Jeden z nejužitečnějších bodů a zároveň nejvíce podceňovaný z modulů Raspberry Pi, syn jeho GPIO pinyAle Jakmile víte, jak je používat, možnosti jsou téměř nekonečné.
L GPIO porty jsou součástí všech modelů Raspberry Pi, i když s určitými rozdíly. Jeho přítomnost výrazně rozšiřuje funkčnost této všestranné desky.
Užitečné pro programovací projekty v Pythonu a dalších jazycích, pokud jde o zahrnutí HATů do vašeho Model Raspberry Pi, Znalost používání těchto portů vám umožní plně využít potenciál vašeho mini počítače.A právě teď si vysvětlíme vše, co potřebujete vědět, abyste mohli s GPIO piny pracovat jako profesionál.
Co jsou piny Raspberry Pi a k čemu se používají na základní desce mého minipočítače?
GPIO je zkratka pro „Vstup/výstup pro všeobecné účely“, a je to v podstatě a univerzální vstupně/výstupní systémPrezentováno jako série portů na desce Raspberry Pi a určené pro různé účely. Tyto účely se mohou lišit v závislosti na daném projektu, ať už jako od jednoduchého patch panelu až po složité robotické projekty.
Jeho hlavní funkcí je navázat spojení mezi vaším Raspberry Pi a jakýmkoli zařízením, které potřebujete. přispívají k rozvoji projektu, od LED světla až po mnohem složitější účely.
Jaké jsou hlavní funkce GPIO pinů Raspberry Pi a jak se liší v závislosti na modelu?
GPIO piny na Raspberry Pi Dávají mu podobné funkce jako Arduino., protože ho povyšují ze statusu jednoduchého, cenově dostupného minipočítače a Umožňují vám získat připojení pro širokou škálu elektronických projektů. Různé modely Raspberry Pi mají různý počet GPIO konektorů v závislosti na verzi každého modelu.
Původní verze Raspberry Pi obsahovaly 26 pinů uspořádaných do sloupců 2×13, které byly ve skutečnosti navrženy tak, aby fungovaly jako vstup a výstup. Pozdější modely přidaly značné rozšíření počtu pinů, z 26 na 40 pinů., mezi nimiž najdeme devět nových GPIO pinů. Kompatibilita je úplná, protože funkce prvních 26 pinů se vůbec nemění.
Užitečnost GPIO pinů na Raspberry Pi lze shrnout následovně:
- Mají hodnoty výstup psaní a čtení.
- Může číst signály o nepřítomnosti nebo přítomnosti napětí jako binární data.
- Jeho ovladatelné kódem, což vám umožňuje zvýšit nebo snížit jeho úroveň napětí.
- GPIO piny se snadno konfigurují jednotlivě pro vstup a výstup.
- Mají maximální napěťovou kapacitu které byste měli vědět, abyste se vyhnuli změně jeho funkčnosti.
Použití pinů: Co mohu s nimi připojit a programovat na desce Raspberry Pi?
Velká všestrannost Raspberry Pi je důvodem, proč Existuje velké množství doplňků určených k připojení a rozšíření jeho možností.Tyto se nazývají HAT (Hardware připevněný nahoře) a jsou navrženy pro připojení k Raspberry Pi přes porty GPIO. Existuje mnoho vývojářů, kteří navrhli širokou škálu HATů pro rozšíření funkcí Raspberry Pi.Patří sem senzory, dotykové obrazovky a LCD displeje, motory a audio zařízení.
Nyní vám uvádíme krátký seznam HATů, které vám pomohou začít s používáním GPIO portů:
- Dopravní kloboukIntegruje sadu LED světel, která spolupracují s piny GPIO, což vám umožňuje jednoduchým a základním způsobem se naučit jejich funkce.
- MotoZero: Jedná se o řídicí modul pro stejnosměrné (DC) motory, což je velmi užitečné při integraci robotických projektů do vašeho Raspberry Pi.
- Klobouk SkyWriter: Jedná se o ovládací panel gest pro Raspberry Pi, který je navržen pro detekci jednoduchých 3D gest a poloh. Snadno se ovládá bez periferií pomocí Python API.
- Klavírní klobouk: Je to mini zvukový syntezátor se 16 klavírními klávesami a 18 dotykovými tlačítky pro začátek malých hudebních projektů.
Piny Raspberry Pi vs. piny Arduina: Jak se tyto komponenty liší mezi těmito dvěma vývojovými deskami?
Raspberry Pi a Arduino jsou dva produkty, které v podstatě sestávají z desky, jež lze použít jako základ pro všechny druhy elektronických a robotických projektů. Jedná se o dva zcela odlišné produkty. Přesné srovnání těchto dvou jednotek je složitý úkol, protože se jedná o dvě desky určené pro velmi odlišné účely.Ale sdílejí jednu společnou vlastnost, a to je jejich velká užitečnost pro elektronické projekty.
Oba projekty jsou si velmi vyrovnané, protože oba mají své výhody i nevýhody. Arduino je speciálně navrženo jako základní koncept pro téměř jakýkoli projekt.který má velké množství analogových i digitálních vstupů pro instalaci široké škály doplňků. Raspberry Pi byl navržen jako minipočítačProto, i když není v oblasti elektronických projektů tak všestranný jako Arduino, Tento nedostatek kompenzuje větším výpočetním výkonem..
Jeden bod ve prospěch Raspberry Pi je Jeho nativní schopnost připojení k internetu přes Wi-Fi nebo ethernetový kabelAčkoliv Arduino může tyto funkce integrovat prostřednictvím rozšiřujících desek, Tím by si převzali některé z jejich konexí.kromě toho, že utratíte o něco více za rozšíření.
Kromě toho, Arduino má specializovaný software pro elektronické projekty, který po zapnutí provede naprogramovanou akci na desce.Na rozdíl od Raspberry Pi, které Vyžaduje instalaci operačního systému, aby bylo možné provádět požadované akce.což má nakonec negativní dopad na mnoho projektů.
Programování pinů Raspberry Pi: Jaké programovací jazyky se používají při vývoji hardwaru s GPIO piny?
Způsob ovládat GPIO porty Raspberry Pi a používat je k maximálnímu využití pro vaše projekty, je skrz programovací jazykVšestrannost Raspberry Pi mu dává kompatibilitu se širokou škálou programovacích jazyků.
Níže uvádíme nejčastěji používané a nejužitečnější piny při použití GPIO pinů vašeho Pi:
Scratch
Je to jazyk určený pro ranou výuku programovacích jazyků.Protože je rozdělen do bloků, je snadné se soustředit na logiku programovacího jazyka, aniž bychom se museli zabývat obvyklou morfologií a syntaxí (tečky, čárky, pomlčky, závorky atd.). Raspberry Pi OS Obsahuje okno s různými programovacími jazyky, včetně Scratche. Stačí postupovat podle kroků k instalaci rozšíření a můžete začít programovat piny GPIO.
PYTHON
Je to jeden z nejpoužívanějších programovacích jazyků současnosti, Je to dynamicky interpretovaný jazyk což umožňuje programování velmi široké škály účelů pro GPIO porty. Python je jeden z programovacích jazyků, které jsou součástí operačního systému Raspberry Pi OS.Proto bude většinou nutné jej mít nainstalovaný, abychom mohli spustit náš projekt s GPIO.
C/C++/C#
Každý z těchto programovacích jazyků je vylepšenou variantou předchozího a je určen k trochu jinému účelu:
- C v typovaném jazyce software střední úrovně, který umožňuje vytvářet software a aplikace nízké/střední úrovně.
- C++ byl vytvořen jako rozšíření rozšířit možnosti jazyka C a učinit z něj hybridní jazyk, protože je orientován jak na tvorbu softwaru, tak na manipulaci s objekty.
- C# (vyslovuje se „cis dier“) Jedná se o standardizovaný jazyk odvozený ze syntaxe C/C++ a je zaměřen na vývoj softwaru na .NET API a také na práci s objekty.
Ačkoli jsou tyto tři jazyky odvozeny a mají od sebe mírně odlišné funkce, Všechny jsou použitelné pro programování GPIO portů Raspberry Pi.Zvládnutí všech tří jazyků vám umožní rozšířit jejich funkce prakticky neomezeným způsobem.
Zpracování3
Je to programovací a vývojový jazyk založený na Javě a zaměřené na vývoj audiovizuálních a multimediálních projektů, Díky tomu je skvělou volbou pro digitální umělce s relativně omezenými znalostmi programování. Mohou popustit uzdu své kreativitě pomocí programovatelných doplňků přes GPIO piny.
Seznam nejlepších projektů, které si můžete sami zpracovat s piny vašeho Raspberry Pi.
Jakmile budete mít základní znalosti programování a pochopíte omezení vašeho Raspberry Pi, můžete vytvořit následující projekty:
LED alarm s Raspberry Pi
Skládá se z LED diody připojené k GPIO pinům Raspberry Pi, která... synchronizuje se s Kalendář Google a oznámení o problémech Tato světla slouží jako připomínky plánovaných událostí. Využívají piny GPIO Raspberry Pi a Unicorn HAT naprogramovaný a upravený v Pythonu. Můžete si nastavit budík, který se synchronizuje s celým vaším virtuálním kalendářem a zabrání vám v tom, abyste se znovu opozdili na jakoukoli schůzku.
Řídicí jednotka motoru
Základní deska Raspberry Pi funguje jako perfektní základní deska pro... instalace stejnosměrného motoru což se bude hodit pro vaše projekty v oblasti elektroniky a robotiky. S několika externími komponentami a kódem v Pythonu, Na GPIO piny vašeho Raspberry Pi můžete připojit stejnosměrný motor a použít ho jako zdroj napájení. Tento projekt je obzvláště Užitečné pro pochopení elektrického fungování GPIO portůToto jsou velmi užitečné informace pro jakýkoli projekt, který vyžaduje použití modulu Raspberry Pi jako nepájivého pole.
Pohybový senzor pro LED světlo
Pro tento projekt, Použijeme pasivní infračervený (PIR) senzor pohybu. Tento adaptér se připojuje k GPIO pinům Raspberry Pi a poskytuje citlivý detektor, který snímá lidské tělesné teplo v dosahu šesti až sedmi metrů. Jedním z nejběžnějších doplňků PIR senzoru je LED dioda, která se také připojuje k GPIO pinům a umožňuje nám vytvořit LED alarm detekce pohybu.
