GPIO pro Raspberry Pi: Co to je, k čemu to je a k čemu se to v tomto minipočítači používá?

Vývoj projektů je jedním z důvodů existence každé organizace. Raspberry Pi. Ale aby je bylo možné uvést do praxe, Piny GPIO na tomto zařízení je třeba dobře využít.Každý model je dodáván s připojeními, která mají odlišné vlastnosti, a abyste je mohli využít, je nezbytné je znát.

Úspěch v používání špendlíků GPIO je v naučte se, jak funguje programovací systém a ve správném zapojení součástek tak, aby nedošlo k poškození desky.

V této příručce se podrobně podíváme na různé aspekty související s těmito piny, pohled na funkce, které vykonávají v modelech Raspberry Pi Také doporučíme projekty, které lze na těchto jednodeskových počítačích vyvíjet.

Co je GPIO pro Raspberry Pi a k ​​čemu se tyto piny používají na mé mini desce plošných spojů?

Zkratka GPIO označuje „univerzální vstup/výstup“. Nebo, přeloženo do angličtiny, je to ekvivalent univerzálních vstupů a výstupů. Po správné konfiguraci jsou piny připraveny k provádění různých funkcí, nejen jedné konkrétní funkce. To platí pro všechny modely Raspberry Pi. Jsou organizovány a distribuovány stejným způsobem.

Piny jsou přizpůsobeny potřebám každého projektu pomocí programovacího jazyka. Používají se k řízení elektronických obvodů, snadnému přidávání periferií a navazování komunikace mezi těmito periferiemi a deskou. Stručně řečeno, Díky tomu je integrace desek s externími komponenty méně složitá.

Jaké jsou hlavní funkce GPIO pinů Raspberry Pi v závislosti na modelu?

Počet pinů na Raspberry Pi se od té doby zvyšuje. od první verze, která jich měla 26, až po současnou, která jich má 40což vytváří více možností při navrhování projektu. Výhodou je, že bez ohledu na verzi jsou všechny stejně kompatibilní s jakýmkoli projektem. Piny Jsou umístěny v řadě úplně vpravo na talíři, A protože nejsou obsazeny, poskytují flexibilitu pro použití jakýchkoli připojení, která jsou pro projekt nezbytná.

Některé z funkcí, které mohou vykonávat, jsou následující:

• Připojte zařízení externí.
• Přijměte napěťový signál příchozí zprávu odeslanou připojeným zařízením a z naměřené hodnoty určit, zda je vysoká nebo nízká.
• Vyšlete signál Napětí.
• UART připojení pro sériové porty a zařízení.
• Modulární šířka impulsu.
• Připojení GND nebo půda.
• Komunikace pro SPI protokol pro synchronizaci dat.

Nástroj pro GPIO piny: Co mohu s nimi připojit a programovat na Raspberry Pi?

Počet externích zařízení, která budou připojena k desce, závisí do značné míry na vyvíjeném projektu. V některých případech je potřeba více komponent než v jiných, ale Schopnosti každého mikropočítače nikdy nepřestanou udivovat. Každý projekt je dodáván s jasnými a konkrétními pokyny kde vytvořit propojení, aby uživatel tomuto procesu porozuměl bez ohledu na úroveň svých znalostí.

Pokud jde o připojení, je třeba zdůraznit, že na piny lze nainstalovat následující:

• Suministro de energie 3.3V a 5V.
• Digitální vstupy a výstupy pro připojení jednoduchých spínačů a senzorů.
• Zařízení SPI Vysokou rychlostí.
• I2C komponenty které umožňují komunikaci mezi propojenými čipy.

Na druhou stranu, co se týče programování, s operačním systémem on je Mohou přiřadit různé funkce pinům GPIO.protože deska Pi je navržena pro práci s fyzikálním programováním.

Mezi úkoly, které lze naplánovat, patří:

• Naprogramujte napětí vchodů a východů.
• Automatizujte modulaci šířky impulzů, který řídí energii odesílanou do zátěže.
• Informační průkaz mezi integrovanými obvody na desce.
• Komunikace mezi integrovanými obvody a řídicími jednotkami.
• A komunikace mezi vysílacím pinem a přijímacím pinem.

Piny GPIO vs. Arduino: Jaké jsou rozdíly mezi těmito elektronickými součástkami?

Na první pohled bychom řekli, že Jsou to dva velmi podobné talířeS oběma můžete vytvářet různé projekty.

Rozdíly se však začnou objevovat, když se na každý z nich podíváme podrobněji:

• Volný software: V případě Arduina si může kdokoli vytvořit vlastní verze desky, protože software je open source, zatímco u Raspberry Pi má kontrolu nad tvorbou a produkcí.
• lístkyJednou ze silných stránek Arduina je kombinace analogových a digitálních vstupů, které systém snadno aktivuje a deaktivuje. Raspberry Pi byl naproti tomu navržen jako počítač, má větší výpočetní výkon a s každou verzí přidává nové funkce.
• ConectividadPokud mluvíme o režimech připojení, Raspberry Pi má integrované Wi-Fi a Ethernet, zatímco Arduino vyžaduje přidání nové desky, což zvyšuje náklady a omezuje počet portů.
• Systém: Arduino spouští naprogramované úlohy přímo, zatímco Raspberry Pi vyžaduje plně funkční operační systém a jeho spuštění trvá o něco déle. Tento rozdíl ovlivňuje vývoj některých elektronických projektů, protože spuštění funkcí, aktivace portů a programování trvá déle.
• Arduino Je to snadno použitelný mikrokontrolér, který spouští malé aplikace ovládající základní zařízení a je ideální pro jakýkoli elektronický projekt. Raspberry Pi byl vytvořen spíše jako počítač, ideální pro spouštění programů, fungování jako server a pro projekty vyžadující větší složitost a multitasking.

Nicméně, Obě aplikace používají vývojáři projektů po celém světě.s přihlédnutím k jeho charakteristikám a zvláštnostem.

Programování GPIO pinů Raspberry Pi: Jaké jazyky se používají k programování jakéhokoli projektu?

Získejte Při práci na vývoji elektronických projektů jsou nezbytné programátorské dovednosti. Naštěstí pro Raspberry Pi Existuje několik jednoduchých nástrojů, které vám umožňují plánovat úkoly.

Zde jsou čtyři programovací jazyky, které můžete použít:

Scratch

Tento jazyk umožňuje Naučte se programovat, aniž byste byli expertem na práci s kódem. A i když můžete použít online verzi, je lepší používat nainstalovanou verzi, abyste nepřišli o výhody... GPIO.

Jakmile si tedy program stáhnete a nainstalujete, můžete jej používat takto:

• Vstupte do menu Raspberry Pi, klikněte na „Programování„a pak vyberete“Scratch".
• Aplikace se tam otevře a dobrým doporučením je nastavit jazyk.
• V nabídce bloků vyberte možnost „Přidat rozšíření“"použít špendlíky" GPIO.
• Vyberte možnost „PI GPIO“ a na pravé straně stiskněte "Dobře.
• S těmito možnostmi nyní aktivovanýmiMůžete přidat vstupní/výstupní pin s možností aktivovat to y zakázat to. Tým je navíc připraven plnit jakýkoli úkol, který mu bude zadán..

PYTHON

Tento jazyk je jedním z nejpoužívanějších na světě pro účely vytvářet aplikace a automatizovat operace. Filosofie je taková, že jej může používat a těžit z jeho výhod kdokoli se základními znalostmi programování. Je třeba poznamenat, že Dodává se s předinstalovaným operačním systémem Raspberry Pi OS, To je výhoda, protože nebudete muset instalovat nic navíc.

Chcete-li jej použít, postupujte takto:

• V zařízení přejdeme do sekce "Menu - Programování".
• Jakmile nám to ukáže možnosti, Vyberte verzi, kterou chcete použít..
• The „Záložka Pythonu Shell“Od té chvíle budeme moci psát a spouštět příkazy a okamžitě vidět výsledky.
• Pokaždé, když se objeví symbol ">>>" Dává nám to možnost zadávat příkazy.

C/C++/C#

Jazyk C se používá k vytváření systémů a také aplikací.Dalo by se zařadit do kategorie střední úrovně, ačkoli má i funkce pro nízkou úroveň. Co se týče C++ je hybridní jazyk a multiparadigma ke kterým byly přidány aspekty generického programování. A konečně, C# je odvozeno z předchozích dvou.Má určité podobnosti s Javou, ale s vylepšeními. Je navržen tak, aby generoval programy založené na sobě samém.

Zpracování3

Tento jazyk je vyvinut na bázi Javy a Je užitečný pro výrobu digitálních multimediálních prvků. Je to od open source a je velmi snadno použitelný.

Seznam nejlepších projektů, které můžete realizovat s GPIO piny vašeho Raspberry Pi

Nastal čas inovovat a vynalézat. Vybrali jsme tři zajímavé projekty, které byly sdíleny a na kterých může pracovat kdokoli. Platí to jak pro pokročilé uživatele, tak pro děti s malými znalostmi programování. Nejvíc je potřeba chuť se učit.

Pečlivě si přečtěte, o jaké projekty se jedná:

Jednoduchý semafor

Naprogramujeme konvenční semafor. pomocí aplikace v Pythonu, který je, jak jsem již zmínil, na Pi předinstalován.

Tyto kroky jsou následující:

• Dovozní knihkupectví použít
• Poté, Deklarujeme typ pinu.
• Vytvořili jsme smyčku, kterou jsme následně deaktivovali a aktivovali. piny připojené k LED. Nakonec jsme sestrojili semafor na základě prototypu a připojili ho k desce.

Materiály potřebné pro tuto operaci jsou následující:

• 4 hadice.
• 3 rezistory.
• 3 LED diody.
• 1 nepájivé prkénko.

LED světla

Tento jednoduchý projekt je založen na Vytvořte malý obvod s několika LED diodami a jednu z nich ovládejte pomocí příkazového řádku pomocí našeho Raspberry Pi. Tato kontrolka bude blikat v intervalu jedné sekundy.

Abychom toho dosáhli, musíme podniknout následující kroky:

• Otevřete Python a vytvořte nový soubor pro uložení programového kódu.
• V přední linie, záleží na tom, Knihovny pinů GPIO což nám umožní převzít kontrolu.
• Pak Vybereme metodu, kterou budeme přistupovat k pinuAť už přes desku nebo čip. Jakmile se rozhodneme, inicializujeme pin a ovládáme ho pomocí voleb. "Skutečný" o "Nepravdivé".
• Nakonec Na kartě se zobrazí finální programování. a dáváme "Udržujte".

Abychom tohoto cíle dosáhli, potřebujeme mít po ruce následující položky:

• 1 rezistor 100Ω.
• 2 hadice.
• 1 nepájivé prkénko.
• 1 LED dioda (5 mm).

Bezpečnostní systém

Programování desky Raspberry Pi není složité. Tento systém skenuje okolí vašeho domu a odesílá upozornění na váš telefon. Také vás upozorní, když se z jakéhokoli důvodu odpojí. Základem tohoto projektu je Raspberry Pi 3.