GPIO for Raspberry Pi: Hva er det, hva er det til, og hva brukes det til i denne minidatamaskinen?

Prosjektutvikling er en av grunnene til enhver organisasjons eksistens. Raspberry Pi. Men for å sette dem ut i praksis, GPIO-pinnene på denne enheten må utnyttes godt.Hver modell kommer med tilkoblinger som har forskjellige egenskaper, og for å dra nytte av dem er det viktig å kjenne dem.

Suksessen med bruk av pinner GPIO er inne lære hvordan programmeringssystemet fungerer og å koble komponentene riktig for ikke å skade kortet.

I denne veiledningen vil vi gå i detalj om ulike aspekter knyttet til disse pinnene, en titt på funksjonene de utfører i Raspberry Pi-modeller Vi vil også anbefale prosjekter som kan utvikles på disse enkeltkortsdatamaskinene.

Hva er GPIO for Raspberry Pi, og hva brukes disse pinnene til på mini-PC-kortet mitt?

Forkortelsen GPIO refererer til «General Purpose Input/Output». Eller, oversatt til engelsk, tilsvarer dette generelle innganger og utganger. Når de er riktig konfigurert, er pinnene klare til å utføre forskjellige funksjoner, ikke bare én spesifikk funksjon. Dette gjelder alle Raspberry Pi-modeller. De er organisert og distribuert på samme måte.

Pinnene tilpasses behovene til hvert prosjekt gjennom programmeringsspråket. De brukes til å kontrollere elektroniske kretser, enkelt legge til periferiutstyr og etablere kommunikasjon mellom disse periferienhetene og kortet. Kort sagt, Det gjør integreringen av kortene med eksterne komponenter mindre kompleks.

Hva er hovedfunksjonene til Raspberry Pi GPIO-pinner, avhengig av modellen?

Antall pinner på Raspberry Pi har økt siden fra den første versjonen som hadde 26, til den nåværende som har 40skaper flere alternativer når man designer et prosjekt. Det gode er at uansett versjon er de alle like kompatible med ethvert prosjekt. Pinnene De er plassert på rad helt til høyre på platen, Og siden de ikke er befolket, gir de fleksibiliteten til å bruke alle tilkoblinger som er nødvendige for prosjektet.

Noen av funksjonene de kan utføre er følgende:

• Koble til en enhet utvendig.
• Motta spenningssignalet innkommende melding sendt av den tilkoblede enheten og avgjøre ut fra avlesningen om den er høy eller lav.
• Send signalet av spenning.
• UART-tilkobling for serielle porter og enheter.
• Modulær pulsbredde.
• GND-tilkobling eller land.
• Kommunikasjon for SPI-protokoll for datasynkronisering.

GPIO pin-verktøy: Hva kan jeg koble til og programmere med dem på en Raspberry Pi?

Antall eksterne enheter som skal kobles til kortet avhenger i stor grad av prosjektet som utvikles. I noen tilfeller kreves det flere komponenter enn i andre, men Mulighetene til hver mikrodatamaskin slutter aldri å forbløffe. Hvert prosjekt kommer med klare og spesifikke instruksjoner hvor koblingene skal trekkes, slik at brukeren kan forstå denne prosessen uavhengig av kunnskapsnivå.

Når det gjelder tilkoblingene, bør vi påpeke at følgende kan installeres på pinnene:

• Suministro de energi 3.3V og 5V.
• Digitale innganger og utganger for tilkobling av enkle brytere og sensorer.
• SPI-enheter Av høy hastighet.
• I2C-komponenter som tillater kommunikasjon mellom tilkoblede brikker.

På den annen side, når det gjelder programmering, med operativsystemet han er De kan tilordne forskjellige funksjoner til GPIO-pinnene.fordi Pi-kortet er designet for å fungere med fysisk programmering.

Blant oppgavene som kan planlegges, har vi:

• Programmer spenningene av inngangene og utgangene.
• Automatiser pulsbreddemodulasjon, som styrer energien som sendes til en last.
• Informasjonspasset mellom de integrerte kretsene på kortet.
• Kommunikasjon mellom integrerte kretser og kontrollere.
• Og kommunikasjon mellom sendepinnen og mottakerpinnen.

GPIO vs. Arduino-pinner: Hva er forskjellene mellom disse elektroniske komponentene?

Ved første øyekast vil vi si at Det er to veldig like tallerkenerMed begge kan du lage forskjellige prosjekter.

Forskjellene begynner imidlertid å dukke opp når vi ser på flere detaljer om hver enkelt:

• Gratis programvare: Når det gjelder Arduino, kan hvem som helst lage sine egne versjoner av brettet fordi programvaren er åpen kildekode, mens med Raspberry Pi har de kontroll over opprettelsen og produksjonen.
• BilletterEn av Arduinos styrker er kombinasjonen av analoge og digitale innganger, som enkelt aktiveres og deaktiveres av systemet. Raspberry Pi, derimot, ble designet som en datamaskin, har større datakraft, og nye funksjoner legges til med hver versjon.
• ConectividadHvis vi snakker om tilkoblingsmoduser, har Raspberry Pi integrert Wi-Fi og Ethernet, mens en Arduino krever at man legger til et nytt kort, noe som øker kostnadene og begrenser antall porter.
• system: Arduino utfører programmerte oppgaver direkte, mens Raspberry Pi krever et fullt funksjonelt operativsystem og tar litt lengre tid å starte opp. Denne forskjellen påvirker utviklingen av noen elektronikkprosjekter, ettersom det tar lengre tid å utføre funksjoner, aktivere porter og kjøre programmet.
• Arduino Det er en brukervennlig mikrokontroller som kjører små applikasjoner som styrer grunnleggende enheter, og er ideell for ethvert elektronikkprosjekt. Raspberry Pi ble laget mer som en datamaskin, ideell for å kjøre programmer, fungere som en server og for prosjekter som krever større kompleksitet og multitasking.

Imidlertid Begge applikasjonene brukes av prosjektutviklere over hele verden.tatt i betraktning dens egenskaper og særtrekk.

Programmering av Raspberry Pi GPIO-pinner: Hvilke språk brukes til å programmere et hvilket som helst prosjekt?

Kjøpe Programmeringsferdigheter er nødvendige når man jobber med utvikling av elektroniske prosjekter. Heldigvis, for Raspberry Pi Det finnes flere enkle verktøy som lar deg planlegge oppgaver.

Her er fire programmeringsspråk du kan bruke:

Skrap

Dette språket tillater Lær å programmere uten å være ekspert på å håndtere kode. Og selv om du kan bruke nettversjonen, er det bedre å bruke den installerte versjonen for ikke å gå glipp av fordelene med GPIO.

Derfor, når du har lastet ned og installert programmet, bruker du det på denne måten:

• Gå inn i Raspberry Pi-menyen, klikk på «Programmering"og så velger du"Skrap".
• Applikasjonen åpnes der, og en god anbefaling er angi språket.
• I blokkmenyen velger du alternativet "Legg til en utvidelse"å bruke pinnene GPIO.
• Velg alternativet «PI GPIO» og trykk på høyre side "OK.
• Med disse alternativene nå aktivertDu kan legge til en inngangs-/utgangspinne med mulighet for aktiver det y deaktiver den. I tillegg er teamet klart til å utføre enhver oppgave som blir tildelt det..

Python

Dette språket er et av de mest brukte i verden til formål lage applikasjoner og automatisere operasjoner. Filosofien er at alle med grunnleggende programmeringskunnskaper kan bruke det og dra nytte av fordelene. Det bør bemerkes at Den er forhåndsinstallert på operativsystemet Raspberry Pi OS, Det er en fordel, siden du ikke trenger å installere noe ekstra.

Følg disse trinnene for å bruke den:

• Inne i enheten går vi til seksjonen "Meny - Programmering".
• Når den viser oss alternativene, Velg versjonen du skal bruke..
• De "Python Shell-fanen"Fra det øyeblikket av vil vi kunne skrive og utføre kommandoer, og se resultatene umiddelbart.
• Hver gang symbolet ">>>" vises Det gir oss muligheten til å legge inn kommandoer.

C/C++/C#

C-språket brukes til å lage systemer og også applikasjoner.Den kan kategoriseres som mellomnivå, selv om den også har funksjoner for et lavt nivå. For sin del, C++ er et hybridspråk og multiparadigme som aspekter av generisk programmering har blitt lagt til. Til slutt, C# er avledet fra de to foregående.Den har noen likheter med Java, men med forbedringer. Den er designet for å generere programmer basert på seg selv.

Behandling3

Dette språket er utviklet basert på Java og Det er nyttig for produksjon av digitale multimediaelementer. det er åpen kildekode og den er veldig enkel å bruke.

Liste over de beste prosjektene du kan gjøre med GPIO-pinnene på Raspberry Pi-en din

Tiden er inne for å innovere og oppfinne. Vi har valgt tre interessante prosjekter som har blitt delt og som kan utvikles av alle. Det gjelder både avanserte brukere og barn med lite programmeringskunnskap. Det som kreves mest er et ønske om å lære.

Les nøye hva prosjektene er:

Enkelt trafikklys

Vi skal programmere et konvensjonelt trafikklys ved hjelp av Python-applikasjonen, som, som jeg nevnte ovenfor, er forhåndsinstallert på Pi-en.

Trinnene er følgende:

• Importbokhandlere å bruke
• da, Vi erklærer pin-typen.
• Vi laget en løkke, og deretter deaktiverte og aktiverte vi den. pinnene som er koblet til LED-er. Til slutt bygde vi trafikklyset basert på prototypen og koblet det til brettet.

Materialene som trengs for denne operasjonen er som følger:

• 4 slanger.
• 3 motstander.
• 3 LED-dioder.
• 1 protokort.

LED-lys

Dette enkle prosjektet er basert på Lag en liten krets med et par LED-er og kontroller en av dem med kommandolinjer ved hjelp av Raspberry Pi-en vår. Denne lampen blinker med ett sekunds intervaller.

For å oppnå dette må vi ta følgende skritt:

• Åpne Python og opprett en ny fil for å lagre programmeringskoden.
• I frontlinjen, det spiller en rolle GPIO-pinbiblioteker som vil tillate oss å ta kontroll.
• da Vi velger metoden vi bruker for å få tilgang til PIN-kodenEnten via kortet eller brikken. Når vi har bestemt oss, initialiserer vi pinnen og kontrollerer den med alternativene. "Ekte" o "Falsk".
• Til slutt En fane viser oss den endelige programmeringen. og vi gir "Beholde".

For å nå dette målet trenger vi å ha følgende ting for hånden:

• 1 motstand 100Ω.
• 2 slanger.
• 1 protokort.
• 1 LED-diode (5 mm).

Sikkerhetssystem

Det er ikke komplisert å programmere Raspberry Pi-kortet ditt. Dette systemet skanner omgivelsene i hjemmet ditt og sender et varsel til telefonen din. Den varsler deg også når den kobler seg fra av en eller annen grunn. Grunnlaget for dette prosjektet er en Raspberry Pi 3.