GPIO voor Raspberry Pi: Wat is het, waarvoor dient het en wat is het nut ervan in deze minicomputer?

Projectontwikkeling is een van de bestaansredenen van elke organisatie. Raspberry Pi. Maar om ze in de praktijk te brengen, De GPIO-pinnen op dit apparaat moeten goed benut worden.Elk model heeft aansluitingen met verschillende eigenschappen, en om daar optimaal gebruik van te maken, is het essentieel om die te kennen.

Het succes van het gebruik van spelden GPIO is in Leer hoe het programmeersysteem werkt. en door de componenten correct aan te sluiten om schade aan de printplaat te voorkomen.

In deze handleiding gaan we dieper in op verschillende aspecten die verband houden met deze pinnen. Laten we eens kijken naar de functies die ze uitvoeren in Raspberry Pi-modellen. We zullen ook projecten aanbevelen die op deze single-board computers ontwikkeld kunnen worden.

Wat is GPIO voor Raspberry Pi en waarvoor dienen deze pinnen op mijn mini-pc-bord?

De afkorting GPIO staat voor "General Purpose Input/Output" (algemene invoer/uitvoer). Of, in het Nederlands vertaald, is dit gelijk aan algemene in- en uitgangen. Eenmaal correct geconfigureerd, zijn de pinnen klaar om diverse functies uit te voeren, niet slechts één specifieke functie. Dit geldt voor alle Raspberry Pi-modellen. Ze zijn op dezelfde manier georganiseerd en verdeeld..

De pinnen worden door middel van de programmeertaal aangepast aan de behoeften van elk project. Ze worden gebruikt om elektronische circuits aan te sturen, eenvoudig randapparatuur toe te voegen en communicatie tot stand te brengen tussen deze randapparatuur en de printplaat. Kortom, Het maakt de integratie van de printplaten met externe componenten minder complex.

Wat zijn de belangrijkste functies van de GPIO-pinnen van de Raspberry Pi, afhankelijk van het model?

Het aantal pinnen op de Raspberry Pi is sindsdien toegenomen. van de eerste versie met 26 tot de huidige met 40.waardoor er meer mogelijkheden ontstaan ​​bij het ontwerpen van een project. Het goede nieuws is dat ze, ongeacht de versie, allemaal even compatibel zijn met elk project. De pinnen Ze bevinden zich op een rij helemaal rechts op de plaat. En omdat ze niet bezet zijn, bieden ze de flexibiliteit om alle verbindingen te gebruiken die voor het project nodig zijn.

Enkele van de functies die ze kunnen uitvoeren zijn de volgende:

• Een apparaat aansluiten extern.
• Ontvang het spanningssignaal Het inkomend bericht dat door het aangesloten apparaat is verzonden, wordt uitgelezen en vervolgens wordt bepaald of het hoog of laag is.
• Verzend het signaal van spanning.
• UART-verbinding voor seriële poorten en apparaten.
• Modulair de pulsbreedte.
• GND-aansluiting of land.
• Communicatie voor de SPI-protocol voor gegevenssynchronisatie.

GPIO-pin hulpprogramma: Wat kan ik ermee aansluiten en programmeren op een Raspberry Pi?

Het aantal externe apparaten dat op het bord wordt aangesloten, hangt grotendeels af van het te ontwikkelen project. In sommige gevallen zijn meer componenten nodig dan in andere, maar De mogelijkheden van elke microcomputer blijven me steeds weer verbazen. Elk project wordt geleverd met duidelijke en specifieke instructies. Waar moeten de verbanden gelegd worden, zodat de gebruiker dit proces kan begrijpen, ongeacht zijn of haar kennisniveau?

Wat de aansluitingen betreft, willen we erop wijzen dat de volgende componenten op de pinnen kunnen worden aangesloten:

• Suministro de energy 3.3V en 5V.
• Digitale in- en uitgangen voor het aansluiten van eenvoudige schakelaars en sensoren.
• SPI-apparaten Van hoge snelheid.
• I2C-componenten die communicatie tussen verbonden chips mogelijk maken.

Aan de andere kant, wat programmeren betreft, met het besturingssysteem dat ben je Ze kunnen verschillende functies toewijzen aan de GPIO-pinnen.omdat het Pi-bord is ontworpen om te werken met fysieke programmering.

Tot de taken die ingepland kunnen worden, behoren:

• Programmeer de spanningen van de in- en uitgangen.
• Automatiseer pulsbreedtemodulatie, waarmee de energie die naar een belasting wordt gestuurd, wordt geregeld.
• De informatieoverdracht tussen de geïntegreerde schakelingen op de printplaat.
• Verbinding tussen geïntegreerde schakelingen en controllers.
• En communicatie tussen de zendpin en de ontvangstpin.

GPIO-pinnen versus Arduino-pinnen: wat zijn de verschillen tussen deze elektronische componenten?

Op het eerste gezicht zouden we zeggen dat Het zijn twee zeer vergelijkbare borden.Met beide programma's kun je diverse projecten maken.

De verschillen worden echter pas duidelijk als we de details van elk ervan nader bekijken:

• Gratis software: Bij Arduino kan iedereen zijn eigen versie van het bord maken omdat de software open source is, terwijl men bij Raspberry Pi de controle heeft over de creatie en productie.
• VoorgerechtenEen van de sterke punten van Arduino is de combinatie van analoge en digitale ingangen, die eenvoudig door het systeem kunnen worden in- en uitgeschakeld. Raspberry Pi daarentegen is ontworpen als computer, heeft een grotere rekenkracht en er worden met elke nieuwe versie nieuwe functies toegevoegd.
• ConectividadAls we het over verbindingsmogelijkheden hebben, heeft de Raspberry Pi ingebouwde Wi-Fi en Ethernet, terwijl een Arduino een extra printplaat vereist, wat de kosten verhoogt en het aantal poorten beperkt.
• systeem: Arduino voert geprogrammeerde taken direct uit, terwijl Raspberry Pi een volledig functionerend besturingssysteem nodig heeft en iets langer nodig heeft om op te starten. Dit verschil heeft gevolgen voor de ontwikkeling van sommige elektronische projecten, omdat het meer tijd kost om functies uit te voeren, poorten te activeren en het programma te draaien.
• Arduino Het is een gebruiksvriendelijke microcontroller die kleine applicaties uitvoert om basisapparaten aan te sturen en is ideaal voor elk elektronica-project. De Raspberry Pi is meer ontworpen als een computer, ideaal voor het uitvoeren van programma's, als server en voor projecten die meer complexiteit en multitasking vereisen.

Echter Beide applicaties worden wereldwijd gebruikt door projectontwikkelaars.rekening houdend met de kenmerken en bijzonderheden ervan.

Programmeren van Raspberry Pi GPIO-pinnen: Welke programmeertalen worden gebruikt voor dit project?

Verwerven van de Programmeervaardigheden zijn essentieel bij de ontwikkeling van elektronische projecten. Gelukkig voor de Raspberry Pi Er zijn diverse eenvoudige tools beschikbaar waarmee je taken kunt inplannen.

Hier zijn vier programmeertalen die je kunt gebruiken:

Kras

Deze taal maakt het mogelijk Leer programmeren zonder dat je een expert in code hoeft te zijn. Hoewel je de online versie kunt gebruiken, is het beter om de geïnstalleerde versie te gebruiken, zodat je de voordelen niet misloopt. GPIO.

Zodra je het programma hebt gedownload en geïnstalleerd, gebruik je het dus op de volgende manier:

• Open het Raspberry Pi-menu. klik op “Programming" en vervolgens selecteer je "Kras'.
• De applicatie wordt daar geopend en een goede aanbeveling is stel de taal in.
• Selecteer in het blokkenmenu de optie “Voeg een extensie toe"om de pinnen te gebruiken" GPIO.
• kiezen optie “PI GPIO” en druk aan de rechterkant "OK".
• Nu deze opties zijn geactiveerdJe kunt een in-/uitgangspin toevoegen met de mogelijkheid om activeer het y schakel het uit. Bovendien is het team bereid om elke toegewezen taak uit te voeren..

Python

Deze taal is een van de meest gebruikte ter wereld voor het doel van Applicaties ontwikkelen en processen automatiseren. De filosofie is dat iedereen met basiskennis van programmeren het kan gebruiken en van de voordelen kan profiteren. Het is belangrijk om te weten dat Het is standaard geïnstalleerd op het Raspberry Pi OS-besturingssysteem. Dat is een voordeel, want je hoeft niets extra's te installeren.

Volg deze stappen om het te gebruiken:

• Binnen het apparaat gaan we naar het betreffende gedeelte. "Menu - Programmeren".
• Zodra het ons de opties laat zien, Selecteer de versie die u wilt gebruiken..
• De "Python Shell-tabblad"Vanaf dat moment kunnen we commando's schrijven en uitvoeren en de resultaten direct zien.
• Telkens wanneer het symbool ">>>" verschijnt Het geeft ons de mogelijkheid om commando's in te voeren.

C/C++/C#

De programmeertaal C wordt gebruikt voor het ontwikkelen van systemen en applicaties.Het zou als een middenklasse product kunnen worden beschouwd, hoewel het ook kenmerken van een instapmodel heeft. Wat dat betreft, C++ is een hybride taal. en multiparadigma waaraan aspecten van generieke programmering zijn toegevoegd. Tot slot, C# is afgeleid van de twee voorgaande talen.Het vertoont enkele overeenkomsten met Java, maar met verbeteringen. Het is ontworpen om programma's te genereren op basis van zichzelf.

Verwerking 3

Deze taal is ontwikkeld op basis van Java en Het is nuttig voor de productie van digitale multimedia-elementen. Het is open source En het is heel makkelijk in gebruik.

Lijst met de beste projecten die je kunt uitvoeren met de GPIO-pinnen van je Raspberry Pi.

Het is tijd voor innovatie en uitvindingen. We hebben drie interessante projecten uitgekozen die gedeeld zijn en die door iedereen verder ontwikkeld kunnen worden. Het is geschikt voor zowel gevorderde gebruikers als kinderen met weinig programmeerkennis. Het belangrijkste is de wil om te leren.

Lees aandachtig wat de projecten inhouden:

Eenvoudig verkeerslicht

We gaan een conventioneel verkeerslicht programmeren. met behulp van de Python-applicatie, die, zoals ik hierboven al zei, standaard op de Pi is geïnstalleerd.

De stappen zijn als volgt:

• Importboekhandels te gebruiken.
• dan, We geven het pintype aan..
• We creëerden een lus, deactiveerden en activeerden deze vervolgens weer. de pinnen verbonden met de LED. Ten slotte hebben we het verkeerslicht gebouwd op basis van het prototype en aangesloten op de printplaat.

De volgende materialen zijn nodig voor deze bewerking:

• 4 slangen.
• 3 weerstanden.
• 3 LED-diodes.
• 1 prototypebord.

LED-lampen

Dit eenvoudige project is gebaseerd op Maak een klein circuit met een paar LED's en stuur er één aan met commandoregels. Met behulp van onze Raspberry Pi. Dit lampje knippert met tussenpozen van één seconde.

Om dit te bereiken, moeten we de volgende stappen ondernemen:

• Open Python en maak een nieuw bestand aan. om de programmeercode op te slaan.
• In de frontliniehet doet ertoe GPIO-pinbibliotheken Dat stelt ons in staat de controle over te nemen.
• dan We kiezen de methode waarmee we toegang krijgen tot de pin.Ofwel via het moederbord, ofwel via de chip. Zodra we een keuze hebben gemaakt, initialiseren we de pin en besturen we deze met de opties. WAAR o "vals".
• Uiteindelijk Een tabblad toont ons de uiteindelijke programmering. en we geven "Houden".

Om dit doel te bereiken, hebben we de volgende zaken nodig:

• 1 weerstand van 100Ω.
• 2 slangen.
• 1 prototypebord.
• 1 LED-diode (5 mm).

Beveiligingssysteem

Het programmeren van je Raspberry Pi-bord is niet ingewikkeld. Dit systeem scant de omgeving van uw huis en stuurt een melding naar uw telefoon. Het geeft ook een melding wanneer de verbinding om welke reden dan ook wordt verbroken. De basis van dit project is een Framboos Pi 3.