GPIO pour Raspberry Pi : Qu’est-ce que c’est, à quoi ça sert et comment est-ce utilisé dans ce mini-ordinateur ?

Le développement de projets est l'une des raisons d'être de toute organisation. Raspberry Pi. Mais pour les mettre en pratique, Les broches GPIO de cet appareil doivent être utilisées à bon escient.Chaque modèle est doté de connexions aux caractéristiques différentes, et pour en tirer pleinement parti, il est essentiel de les connaître.

Le succès dans l'utilisation des épingles GPIO est Apprenez comment fonctionne le système de programmation et en connectant correctement les composants afin de ne causer aucun dommage à la carte.

Dans ce guide, nous aborderons en détail différents aspects liés à ces broches. en examinant les fonctions qu'ils remplissent dans les modèles Raspberry Pi Nous recommanderons également des projets pouvant être développés sur ces ordinateurs monocartes.

Qu'est-ce que le GPIO pour Raspberry Pi et à quoi servent ces broches sur ma carte mini PC ?

L'acronyme GPIO signifie « Entrée/Sortie à Usage Général ». En d'autres termes, il s'agit d'entrées et de sorties à usage général. Une fois correctement configurées, les broches sont prêtes à exécuter diverses fonctions, et non une seule fonction spécifique. Ceci est valable pour tous les modèles de Raspberry Pi. Ils sont organisés et répartis de la même manière.

Les broches sont adaptées aux besoins de chaque projet grâce au langage de programmation. Ils servent à contrôler les circuits électroniques, à ajouter facilement des périphériques et à établir la communication entre ces périphériques et la carte. En bref, Cela simplifie l'intégration des cartes avec des composants externes.

Quelles sont les principales fonctions des broches GPIO du Raspberry Pi selon le modèle ?

Le nombre de broches du Raspberry Pi n'a cessé d'augmenter depuis de la première version qui en comptait 26, à la version actuelle qui en compte 40Cela offre davantage d'options lors de la conception d'un projet. L'avantage est que, quelle que soit la version, elles sont toutes compatibles avec n'importe quel projet. Les broches Elles sont disposées en rangée à l'extrême droite de la plaque. Et comme elles ne sont pas occupées, elles offrent la flexibilité d'utiliser toutes les connexions nécessaires au projet.

Voici quelques-unes des fonctions qu'ils peuvent accomplir :

• Connecter un appareil externe.
• Recevoir le signal de tension Le message entrant envoyé par l'appareil connecté est analysé afin de déterminer, à partir de la valeur lue, s'il est élevé ou faible.
• Envoyez le signal de tension.
• connexion UART pour les ports et périphériques série.
• Modulaire le largeur d'impulsion.
• connexion GND ou des terres.
• Communication pour le Protocole SPI pour la synchronisation des données.

Utilitaires des broches GPIO : Que puis-je connecter et programmer avec ces broches sur un Raspberry Pi ?

Le nombre de périphériques externes connectés à la carte dépend en grande partie du projet développé. Dans certains cas, davantage de composants sont nécessaires que dans d'autres, mais Les capacités de chaque micro-ordinateur ne cessent de nous émerveiller. Chaque projet est accompagné d'instructions claires et précises. où établir les liens, afin que l'utilisateur puisse comprendre ce processus quel que soit son niveau de connaissances.

Concernant les connexions, il convient de préciser que les éléments suivants peuvent être installés sur les broches :

• Suministro de l'énergie 3.3 V et 5 V.
• Entrées et sorties numériques pour connecter des interrupteurs et des capteurs simples.
• Périphériques SPI De grande vitesse.
• Composants I2C qui permettent la communication entre les puces connectées.

En revanche, en termes de programmation, avec le système d'exploitation être Ils peuvent attribuer différentes fonctions aux broches GPIO.car la carte Pi est conçue pour fonctionner avec une programmation physique.

Parmi les tâches qui peuvent être planifiées, nous avons :

• Programmer les tensions des entrées et des sorties.
• Automatisation de la modulation de largeur d'impulsion, qui contrôle l'énergie envoyée à une charge.
• Le laissez-passer d'information entre les circuits intégrés sur la carte.
• Communication entre les circuits intégrés et les contrôleurs.
• Et la communication entre la broche d'émission et la broche de réception.

Broches GPIO vs Broches Arduino : Quelles sont les différences entre ces composants électroniques ?

À première vue, nous dirions que Ce sont deux assiettes très similairesAvec les deux, vous pouvez créer divers projets.

Cependant, les différences commencent à apparaître lorsqu'on examine plus en détail chaque cas :

• Logiciel gratuit: Dans le cas d'Arduino, n'importe qui peut créer sa propre version de la carte car le logiciel est open source, tandis qu'avec Raspberry Pi, ils ont le contrôle sur la création et la production.
• EntréesL'un des atouts d'Arduino réside dans sa combinaison d'entrées analogiques et numériques, facilement activables et désactivables par son système. Raspberry Pi, quant à lui, conçu comme un ordinateur, offre une puissance de calcul supérieure et s'enrichit de nouvelles fonctionnalités à chaque nouvelle version.
• connectivitéEn matière de modes de connexion, le Raspberry Pi intègre le Wi-Fi et l'Ethernet, tandis qu'un Arduino nécessite l'ajout d'une nouvelle carte, ce qui augmente les coûts et limite le nombre de ports.
• Système: Arduino exécute directement les tâches programmées, tandis que Raspberry Pi nécessite un système d'exploitation pleinement fonctionnel et met un peu plus de temps à démarrer. Cette différence a un impact sur le développement de certains projets électroniques, car l'exécution des fonctions, l'activation des ports et le lancement du programme prennent plus de temps.
• Arduino Le Raspberry Pi est un microcontrôleur facile à utiliser qui exécute de petites applications pilotant des appareils de base et convient parfaitement à tout projet électronique. Conçu comme un véritable ordinateur, il est idéal pour exécuter des programmes, faire office de serveur et pour les projets plus complexes nécessitant le multitâche.

Toutefois, Ces deux applications sont utilisées par les développeurs de projets du monde entier.en tenant compte de ses caractéristiques et de ses particularités.

Programmation des broches GPIO du Raspberry Pi : Quels langages sont utilisés pour programmer un projet ?

Acquérir le Les compétences en programmation sont nécessaires pour travailler sur le développement de projets électroniques. Heureusement pour le Raspberry Pi Plusieurs outils simples permettent de planifier des tâches.

Voici quatre langages de programmation que vous pouvez utiliser :

Résistance

Ce langage permet Apprenez à programmer sans être un expert en manipulation de codes. Et bien que vous puissiez utiliser la version en ligne, il est préférable d'utiliser la version installée afin de ne pas passer à côté des avantages de GPIO.

Par conséquent, une fois le programme téléchargé et installé, vous l'utilisez de la manière suivante :

• Accédez au menu Raspberry Pi, cliquez sur «Programmation"et ensuite vous sélectionnez "Résistance ».
• L'application s'ouvrira là, et une bonne recommandation est définir la langue.
• Dans le menu des blocs, sélectionnez l'option « Ajouter une extension »"pour utiliser les broches GPIO.
• sélectionner l'option « PI GPIO » et sur le côté droit, appuyez "D'accord".
• Ces options étant désormais activéesVous pouvez ajouter une broche d'entrée/sortie avec la possibilité de l'activer y le désactiver. De plus, l'équipe est prête à accomplir toute tâche qui lui sera confiée..

Python

Cette langue est l'une des plus utilisées au monde dans le but de Créer des applications et automatiser les opérations. La philosophie sous-jacente est que toute personne possédant des connaissances de base en programmation peut l'utiliser et profiter de ses avantages. Il convient de noter que Il est préinstallé sur le système d'exploitation Raspberry Pi OS. C'est un avantage car vous n'aurez rien à installer de plus.

Pour l'utiliser, suivez ces étapes :

• À l'intérieur de l'appareil, nous accédons à la section "Menu - Programmation".
• Une fois qu'il nous a affiché les options, Sélectionnez la version que vous devez utiliser..
• le "Onglet Shell Python"À partir de ce moment, nous pourrons écrire et exécuter des commandes, et en voir les résultats instantanément.
• Chaque fois que le symbole ">>>" apparaît Cela nous donne la possibilité de saisir des commandes.

C/C++/C#

Le langage C est utilisé pour créer des systèmes et des applications.On pourrait la classer dans la catégorie milieu de gamme, bien qu'elle possède également des fonctionnalités d'entrée de gamme. Pour sa part, C++ est un langage hybride et multiparadigme auxquels des aspects de la programmation générique ont été ajoutés. Enfin, C# est dérivé des deux précédents.Il présente certaines similitudes avec Java, mais avec des améliorations. Il est conçu pour générer des programmes à partir de lui-même.

Traitement3

Ce langage est développé sur la base de Java et Il est utile pour la production d'éléments multimédias numériques. Est open source et il est très facile à utiliser.

Liste des meilleurs projets que vous pouvez réaliser avec les broches GPIO de votre Raspberry Pi

Le moment est venu d'innover et d'inventer. Nous avons sélectionné trois projets intéressants qui ont été partagés et qui peuvent être développés par n'importe qui. Cela s'adresse aussi bien aux utilisateurs confirmés qu'aux enfants ayant peu de connaissances en programmation. Le plus important est l'envie d'apprendre.

Lisez attentivement la description des projets :

Feu de circulation simple

Nous allons programmer un feu de circulation classique. en utilisant l'application Python, qui, comme je l'ai mentionné plus haut, est préinstallé sur le Pi.

Les étapes sont les suivantes:

• Librairies d'importation à utiliser.
• Puis Nous déclarons le type de broche.
• Nous avons créé une boucle, puis nous l'avons désactivée et réactivée. les broches connectées à LED. Enfin, nous avons construit le feu de circulation à partir du prototype et l'avons connecté à la carte.

Le matériel nécessaire à cette opération est le suivant :

• 4 tuyaux.
• 3 résistances.
• 3 diodes LED.
• 1 plaque d'essai.

Lumières LED

Ce projet simple est basé sur Créez un petit circuit avec quelques LED et contrôlez-en une à l'aide de lignes de commande. Nous utilisons notre Raspberry Pi. Cette lumière clignotera à un intervalle d'une seconde.

Pour y parvenir, nous devons suivre les étapes suivantes :

• Ouvrez Python et créez un nouveau fichier pour sauvegarder le code de programmation.
• Sur première ligne, cela compte bibliothèques de broches GPIO cela nous permettra de prendre le contrôle.
• Puis Nous choisissons la méthode par laquelle nous accéderons au code PIN.Que ce soit par le biais de la carte ou de la puce. Une fois notre choix fait, nous initialisons la broche et la contrôlons grâce aux options. Vrai o "FAUX".
• À la fin, Un onglet nous affichera la programmation finale. et nous donnons "Garder«.

Pour atteindre cet objectif, nous devons disposer des éléments suivants :

• 1 résistance de 100 Ω.
• 2 tuyaux.
• 1 plaque d'essai.
• 1 diode LED (5 mm).

Système de sécurité

Programmer votre carte Raspberry Pi n'est pas compliqué. Ce système analyse les environs de votre maison et envoie une notification à votre téléphone. Il vous avertit également en cas de déconnexion, quelle qu'en soit la raison. Ce projet repose sur un Raspberry Pi 3.