GPIO Raspberry Pille: Mikä se on, mihin sitä käytetään ja mihin sitä käytetään tässä minitietokoneessa?

Projektinkehitys on yksi organisaation olemassaolon syistä. Raspberry Pi. Mutta voidakseen toteuttaa ne käytännössä, Tämän laitteen GPIO-nastoja on hyödynnettävä tehokkaasti.Jokaisessa mallissa on liitännät, joilla on erilaiset ominaisuudet, ja niiden hyödyntämiseksi on tärkeää tuntea ne.

Tappien käytön menestys GPIO on sisään opi, miten ohjelmointijärjestelmä toimii ja komponenttien asianmukaisessa kytkemisessä, jotta piirilevy ei vaurioidu.

Tässä oppaassa käsittelemme yksityiskohtaisesti näihin nastoihin liittyviä eri näkökohtia, Tarkastellaan Raspberry Pi -mallien toimintoja Suosittelemme myös projekteja, joita voidaan kehittää näillä yhden piirilevyn tietokoneilla.

Mikä on Raspberry Pin GPIO ja mihin näitä nastoja käytetään mini-PC-levylläni?

Lyhenne GPIO tarkoittaa "General Purpose Input/Output" -tekniikkaa. Tai englanniksi käännettynä tämä vastaa yleiskäyttöisiä tuloja ja lähtöjä. Kun nastat on konfiguroitu oikein, ne ovat valmiita suorittamaan useita toimintoja, eivät vain yhtä tiettyä toimintoa. Tämä koskee kaikkia Raspberry Pi -malleja. Ne on järjestetty ja jaettu samalla tavalla.

Nastat mukautetaan kunkin projektin tarpeisiin ohjelmointikielen avulla. Niitä käytetään elektronisten piirien ohjaamiseen, oheislaitteiden helppoon lisäämiseen ja näiden oheislaitteiden ja piirilevyn välisen tiedonsiirron muodostamiseen. Lyhyesti sanottuna, Se tekee korttien integroinnista ulkoisiin komponentteihin vähemmän monimutkaista.

Mitkä ovat Raspberry Pi GPIO-nastojen päätoiminnot mallista riippuen?

Raspberry Pi:n nastojen määrä on kasvanut siitä lähtien ensimmäisestä versiosta, jossa oli 26, nykyiseen, jossa on 40luoden enemmän vaihtoehtoja projektia suunniteltaessa. Hyvä puoli on, että versiosta riippumatta ne ovat kaikki yhtä yhteensopivia minkä tahansa projektin kanssa. Tapit Ne sijaitsevat rivissä levyn oikeassa reunassa, Ja koska niitä ei ole täytetty, ne tarjoavat joustavuutta käyttää mitä tahansa projektin tarvitsemia yhteyksiä.

Joitakin niiden suorittamia toimintoja ovat seuraavat:

• Yhdistä laite ulkoinen.
• Vastaanota jännitesignaali yhdistetyn laitteen lähettämän saapuvan viestin ja määritä lukemasta, onko se korkea vai matala.
• Lähetä signaali jännitteestä.
• UART-liitäntä sarjaporteille ja laitteille.
• Modulaarinen pulssinleveys.
• GND-liitäntä tai maata.
• Viestintä SPI-protokolla tietojen synkronointia varten.

GPIO-pinnityökalu: Mitä voin liittää ja ohjelmoida niillä Raspberry Pillä?

Piirilevyyn kytkettävien ulkoisten laitteiden määrä riippuu pitkälti kehitettävästä projektista. Joissakin tapauksissa tarvitaan enemmän komponentteja kuin toisissa, mutta Jokaisen mikrotietokoneen ominaisuudet eivät koskaan lakkaa hämmästyttämästä. Jokaiseen projektiin kuuluu selkeät ja tarkat ohjeet mistä yhteydet tehdään, jotta käyttäjä ymmärtää tämän prosessin tietotasostaan ​​riippumatta.

Liitäntöjen osalta on huomattava, että nastoihin voidaan asentaa seuraavat:

• Virtalähde 3.3 V ja 5 V.
• Digitaalitulot ja -lähdöt yksinkertaisten kytkimien ja antureiden kytkemiseen.
• SPI-laitteet Suurella nopeudella.
• I2C-komponentit jotka mahdollistavat kommunikaation kytkettyjen sirujen välillä.

Toisaalta, ohjelmoinnin näkökulmasta, käyttöjärjestelmän kanssa hän on Ne voivat määrittää GPIO-nastoille erilaisia ​​toimintoja.koska Pi-levy on suunniteltu toimimaan fyysisen ohjelmoinnin kanssa.

Aikataulutettavien tehtävien joukossa meillä on:

• Ohjelmoi jännitteet sisään- ja uloskäynneistä.
• Automatisoi pulssinleveysmodulaatio, joka ohjaa kuormaan lähetettävää energiaa.
• Tietopassi piirilevyllä olevien integroitujen piirien välillä.
• Viestintä integroitujen piirien ja ohjainten välillä.
• Ja viestintä lähetysnastan ja vastaanottonastan väliin.

GPIO vs. Arduino-nastat: Mitä eroja näillä elektronisilla komponenteilla on?

Ensi silmäyksellä sanoisimme, että Ne ovat kaksi hyvin samanlaista lautastaMolemmilla voit luoda erilaisia ​​projekteja.

Erot alkavat kuitenkin näkyä, kun tarkastelemme kutakin tarkemmin:

• Vapaa ohjelmisto: Arduinon tapauksessa kuka tahansa voi luoda omia versioitaan piirilevystä, koska ohjelmisto on avoimen lähdekoodin, kun taas Raspberry Pillä heillä on määräysvalta luomiseen ja tuotantoon.
• liputYksi Arduinon vahvuuksista on sen analogisten ja digitaalisten tulojen yhdistelmä, jotka järjestelmä voi helposti aktivoida ja deaktivoida. Raspberry Pi puolestaan ​​on suunniteltu tietokoneeksi, sillä on suurempi laskentateho, ja jokainen versio lisää uusia ominaisuuksia.
• ConectividadJos puhumme yhteystiloista, Raspberry Pissä on integroitu Wi-Fi ja Ethernet, kun taas Arduino vaatii uuden piirilevyn lisäämisen, mikä lisää kustannuksia ja rajoittaa porttien määrää.
• järjestelmä: Arduino suorittaa ohjelmoidut tehtävät suoraan, kun taas Raspberry Pi vaatii täysin toimivan käyttöjärjestelmän ja käynnistyminen kestää hieman kauemmin. Tämä ero vaikuttaa joidenkin elektroniikkaprojektien kehittämiseen, koska funktioiden suorittaminen, porttien aktivointi ja ohjelman ajaminen kestää kauemmin.
• Työläs Se on helppokäyttöinen mikrokontrolleri, joka suorittaa pieniä sovelluksia, jotka ohjaavat peruslaitteita, ja sopii erinomaisesti mihin tahansa elektroniikkaprojektiin. Raspberry Pi luotiin enemmän tietokoneeksi, joka on ihanteellinen ohjelmien suorittamiseen, palvelimena toimimiseen ja monimutkaisempaa ja moniajoa vaativiin projekteihin.

Kuitenkin, Molempia sovelluksia käyttävät projektikehittäjät maailmanlaajuisesti.ottaen huomioon sen ominaisuudet ja erityispiirteet.

Raspberry Pi GPIO -nastojen ohjelmointi: Millä kielillä mitä tahansa projektia ohjelmoidaan?

Hanki Ohjelmointitaidot ovat välttämättömiä elektronisten projektien kehittämisessä. Onneksi Raspberry Pi Tehtävien aikatauluttamiseen on saatavilla useita yksinkertaisia ​​työkaluja.

Tässä on neljä ohjelmointikieltä, joita voit käyttää:

Scratch

Tämä kieli mahdollistaa Opi ohjelmoimaan olematta koodinkäsittelyn asiantuntija. Ja vaikka voisit käyttää online-versiota, on parempi käyttää asennettua versiota, jotta et menetä etuja GPIO.

Siksi, kun olet ladannut ja asentanut ohjelman, käytät sitä tällä tavalla:

• Siirry Raspberry Pi -valikkoon, napsauta "Ohjelmointi"ja sitten valitset"Scratch".
• Sovellus avautuu siellä, ja hyvä suositus on aseta kieli.
• Valitse lohkovalikosta vaihtoehto "Lisää laajennus"käyttää nastoja GPIO.
• valita vaihtoehto "PI GPIO" ja oikealla puolella paina "Okei”.
• Nämä vaihtoehdot nyt aktivoituinaVoit lisätä tulo-/lähtönastan, jolla on mahdollisuus aktivoi se y poista se käytöstä. Lisäksi tiimi on valmis suorittamaan kaikki sille annetut tehtävät..

Python

Tämä kieli on yksi maailman käytetyimmistä kielistä mm. luoda sovelluksia ja automatisoida toimintoja. Filosofian mukaan kuka tahansa, jolla on perusohjelmointitietoa, voi käyttää sitä ja hyötyä sen eduista. On huomattava, että Se on esiasennettu Raspberry Pi OS -käyttöjärjestelmään, Se on etu, koska sinun ei tarvitse asentaa mitään ylimääräistä.

Voit käyttää sitä seuraavasti:

• Laitteen sisällä siirrymme osioon "Valikko - Ohjelmointi".
• Kun se näyttää meille vaihtoehdot, Valitse versio, jota sinun tulisi käyttää..
• Avaa "Python-komentotulkin välilehti"Siitä hetkestä lähtien pystymme kirjoittamaan ja suorittamaan komentoja ja näkemään tulokset välittömästi.
• Joka kerta, kun symboli ">>>" ilmestyy Se antaa meille mahdollisuuden syöttää komentoja.

C/C++/C#

C-kieltä käytetään järjestelmien ja myös sovellusten luomiseen.Se voitaisiin luokitella keskitason laitteeksi, vaikka siinä on myös alemman tason ominaisuuksia. C++ on hybridikieli ja moniparadigma johon on lisätty geneerisen ohjelmoinnin osa-alueita. Lopuksi, C# on johdettu kahdesta edellisestä.Sillä on joitakin yhtäläisyyksiä Javaan, mutta parannuksia. Se on suunniteltu luomaan ohjelmia itseensä perustuen.

Käsittely 3

Tämä kieli on kehitetty Javan pohjalta ja Se on hyödyllinen digitaalisten multimediaelementtien tuotannossa. se on avoin lähdekoodi ja sitä on erittäin helppo käyttää.

Lista parhaista projekteista, joita voit tehdä Raspberry Pi:n GPIO-nastojen avulla

On tullut aika innovoida ja keksiä. Olemme valinneet kolme mielenkiintoista projektia, jotka on jaettu ja joita kuka tahansa voi kehittää. Se sopii sekä edistyneille käyttäjille että lapsille, joilla on vähän ohjelmointitietoa. Tärkeintä on halu oppia.

Lue huolellisesti, mitä projekteja on olemassa:

Yksinkertainen liikennevalo

Aiomme ohjelmoida perinteisen liikennevalon käyttämällä Python-sovellusta, joka, kuten edellä mainitsin, on esiasennettuna Pi:hin.

Vaiheet ovat seuraavat:

• Tuo kirjakauppoja käyttää
• sitten, Ilmoitamme tapin tyypin.
• Loimme silmukan, jonka jälkeen deaktivoimme ja aktivoimme sen. nastat, jotka on kytketty LEDit. Lopuksi rakensimme liikennevalon prototyypin pohjalta ja liitimme sen piirilevyyn.

Tähän operaatioon tarvittavat materiaalit ovat seuraavat:

• 4 letkua.
• 3 vastusta.
• 3 LED-diodia.
• 1 protolevy.

LED-valot

Tämä yksinkertainen projekti perustuu Luo pieni piiri, jossa on pari LEDiä, ja ohjaa yhtä niistä komentorivillä käyttämällä Raspberry Pi:tä. Tämä valo vilkkuu yhden sekunnin välein.

Tämän saavuttamiseksi meidän on toteutettava seuraavat vaiheet:

• Avaa Python ja luo uusi tiedosto ohjelmointikoodin tallentamiseksi.
• Että etulinja, sillä on merkitystä GPIO-pinnikirjastot joka antaa meille mahdollisuuden ottaa ohjat käsiimme.
• sitten Valitsemme menetelmän, jolla pääsemme PIN-koodiinJoko piirilevyn tai sirun kautta. Kun olemme päättäneet, alustamme pinin ja ohjaamme sitä vaihtoehdoilla. "Totta" o "Väärä".
• Lopulta Välilehti näyttää meille lopullisen ohjelmoinnin. ja annamme "Pitää".

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi meillä on oltava seuraavat asiat käsillä:

• 1 vastus 100 Ω.
• 2 letkua.
• 1 protolevy.
• 1 LED-diodi (5 mm).

Security System

Raspberry Pi -levyn ohjelmointi ei ole monimutkaista. Tämä järjestelmä skannaa kotisi ympäristön ja lähettää ilmoituksen puhelimeesi. Se myös ilmoittaa, kun yhteys katkeaa mistä tahansa syystä. Tämän projektin perustana on Vadelma Pi 3.