GPIO pentru Raspberry Pi: Ce este, la ce servește și la ce se folosește în acest mini-computer?

Dezvoltarea proiectelor este unul dintre motivele existenței oricărei organizații. Raspberry Pi. Dar pentru a le pune în practică, Pinii GPIO de pe acest dispozitiv trebuie folosiți corespunzător.Fiecare model vine cu conexiuni care au caracteristici diferite, iar pentru a profita de ele, este esențial să le cunoaștem.

Succesul în utilizarea pinilor GPIO este în învață cum funcționează sistemul de programare și în conectarea corectă a componentelor astfel încât să nu se deterioreze placa de bază.

În acest ghid, vom detalia diferite aspecte legate de aceste pini, o privire asupra funcțiilor pe care le îndeplinesc în modelele Raspberry Pi De asemenea, vom recomanda proiecte care pot fi dezvoltate pe aceste computere cu o singură placă.

Ce este GPIO pentru Raspberry Pi și la ce sunt folosiți acești pini pe placa mea mini PC?

Acronimul GPIO se referă la „Intrare/Ieșire de Scop General” (sau „General Purpose Input/Output”). Sau, tradus în engleză, aceasta este echivalentă cu intrări și ieșiri de uz general. Odată configurați corect, pinii sunt gata să îndeplinească diverse funcții, nu doar o funcție specifică. Acest lucru se aplică tuturor modelelor Raspberry Pi. Sunt organizate și distribuite în același mod.

Pinii sunt adaptați nevoilor fiecărui proiect prin intermediul limbajului de programare. Acestea sunt utilizate pentru a controla circuitele electronice, a adăuga cu ușurință periferice și a stabili comunicarea între aceste periferice și placă. Pe scurt, Face ca integrarea plăcilor cu componente externe să fie mai puțin complexă.

Care sunt principalele funcții ale pinilor GPIO de la Raspberry Pi, în funcție de model?

Numărul de pini de pe Raspberry Pi a crescut de atunci de la prima versiune care avea 26, până la cea actuală care are 40creând mai multe opțiuni la proiectarea unui proiect. Partea bună este că, indiferent de versiune, toate sunt la fel de compatibile cu orice proiect. Pinii Acestea sunt situate într-un rând în extrema dreaptă a plăcii, Și, deoarece nu sunt populate, acestea oferă flexibilitatea de a utiliza orice conexiuni necesare pentru proiect.

Unele dintre funcțiile pe care le pot îndeplini sunt următoarele:

• Conectați un dispozitiv extern.
• Recepționează semnalul de tensiune mesajul primit trimis de dispozitivul conectat și să determine din citire dacă acesta este ridicat sau scăzut.
• Trimite semnalul Voltaj.
• Conexiune UART pentru porturi seriale și dispozitive.
• Modularul lățimea impulsului.
• Conexiune GND sau pământ.
• Comunicare pentru Protocolul SPI pentru sincronizarea datelor.

Utilitarul pinilor GPIO: Ce pot conecta și programa cu ei pe un Raspberry Pi?

Numărul de dispozitive externe care vor fi conectate la placă depinde în mare măsură de proiectul dezvoltat. În unele cazuri, sunt necesare mai multe componente decât în ​​altele, dar Capacitățile fiecărui microcomputer nu încetează niciodată să uimească. Fiecare proiect vine cu instrucțiuni clare și specifice unde să se facă conexiunile, astfel încât utilizatorul să poată înțelege acest proces indiferent de nivelul său de cunoștințe.

În ceea ce privește conexiunile, trebuie să menționăm că pe pini se pot instala următoarele:

• Suministro de energie 3.3V și 5V.
• Intrări și ieșiri digitale pentru conectarea unor comutatoare și senzori simpli.
• Dispozitive SPI De viteză mare.
• Componente I2C care permit comunicarea între cipuri conectate.

Pe de altă parte, în ceea ce privește programarea, cu sistemul de operare el este Acestea pot atribui diverse funcții pinilor GPIO.deoarece placa Pi este proiectată să funcționeze cu programare fizică.

Printre sarcinile care pot fi programate, avem:

• Programați tensiunile a intrărilor și ieșirilor.
• Automatizați modulația lățimii impulsurilor, care controlează energia trimisă către o sarcină.
• Pasul de informații între circuitele integrate de pe placă.
• Comunicare între circuite integrate și controlere.
• Și comunicare între pinul de transmisie și pinul de recepție.

Pini GPIO vs Arduino: Care sunt diferențele dintre aceste componente electronice?

La prima vedere, am spune că Sunt două plăci foarte asemănătoareCu ambele, poți crea diverse proiecte.

Totuși, diferențele încep să apară atunci când analizăm mai detaliat fiecare dintre ele:

• Software libre: În cazul Arduino, oricine își poate crea propriile versiuni ale plăcii, deoarece software-ul este open source, în timp ce cu Raspberry Pi, oricine are control asupra creării și producției.
• bileteUnul dintre punctele forte ale Arduino este combinația de intrări analogice și digitale, care sunt ușor activate și dezactivate de sistemul său. Raspberry Pi, pe de altă parte, a fost conceput ca un computer, are o putere de calcul mai mare, iar noi funcții sunt adăugate cu fiecare versiune.
• ConectividadDacă vorbim despre modurile de conectare, Raspberry Pi are Wi-Fi și Ethernet integrate, în timp ce un Arduino necesită adăugarea unei noi plăci, ceea ce crește costurile și limitează numărul de porturi.
• sistem: Arduino execută direct sarcinile programate, în timp ce Raspberry Pi necesită un sistem de operare complet funcțional și durează puțin mai mult pentru a porni. Această diferență are impact asupra dezvoltării unor proiecte electronice, deoarece durează mai mult pentru a executa funcții, a activa porturile și a rula programul.
• Arduino Este un microcontroler ușor de utilizat, care rulează aplicații mici, controlând dispozitive de bază și este ideal pentru orice proiect electronic. Raspberry Pi a fost creat mai mult ca un computer, ideal pentru rularea de programe, acționarea ca server și pentru proiecte care necesită o complexitate mai mare și multitasking.

Sin embargo, Ambele aplicații sunt utilizate de dezvoltatorii de proiecte din întreaga lume.ținând cont de caracteristicile și particularitățile sale.

Programarea pinilor GPIO pe Raspberry Pi: Ce limbaje sunt folosite pentru a programa orice proiect?

Achiziționați Abilitățile de programare sunt necesare atunci când se lucrează la dezvoltarea de proiecte electronice. Din fericire, pentru Raspberry Pi Există mai multe instrumente simple disponibile care vă permit să programați sarcini.

Iată patru limbaje de programare pe care le puteți utiliza:

Scratch

Acest limbaj permite Învață să programezi fără a fi expert în gestionarea codurilor. Și, deși ai putea folosi versiunea online, este mai bine să folosești versiunea instalată pentru a nu rata avantajele... GPIO.

Prin urmare, odată ce descărcați și instalați programul, îl utilizați în felul următor:

• Intrați în meniul Raspberry Pi, faceți clic pe „Programare„și apoi selectați”Scratch".
• Aplicația se va deschide acolo, iar o recomandare bună este stabiliți limba.
• În meniul blocuri, selectați opțiunea „Adăugați o extensie”"să folosești ace" GPIO.
• selecta opțiunea „PI GPIO” și pe partea dreaptă apăsați O.K".
• Cu aceste opțiuni acum activatePuteți adăuga un pin de intrare/ieșire cu posibilitatea de a activează-l y dezactivează-l. În plus, echipa este pregătită să îndeplinească orice sarcină care îi este atribuită..

Piton

Această limbă este una dintre cele mai utilizate în lume în scopul crearea de aplicații și automatizarea operațiunilor. Filosofia este că oricine are cunoștințe de bază de programare îl poate utiliza și beneficia de avantajele sale. Trebuie menționat că Vine preinstalat pe sistemul de operare Raspberry Pi OS, Acesta este un avantaj, deoarece nu va trebui să instalați nimic suplimentar.

Pentru a-l utiliza, urmați acești pași:

• În cadrul dispozitivului, mergem la secțiunea „Meniu - Programare”.
• Odată ce ne arată opțiunile, Selectați versiunea pe care ar trebui să o utilizați..
• Deschide „Filă Python Shell”Din acel moment, vom putea scrie și executa comenzi, văzând rezultatele instantaneu.
• De fiecare dată când apare simbolul „>>>” Ne oferă opțiunea de a introduce comenzi.

C/C++/C#

Limbajul C este utilizat pentru a crea sisteme, dar și aplicații.Ar putea fi clasificat drept de nivel mediu, deși are și caracteristici pentru un nivel scăzut. La rândul său, C++ este un limbaj hibrid și multiparadigmă la care s-au adăugat aspecte ale programării generice. În cele din urmă, C# este derivat din cele două anterioare.Are unele asemănări cu Java, dar cu îmbunătățiri. Este conceput pentru a genera programe bazate pe el însuși.

Prelucrare3

Acest limbaj este dezvoltat pe baza Java și Este util pentru producerea de elemente multimedia digitale. este open source și este foarte ușor de utilizat.

Listă cu cele mai bune proiecte pe care le poți realiza cu pinii GPIO ai Raspberry Pi

A venit momentul să inovăm și să inventăm. Am ales trei proiecte interesante care au fost distribuite și care pot fi dezvoltate de oricine. Se aplică atât utilizatorilor avansați, cât și copiilor cu puține cunoștințe de programare. Ceea ce este cel mai necesar este dorința de a învăța.

Citește cu atenție care sunt proiectele:

Semafor simplu

Vom programa un semafor convențional folosind aplicația Python, care, așa cum am menționat mai sus, vine preinstalat pe Pi.

Pașii sunt următorii:

• Librării de import a folosi
• apoi, Declarăm tipul pinului.
• Am creat o buclă, apoi am dezactivat-o și am activat-o. pinii conectați la LED-uri. În cele din urmă, am construit semaforul pe baza prototipului și l-am conectat la placă.

Materialele necesare pentru această operațiune sunt următoarele:

• 4 furtunuri.
• 3 rezistențe.
• 3 diode LED.
• 1 placă de prototipuri.

Lumini LED

Acest proiect simplu se bazează pe Creați un circuit mic cu câteva LED-uri și controlați unul dintre ele cu ajutorul liniilor de comandă folosind Raspberry Pi-ul nostru. Această lumină va clipi la un interval de o secundă.

Pentru a realiza acest lucru, trebuie să parcurgem următorii pași:

• Deschideți Python și creați un fișier nou pentru a salva codul de programare.
• În linia din față, contează Biblioteci de pini GPIO care ne va permite să preluăm controlul.
• apoi Alegem metoda prin care vom accesa codul PINFie prin placă, fie prin cip. Odată ce ne hotărâm, inițializăm pinul și îl controlăm cu opțiunile. "Adevărat" o "Fals".
• La sfarsit, O filă ne va arăta programarea finală. iar noi dăm "A pastra“.

Pentru a atinge acest obiectiv, trebuie să avem la îndemână următoarele elemente:

• 1 rezistență de 100 Ω.
• 2 furtunuri.
• 1 placă de prototipuri.
• 1 diodă LED (5 mm).

Sistemul de securitate

Programarea plăcii Raspberry Pi nu este complicată. Acest sistem scanează împrejurimile casei tale și trimite o notificare pe telefonul tău. De asemenea, te anunță când se deconectează din orice motiv. Baza acestui proiect este o Zmeură Pi 3.