het internationale ruimtestation gebruikt om wat experimenten uit te voeren!

Het SPI-protocol is niet standaard ingeschakeld op Raspbian, maar kan worden ingeschakeld in het raspi-config-bestand, samen met I2C.

I2C

I2C (Inter-Integrated Circuit) is vergelijkbaar met SPI, maar wordt over het algemeen beschouwd als eenvoudiger te installeren en te gebruiken. Het communiceert asynchroon en kan zo veel verschillende apparaten ondersteunen als nodig, op voorwaarde dat ze elk unieke adresplaatsen op de I2C-bus hebben. Vanwege dit adresseringssysteem heeft de Pi slechts twee I2C-pins-pin 3 (GPIO 2) en pin 5 (GPIO 3) nodig, waardoor deze veel eenvoudiger te gebruiken is dan SPI.

De kleine footprint van I2C opent een enorm scala aan mogelijkheden. Met standaard GPIO-pennen zou het installeren van een LCD-scherm en een aantal knoppen bijna elke pen in beslag nemen, met behulp van een I2C-apparaat zoals de Adafruit Negative LCD-controller brengt het terug naar slechts twee pins!

Sparkfun heeft een volledig overzicht van SPI en I2C, samen met voorbeelden om u op weg te helpen.

Pinnen 27 en 28 (gemarkeerd ID_SD en ID_SC) zijn ook I2C. Er worden door de Pi gebruikt voor interne functies, en ook sommige HAT-borden. Als een algemene regel, knoeien met hen tenzij u werkelijk weet wat je doet!

Raspberry Pi: een GPIO-pen voor alles!

De Raspberry Pi is het Zwitserse zakmes voor moderne computers. Samen met een enorme hoeveelheid geweldige dagelijkse toepassingen, opent het ook iedereen die de mogelijkheid heeft om hun eigen coole creaties te maken.

Veel Raspberry Pi-beginnersprojecten Raspberry Pi-projecten voor beginners Raspberry Pi-projecten voor beginners Deze 10 Raspberry Pi-projecten voor beginners zijn ideaal voor een kennismaking met de hardware- en softwarecapaciteiten van de Pi en helpen u snel aan de slag te gaan! Lees meer Gebruik de protocollen die in dit artikel worden besproken, en een praktische benadering is de beste manier om te leren. Blijf knutselen en heb plezier!

.