GPIO dla Raspberry Pi: co to jest, do czego służy i jakie jest jego zastosowanie w tym minikomputerze?

Rozwój projektów jest jednym z powodów istnienia każdej organizacji. Raspberry Pi. Ale żeby je wprowadzić w życie, Piny GPIO w tym urządzeniu muszą być dobrze wykorzystane.Każdy model ma złącza o różnych właściwościach, a żeby w pełni z nich korzystać, trzeba je znać.

Sukces w stosowaniu szpilek GPIO jest w dowiedz się, jak działa system programowania i prawidłowego połączenia elementów, tak aby nie uszkodzić płytki.

W tym przewodniku szczegółowo omówimy różne aspekty związane z tymi pinami, przyglądając się funkcjom, jakie pełnią w modelach Raspberry Pi Będziemy również polecać projekty, które można rozwijać na tych komputerach jednopłytkowych.

Co to jest GPIO dla Raspberry Pi i do czego służą te piny na mojej płytce mini PC?

Skrót GPIO odnosi się do „General Purpose Input/Output” (ogólnego przeznaczenia wejścia/wyjścia) Inaczej mówiąc, jest to odpowiednik wejść i wyjść ogólnego przeznaczenia. Po prawidłowej konfiguracji piny są gotowe do wykonywania różnych funkcji, a nie tylko jednej konkretnej. Dotyczy to wszystkich modeli Raspberry Pi. Są one organizowane i dystrybuowane w ten sam sposób.

Piny są dostosowywane do potrzeb każdego projektu poprzez język programowania. Służą do sterowania obwodami elektronicznymi, łatwego dodawania urządzeń peryferyjnych i nawiązywania komunikacji między nimi a płytką. Krótko mówiąc, Dzięki temu integracja płytek z komponentami zewnętrznymi staje się mniej skomplikowana.

Jakie są główne funkcje pinów GPIO Raspberry Pi w zależności od modelu?

Liczba pinów na Raspberry Pi wzrasta od od pierwszej wersji, która miała 26, do obecnej, która ma 40Stworzenie większej liczby opcji podczas projektowania projektu. Dobrą rzeczą jest to, że niezależnie od wersji, wszystkie są równie kompatybilne z każdym projektem. Piny Znajdują się one w rzędzie po prawej stronie talerza, A ponieważ nie są zamieszkane, zapewniają elastyczność w korzystaniu z wszelkich połączeń niezbędnych dla projektu.

Oto niektóre z funkcji, które mogą one wykonywać:

• Podłącz urządzenie zewnętrzny.
• Odbierz sygnał napięciowy przychodzącej wiadomości wysłanej przez podłączone urządzenie i na podstawie odczytu określić, czy jest ona wysoka, czy niska.
• Wyślij sygnał napięcia.
• Połączenie UART dla portów szeregowych i urządzeń.
• Modułowy szerokość impulsu.
• Połączenie GND lub ląd.
• Komunikacja dla Protokół SPI do synchronizacji danych.

Narzędzie do obsługi pinów GPIO: Co mogę za ich pomocą podłączyć i zaprogramować na Raspberry Pi?

Liczba urządzeń zewnętrznych, które zostaną podłączone do płytki, zależy w dużej mierze od rodzaju projektu. W niektórych przypadkach potrzeba więcej komponentów niż w innych, ale Możliwości każdego mikrokomputera nigdy nie przestają zadziwiać. Każdy projekt zawiera jasne i szczegółowe instrukcje gdzie wykonać połączenia, aby użytkownik mógł zrozumieć ten proces niezależnie od poziomu swojej wiedzy.

Jeśli chodzi o połączenia, należy zaznaczyć, że na pinach można zamontować:

• Suministro de energii 3.3 V i 5 V.
• Wejścia i wyjścia cyfrowe do podłączania prostych przełączników i czujników.
• Urządzenia SPI Dużej prędkości.
• Komponenty I2C które umożliwiają komunikację pomiędzy połączonymi układami scalonymi.

Z drugiej strony, jeśli chodzi o programowanie, z systemem operacyjnym jesteś Mogą przypisywać różne funkcje pinom GPIO.ponieważ płyta Pi jest zaprojektowana do pracy z programowaniem fizycznym.

Wśród zadań, które można zaplanować, znajdują się:

• Zaprogramuj napięcia wejść i wyjść.
• Zautomatyzuj modulację szerokości impulsu, który kontroluje energię wysyłaną do obciążenia.
• Przepustka informacyjna pomiędzy układami scalonymi na płytce.
• Komunikacja pomiędzy układami scalonymi i sterownikami.
• I komunikacja pomiędzy pinem nadawczym i pinem odbiorczym.

Piny GPIO kontra Arduino: Jakie są różnice między tymi elementami elektronicznymi?

Na pierwszy rzut oka powiedzielibyśmy, że To są dwa bardzo podobne talerzeZa pomocą obu możesz tworzyć różnorodne projekty.

Różnice zaczynają się jednak pojawiać, gdy przyjrzymy się bliżej każdemu z nich:

• Darmowe oprogramowanie: W przypadku Arduino każdy może stworzyć własną wersję płytki, ponieważ oprogramowanie jest open source, natomiast w przypadku Raspberry Pi użytkownik ma kontrolę nad procesem tworzenia i produkcji.
• biletyJedną z mocnych stron Arduino jest połączenie wejść analogowych i cyfrowych, które można łatwo aktywować i dezaktywować za pomocą systemu. Z kolei Raspberry Pi został zaprojektowany jako komputer, ma większą moc obliczeniową, a nowe funkcje są dodawane w każdej wersji.
• ConectividadJeśli chodzi o tryby połączenia, Raspberry Pi ma zintegrowane Wi-Fi i Ethernet, natomiast Arduino wymaga dodania nowej płytki, co zwiększa koszty i ogranicza liczbę portów.
• System: Arduino wykonuje zaprogramowane zadania bezpośrednio, podczas gdy Raspberry Pi wymaga w pełni funkcjonalnego systemu operacyjnego i uruchamia się nieco dłużej. Ta różnica wpływa na rozwój niektórych projektów elektronicznych, ponieważ wykonywanie funkcji, aktywowanie portów i uruchamianie programu zajmuje więcej czasu.
• Arduino To łatwy w użyciu mikrokontroler, który obsługuje małe aplikacje sterujące podstawowymi urządzeniami i idealnie nadaje się do każdego projektu elektronicznego. Raspberry Pi został stworzony bardziej jako komputer, idealny do uruchamiania programów, pełnienia funkcji serwera oraz do projektów wymagających większej złożoności i wielozadaniowości.

Jednak Obie aplikacje są używane przez twórców projektów na całym świecie.biorąc pod uwagę jego cechy charakterystyczne i szczególne cechy.

Programowanie pinów GPIO Raspberry Pi: Jakie języki są używane do programowania dowolnego projektu?

Zdobądź Umiejętności programowania są niezbędne przy pracy nad rozwojem projektów elektronicznych. Na szczęście dla Raspberry Pi Dostępnych jest kilka prostych narzędzi umożliwiających planowanie zadań.

Oto cztery języki programowania, których możesz używać:

Scratch

Ten język pozwala Naucz się programować, nie będąc ekspertem w zakresie obsługi kodów. I chociaż możesz skorzystać z wersji online, lepiej jest skorzystać z wersji zainstalowanej, aby nie przegapić zalet GPIO.

Dlatego też po pobraniu i zainstalowaniu programu należy go używać w następujący sposób:

• Wejdź do menu Raspberry Pi, Kliknij „Programowanie„ a następnie wybierasz „Scratch".
• Aplikacja zostanie tam otwarta i dobrym zaleceniem jest ustawić język.
• W menu bloków wybierz opcję „Dodaj rozszerzenie„używać szpilek GPIO.
• wybierać opcja „PI GPIO” i po prawej stronie naciśnij "Dobrze".
• Po aktywowaniu tych opcjiMożna dodać pin wejścia/wyjścia z możliwością aktywuj go y wyłącz to. Ponadto zespół jest gotowy zrealizować każde powierzone mu zadanie..

Python

Język ten jest jednym z najczęściej używanych na świecie w celu tworzyć aplikacje i automatyzować operacje. Filozofia opiera się na założeniu, że każdy, kto posiada podstawową wiedzę programistyczną, może z niego korzystać i czerpać korzyści z jego zalet. Należy zauważyć, że Jest on preinstalowany w systemie operacyjnym Raspberry Pi OS, To zaleta, bo nie musisz instalować niczego dodatkowego.

Aby z niego skorzystać, wykonaj następujące kroki:

• W urządzeniu przechodzimy do sekcji „Menu – Programowanie”.
• Gdy pokaże nam opcje, Wybierz wersję, której chcesz używać..
• otwiera Karta powłoki PythonaOd tej chwili będziemy mogli pisać i wykonywać polecenia, widząc wyniki natychmiast.
• Za każdym razem, gdy pojawi się symbol „>>>” Daje nam możliwość wprowadzania poleceń.

C/C++/C#

Język C jest używany do tworzenia systemów i aplikacji.Można go zaliczyć do kategorii średniej, choć posiada również funkcje dla niższego poziomu. C++ jest językiem hybrydowym i wieloparadygmatowe do których dodano aspekty programowania generycznego. Na koniec, Język C# wywodzi się z dwóch poprzednich.Ma pewne podobieństwa do Javy, ale z pewnymi ulepszeniami. Jest zaprojektowany do generowania programów opartych na sobie.

Przetwarzanie 3

Język ten został opracowany na bazie Javy i Przydatny przy produkcji cyfrowych elementów multimedialnych. jest otwarte źródło i jest bardzo łatwy w użyciu.

Lista najlepszych projektów, które możesz zrealizować, wykorzystując piny GPIO swojego Raspberry Pi

Nadszedł czas na innowacje i wynalazki. Wybraliśmy trzy ciekawe projekty, którymi się podzieliliśmy i które każdy może rozwijać. Dotyczy to zarówno zaawansowanych użytkowników, jak i dzieci z niewielką wiedzą programistyczną. Najważniejsze jest, aby mieć chęć do nauki.

Przeczytaj uważnie, o jakie projekty chodzi:

Prosta sygnalizacja świetlna

Zaprogramujemy konwencjonalną sygnalizację świetlną korzystając z aplikacji Python, który, jak wspomniałem wyżej, jest preinstalowany na Raspberry Pi.

Kroki są następujące:

• Księgarnie importowe używać
• Po Deklarujemy typ pinu.
• Stworzyliśmy pętlę, a następnie ją dezaktywowaliśmy i aktywowaliśmy. szpilki podłączone do DOPROWADZIŁO. Na koniec zbudowaliśmy sygnalizację świetlną na podstawie prototypu i podłączyliśmy ją do płytki.

Materiały potrzebne do przeprowadzenia tej operacji są następujące:

• 4 węże.
• 3 rezystory.
• 3 diody LED.
• 1 płytka prototypowa.

Światła LED

Ten prosty projekt opiera się na Stwórz mały obwód z kilkoma diodami LED i steruj jedną z nich za pomocą wiersza poleceń Używając naszego Raspberry Pi. Ta lampka będzie migać co sekundę.

Aby to osiągnąć, musimy podjąć następujące kroki:

• Otwórz Pythona i utwórz nowy plik aby zapisać kod programowania.
• W linia frontu, to ma znaczenie Biblioteki pinów GPIO co pozwoli nam przejąć kontrolę.
• Potem Wybieramy metodę, za pomocą której uzyskamy dostęp do pinuCzy to przez płytkę, czy przez układ scalony. Gdy już zdecydujemy, inicjujemy pin i sterujemy nim za pomocą opcji. PRAWDA o "FAŁSZ".
• W końcu Karta pokaże nam ostateczny program. i dajemy "Trzymać".

Aby osiągnąć ten cel, musimy mieć pod ręką następujące rzeczy:

• 1 rezystor 100Ω.
• 2 węże.
• 1 płytka prototypowa.
• 1 dioda LED (5mm).

System bezpieczeństwa

Programowanie płytki Raspberry Pi nie jest skomplikowane. System skanuje otoczenie Twojego domu i wysyła powiadomienie na Twój telefon. Powiadamia Cię również o rozłączeniu z dowolnego powodu. Podstawą tego projektu jest Raspberry Pi 3.