Vývoj projektov je jedným z dôvodov existencie každej organizácie. Raspberry Pi. Ale aby sme ich mohli uviesť do praxe, Piny GPIO na tomto zariadení je potrebné dobre využiť.Každý model má pripojenia s rôznymi charakteristikami a na ich využitie je nevyhnutné ich poznať.
Úspech pri používaní špendlíkov GPIO je v naučte sa, ako funguje programovací systém a v správnom zapojení súčiastok tak, aby nedošlo k poškodeniu dosky.
V tejto príručke sa podrobne venujeme rôznym aspektom súvisiacim s týmito piny, pohľad na funkcie, ktoré vykonávajú v modeloch Raspberry Pi Taktiež vám odporučíme projekty, ktoré je možné vyvíjať na týchto jednodoskových počítačoch.
Čo je GPIO pre Raspberry Pi a na čo sa tieto piny používajú na mojej mini PC doske?
Skratka GPIO označuje „všeobecný vstup/výstup“. Alebo, preložené do angličtiny, je to ekvivalent univerzálnych vstupov a výstupov. Po správnej konfigurácii sú piny pripravené vykonávať rôzne funkcie, nielen jednu konkrétnu funkciu. Toto platí pre všetky modely Raspberry Pi. Sú organizované a distribuované rovnakým spôsobom.
Piny sú prispôsobené potrebám každého projektu prostredníctvom programovacieho jazyka. Používajú sa na riadenie elektronických obvodov, jednoduché pridávanie periférií a nadväzovanie komunikácie medzi týmito perifériami a doskou. Stručne povedané, Vďaka tomu je integrácia dosiek s externými komponentmi menej zložitá.
Aké sú hlavné funkcie pinov GPIO Raspberry Pi v závislosti od modelu?
Počet pinov na Raspberry Pi sa odvtedy zvyšuje. od prvej verzie, ktorá ich mala 26, až po súčasnú, ktorá ich má 40čím sa vytvára viac možností pri navrhovaní projektu. Výhodou je, že bez ohľadu na verziu sú všetky rovnako kompatibilné s akýmkoľvek projektom. Piny Sú umiestnené v rade úplne vpravo na tanieri, A keďže nie sú vyplnené, poskytujú flexibilitu pri použití akýchkoľvek pripojení potrebných pre projekt.
Niektoré z funkcií, ktoré môžu vykonávať, sú nasledovné:
- Pripojte zariadenie externé.
- Prijímajte napäťový signál prichádzajúcu správu odoslanú pripojeným zariadením a z nameranej hodnoty určiť, či je vysoká alebo nízka.
- Vyšlite signál napätia.
- UART pripojenie pre sériové porty a zariadenia.
- Modulárny šírka impulzu.
- Pripojenie GND alebo pôda.
- Komunikácia pre SPI protokol na synchronizáciu údajov.
Nástroj pre GPIO piny: Čo môžem pripojiť a naprogramovať s nimi na Raspberry Pi?
Počet externých zariadení, ktoré budú pripojené k doske, závisí vo veľkej miere od vyvíjaného projektu. V niektorých prípadoch je potrebných viac komponentov ako v iných, ale Možnosti každého mikropočítača nikdy neprestávajú udivovať. Každý projekt je dodávaný s jasnými a konkrétnymi pokynmi kde vytvoriť prepojenia, aby používateľ pochopil tento proces bez ohľadu na úroveň svojich znalostí.
Pokiaľ ide o pripojenia, mali by sme zdôrazniť, že na kolíky je možné nainštalovať:
- Dodávka energie 3.3 V a 5 V.
- Digitálne vstupy a výstupy na pripojenie jednoduchých spínačov a senzorov.
- Zariadenia SPI Vysokej rýchlosti.
- I2C komponenty ktoré umožňujú komunikáciu medzi prepojenými čipmi.
Na druhej strane, čo sa týka programovania, s operačným systémom on je Môžu priradiť rôzne funkcie pinom GPIO.pretože doska Pi je navrhnutá na prácu s fyzikálnym programovaním.
Medzi úlohy, ktoré je možné naplánovať, patria:
- Naprogramujte napätia vchodov a východov.
- Automatizujte moduláciu šírky impulzov, ktorý riadi energiu odoslanú do záťaže.
- Informačný preukaz medzi integrovanými obvodmi na doske.
- Komunikácia medzi integrovanými obvodmi a riadiacimi jednotkami.
- A komunikácia medzi vysielacím a prijímacím pinom.
Piny GPIO vs. Arduino: Aké sú rozdiely medzi týmito elektronickými súčiastkami?
Na prvý pohľad by sme povedali, že Sú to dva veľmi podobné taniereS oboma môžete vytvárať rôzne projekty.
Rozdiely sa však začnú objavovať, keď sa pozrieme na každý z nich podrobnejšie:
- Voľný softvér: V prípade Arduina si môže ktokoľvek vytvoriť vlastné verzie dosky, pretože softvér je open source, zatiaľ čo pri Raspberry Pi má kontrolu nad tvorbou a produkciou.
- lístkyJednou zo silných stránok Arduina je kombinácia analógových a digitálnych vstupov, ktoré systém ľahko aktivuje a deaktivuje. Raspberry Pi bol na druhej strane navrhnutý ako počítač, má väčší výpočtový výkon a s každou verziou pridáva nové funkcie.
- konektivitaAk hovoríme o režimoch pripojenia, Raspberry Pi má integrované Wi-Fi a Ethernet, zatiaľ čo Arduino vyžaduje pridanie novej dosky, čo zvyšuje náklady a obmedzuje počet portov.
- systém: Arduino vykonáva naprogramované úlohy priamo, zatiaľ čo Raspberry Pi vyžaduje plne funkčný operačný systém a jeho spustenie trvá o niečo dlhšie. Tento rozdiel ovplyvňuje vývoj niektorých elektronických projektov, pretože vykonávanie funkcií, aktivácia portov a spustenie programu trvá dlhšie.
- Arduino Je to ľahko použiteľný mikrokontrolér, ktorý spúšťa malé aplikácie ovládajúce základné zariadenia a je ideálny pre akýkoľvek elektronický projekt. Raspberry Pi bol vytvorený skôr ako počítač, ideálny na spúšťanie programov, fungovanie ako server a pre projekty vyžadujúce väčšiu komplexnosť a multitasking.
Avšak, Obe aplikácie používajú vývojári projektov na celom svete.berúc do úvahy jeho charakteristiky a špecifiká.
Programovanie GPIO pinov Raspberry Pi: Aké jazyky sa používajú na programovanie akéhokoľvek projektu?
Získajte Pri práci na vývoji elektronických projektov sú nevyhnutné programátorské zručnosti. Našťastie pre Raspberry Pi Existuje niekoľko jednoduchých nástrojov, ktoré vám umožňujú plánovať úlohy.
Tu sú štyri programovacie jazyky, ktoré môžete použiť:
Poškriabaniu
Tento jazyk umožňuje Naučte sa programovať bez toho, aby ste boli expertom na prácu s kódmi. A hoci môžete použiť online verziu, je lepšie použiť nainštalovanú verziu, aby ste neprišli o výhody... GPIO.
Preto po stiahnutí a nainštalovaní programu ho používate takto:
- Vstúpte do menu Raspberry Pi, kliknite na „Programovanie„a potom vyberiete“Poškriabaniu".
- Aplikácia sa tam otvorí a dobrým odporúčaním je nastavte jazyk.
- V ponuke blokov vyberte možnosť „Pridať rozšírenie"používať špendlíky" GPIO.
- vybrať možnosť „PI GPIO“ a na pravej strane stlačte "Ok ”.
- S týmito možnosťami teraz aktivovanýmiMôžete pridať vstupný/výstupný pin s možnosťou aktivovať y zakázať to. Okrem toho je tím pripravený plniť akúkoľvek úlohu, ktorá mu bude pridelená..
Pytón
Tento jazyk je jeden z najpoužívanejších na svete na účely vytvárať aplikácie a automatizovať operácie. Filozofia je taká, že ho môže používať a využívať jeho výhody ktokoľvek so základnými znalosťami programovania. Treba poznamenať, že Dodáva sa s predinštalovaným operačným systémom Raspberry Pi OS, To je výhoda, pretože nebudete musieť inštalovať nič navyše.
Ak ho chcete použiť, postupujte podľa týchto krokov:
- V zariadení prejdeme do sekcie "Menu - Programovanie".
- Keď nám ukáže možnosti, Vyberte verziu, ktorú chcete použiť..
- The „Karta shellu Pythonu“Od tej chvíle budeme môcť písať a vykonávať príkazy a okamžite vidieť výsledky.
- Vždy, keď sa zobrazí symbol „>>>“ Dáva nám to možnosť zadávať príkazy.
C/C++/C#
Jazyk C sa používa na vytváranie systémov, ale aj aplikácií.Dalo by sa ho zaradiť do strednej úrovne, hoci má aj funkcie pre nízku úroveň. Z jeho strany, C++ je hybridný jazyk a multiparadigma ku ktorým boli pridané aspekty generického programovania. Nakoniec, C# je odvodený z dvoch predchádzajúcich.Má určité podobnosti s Javou, ale s vylepšeniami. Je navrhnutý tak, aby generoval programy založené na sebe samom.
Spracovanie3
Tento jazyk je vyvinutý na základe Javy a Je užitočný na výrobu digitálnych multimediálnych prvkov. Je od otvorený zdroj a je veľmi jednoduché ho používať.
Zoznam najlepších projektov, ktoré môžete robiť s GPIO pinmi vášho Raspberry Pi
Nastal čas na inovácie a vynájdenie. Vybrali sme tri zaujímavé projekty, ktoré boli zdieľané a ktoré môže rozvíjať ktokoľvek. Platí pre pokročilých používateľov aj pre deti s malými znalosťami programovania. Najdôležitejšia je chuť sa učiť.
Pozorne si prečítajte, o aké projekty ide:
Jednoduchý semafor
Naprogramujeme konvenčný semafor. pomocou aplikácie v jazyku Python, ktorý, ako som už spomenul vyššie, je predinštalovaný na Pi.
Kroky sú nasledovné:
- Dovozné kníhkupectvá na použitie
- potom, Deklarujeme typ pinu.
- Vytvorili sme slučku, potom sme ju deaktivovali a aktivovali. kolíky pripojené k LED diódy. Nakoniec sme na základe prototypu zostrojili semafor a pripojili ho k doske.
Materiály potrebné pre túto operáciu sú nasledovné:
- 4 hadice.
- 3 rezistory.
- 3 LED diódy.
- 1 prototypová doska.
LED svetlá
Tento jednoduchý projekt je založený na Vytvorte malý obvod s niekoľkými LED diódami a jednu z nich ovládajte pomocou príkazového riadku pomocou nášho Raspberry Pi. Toto svetlo bude blikať v intervale jednej sekundy.
Aby sme to dosiahli, musíme podniknúť nasledujúce kroky:
- Otvorte Python a vytvorte nový súbor na uloženie programovacieho kódu.
- V predná línia, záleží na tom, Knižnice pinov GPIO čo nám umožní prevziať kontrolu.
- potom Vyberieme si spôsob, akým budeme pristupovať k pinuČi už cez dosku alebo čip. Keď sa rozhodneme, inicializujeme pin a ovládame ho pomocou volieb. "pravda" o "falošný".
- Na koniec, Na karte sa zobrazí finálne naprogramovanie. a dávame „Nechaj si".
Na dosiahnutie tohto cieľa potrebujeme mať po ruke nasledujúce položky:
- 1 rezistor 100Ω.
- 2 hadice.
- 1 prototypová doska.
- 1 LED dióda (5 mm).
Bezpečnostný systém
Programovanie dosky Raspberry Pi nie je zložité. Tento systém skenuje okolie vášho domu a odosiela upozornenie na váš telefón. Taktiež vás upozorní, keď sa z akéhokoľvek dôvodu odpojí. Základom tohto projektu je Raspberry Pi 3.
