Jeden z najužitočnejších bodov a zároveň najviac podceňovaný z modulov Raspberry Pi, jeho jeho GPIO pinyAle Keď viete, ako ich používať, možnosti sú takmer nekonečné.
undefined GPIO porty sú súčasťou všetkých modelov Raspberry Pi, hoci s určitými rozdielmi v každom z nich. Jeho prítomnosť výrazne rozširuje funkčnosť tejto všestrannej dosky.
Užitočné pre programovacie projekty v Pythone a iných jazykoch, pokiaľ ide o zahrnutie HAT do vášho Model Raspberry Pi, Vedieť, ako tieto porty používať, vám umožní naplno využiť potenciál vášho mini počítača.A práve teraz si vysvetlíme všetko, čo potrebujete vedieť, aby ste mohli pracovať s GPIO pinmi ako profesionál.
Čo sú piny Raspberry Pi a na čo sa používajú na doske môjho minipočítača?
GPIO je skratka pre „Všeobecný vstup/výstup“, a je to v podstate a univerzálny vstupno-výstupný systémPrezentované ako séria portov na doske Raspberry Pi a určené na rôzne účely. Tieto účely sa môžu líšiť v závislosti od zamýšľaného projektu, či už ako od jednoduchého patch panelu až po komplexné robotické projekty.
Jeho hlavnou funkciou je nadviazať spojenie medzi vaším Raspberry Pi a akýmkoľvek zariadením, ktoré potrebujete. prispieť k rozvoju projektu, od LED svetla až po oveľa zložitejšie účely.
Aké sú hlavné funkcie GPIO pinov Raspberry Pi a ako sa líšia v závislosti od modelu?
GPIO piny na Raspberry Pi Dávajú mu podobné funkcie ako Arduino., keďže ho povyšujú zo statusu jednoduchého, cenovo dostupného minipočítača a Umožňujú vám získať pripojenia pre širokú škálu elektronických projektov. Rôzne modely Raspberry Pi majú rôzny počet GPIO konektorov v závislosti od verzie každého modelu.
Pôvodné verzie Raspberry Pi obsahovali 26 pinov usporiadaných v stĺpcoch 2×13, ktoré boli v skutočnosti navrhnuté tak, aby fungovali ako vstup a výstup. Neskoršie modely pridali značné rozšírenie počtu pinov, z 26 na 40 pinov., medzi ktorými nájdeme deväť nových GPIO pinov. Kompatibilita je úplná, pretože funkcia prvých 26 pinov sa vôbec nemení.
Užitočnosť GPIO pinov na Raspberry Pi možno zhrnúť takto:
- Majú hodnoty VÝCHOD písanie a čítanie.
- môžu čítať signály o neprítomnosti alebo prítomnosti napätia ako binárne dáta.
- Syn ovládateľné kódom, čo vám umožňuje zvýšiť alebo znížiť jeho úroveň napätia.
- GPIO piny sa ľahko konfigurujú jednotlivo pre vstup a výstup.
- Majú maximálnu napäťovú kapacitu ktoré by ste mali vedieť, aby ste predišli zmene jeho funkčnosti.
Použitie pinov: Čo môžem s nimi pripojiť a programovať na jednej doske Raspberry Pi?
Veľká všestrannosť Raspberry Pi je dôvodom, prečo Existuje veľké množstvo doplnkov určených na pripojenie a rozšírenie jeho možností.Tieto sa nazývajú HAT (Hardvér pripevnený na vrchu) a sú určené na pripojenie k Raspberry Pi cez porty GPIO. Existuje mnoho vývojárov, ktorí navrhli širokú škálu HATov na rozšírenie funkcií Raspberry Pi.Tie siahajú od senzorov, dotykových obrazoviek a LCD displejov až po motory a audio zariadenia.
Teraz vám predstavujeme krátky zoznam HAT, ktoré vám pomôžu začať s používaním portov GPIO:
- Dopravný klobúkIntegruje sadu LED svetiel, ktoré pracujú s pinmi GPIO, čo vám umožňuje naučiť sa ich funkcie jednoduchým a základným spôsobom.
- MotoZero: Je to riadiaci modul pre motory jednosmerného prúdu (DC), veľmi užitočný pri integrácii robotických projektov do vášho Raspberry Pi.
- Klobúk SkyWriter: Je to ovládací panel gest pre Raspberry Pi, ktorý je navrhnutý na detekciu jednoduchých 3D gest a polôh. Ľahko ovládateľný bez periférnych zariadení pomocou rozhrania Python API.
- Klavírny klobúk: Je to mini zvukový syntetizátor so 16 klavírnymi klávesmi a 18 dotykovými tlačidlami, ktorý vám umožní začať s malými hudobnými projektmi.
Piny Raspberry Pi vs. piny Arduina: Aký je rozdiel medzi týmito dvoma vývojovými doskami?
Raspberry Pi a Arduino sú dva produkty, ktoré v podstate pozostávajú z dosky, ktorú možno použiť ako základ pre všetky druhy elektronických a robotických projektov, ale... Ide o dva úplne odlišné produkty. Presné porovnanie týchto dvoch jednotiek je zložitá úloha, pretože ide o dve dosky určené na veľmi odlišné účely.Ale majú jednu spoločnú vlastnosť, a tou je ich veľká užitočnosť pre elektronické projekty.
Oba projekty sú si veľmi vyrovnané, pretože oba majú svoje výhody aj nevýhody. Arduino je špeciálne navrhnuté ako základný koncept pre takmer akýkoľvek projekt.ktorý má veľké množstvo analógových aj digitálnych vstupov pre inštaláciu širokej škály doplnkov. Raspberry Pi bol navrhnutý ako mini počítačPreto, hoci nie je v oblasti elektronických projektov taký všestranný ako Arduino, Tento nedostatok kompenzuje vyšším výpočtovým výkonom..
Jeden bod v prospech Raspberry Pi je Jeho natívna schopnosť pripojiť sa k internetu cez Wi-Fi alebo ethernetový kábelHoci Arduino dokáže tieto funkcie integrovať prostredníctvom rozširujúcich dosiek, Tým by si vzali časť svojich kontaktov.okrem toho, že za získanie rozšírení musíte minúť o niečo viac.
Okrem toho, Arduino má špecializovaný softvér pre elektronické projekty, ktorý po zapnutí dosky vykoná naprogramovanú akciu.Na rozdiel od Raspberry Pi, ktorý Na vykonanie požadovaných akcií je potrebná inštalácia operačného systému.čo má nakoniec negatívny vplyv na mnohé projekty.
Programovanie pinov Raspberry Pi: Aké jazyky sa používajú na programovanie pri vývoji hardvéru s GPIO pinmi?
Spôsob ovládať GPIO porty Raspberry Pi a používať ich na to, aby ste z nich vyťažili maximum pre svoje projekty, je cez programovací jazykVďaka svojej všestrannosti dokáže Raspberry Pi čítať širokú škálu programovacích jazykov.
Nižšie uvádzame najčastejšie používané a najužitočnejšie piny pri použití GPIO pinov vášho Raspberry Pi:
Poškriabaniu
Je to jazyk určený na ranú výučbu programovacích jazykov.Keďže je rozdelený do blokov, je ľahké sa sústrediť na logiku programovacieho jazyka bez toho, aby ste sa museli zaoberať bežnou morfológiou a syntaxou (bodky, čiarky, pomlčky, zátvorky atď.). Raspberry Pi OS Obsahuje okno s rôznymi programovacími jazykmi vrátane Scratch. Stačí postupovať podľa krokov na inštaláciu rozšírenia a môžete začať programovať piny GPIO.
Pytón
Je to jeden z najpoužívanejších programovacích jazykov súčasnosti, Je to dynamicky interpretovaný jazyk čo umožňuje programovanie veľmi širokej škály účelov pre GPIO porty. Python je jeden z programovacích jazykov zahrnutých v operačnom systéme Raspberry Pi OS.Preto bude väčšinou potrebné ho mať nainštalovaný, aby sme mohli spustiť náš projekt s GPIO.
C/C++/C#
Každý z týchto programovacích jazykov je vylepšenou variantou predchádzajúceho a je určený na trochu iný účel:
- C v typizovanom jazyku softvér strednej úrovne, ktorý vám umožňuje vytvárať softvér a aplikácie nízkej/strednej úrovne.
- C++ bol vytvorený ako rozšírenie rozšíriť možnosti jazyka C, čím sa z neho stane hybridný jazyk, pretože je orientovaný na tvorbu softvéru aj na manipuláciu s objektmi.
- C# (vyslovuje sa „cis dier“) Je to štandardizovaný jazyk odvodený zo syntaxe C/C++ a je zameraný na vývoj softvéru na rozhraní .NET API, ako aj na manipuláciu s objektmi.
Hoci tieto tri jazyky sú odvodené a majú od seba mierne odlišné funkcie, Všetky sú použiteľné na programovanie GPIO portov Raspberry Pi.Ovládanie všetkých troch jazykov vám umožní rozšíriť ich funkcie prakticky neobmedzeným množstvom spôsobov.
Spracovanie3
Je to programovací a vývojový jazyk založený na jazyku Java a zamerané na vývoj audiovizuálnych a multimediálnych projektov, Vďaka tomu je skvelou voľbou pre digitálnych umelcov s relatívne obmedzenými znalosťami programovania. Svoju kreativitu môžu popustiť uzdu používaniu programovateľných doplnkov cez GPIO piny.
Zoznam najlepších projektov, ktoré si môžete sami vytvoriť s pinmi vášho Raspberry Pi.
Keď už máte základné znalosti programovania a pochopíte obmedzenia vášho Raspberry Pi, môžete vytvoriť nasledujúce projekty:
LED alarm s Raspberry Pi
Skladá sa z LED diódy pripojenej k GPIO pinom Raspberry Pi, ktorá... synchronizuje sa s Google Calendar a upozornenia na problémy Tieto svetlá slúžia ako pripomienky plánovaných udalostí. Využívajú piny GPIO Raspberry Pi a Unicorn HAT naprogramovaný a upravený v jazyku Python. Môžete si nastaviť budík, ktorý sa synchronizuje s celým vaším virtuálnym kalendárom a zabránime vám v opätovnom meškaní na akékoľvek stretnutie.
Ovládač motora
Doska Raspberry Pi funguje ako perfektná základná doska pre inštalácia motora na jednosmerný prúd čo bude užitočné pre vaše projekty v oblasti elektroniky a robotiky. S niekoľkými externými komponentmi a kódom v jazyku Python, Na GPIO piny vášho Raspberry Pi môžete pripojiť jednosmerný motor a použiť ho ako zdroj napájania. Tento projekt je obzvlášť Užitočné pre pochopenie elektrickej činnosti portov GPIOToto sú veľmi užitočné informácie pre akýkoľvek projekt, ktorý vyžaduje použitie modulu Raspberry Pi ako nepájivej dosky.
Snímač pohybu pre LED svetlo
Pre tento projekt, Použijeme pasívny infračervený (PIR) snímač pohybu. Tento adaptér sa pripája k GPIO pinom Raspberry Pi a poskytuje citlivý detektor, ktorý sníma telesné teplo v dosahu šiestich až siedmich metrov. Jedným z najbežnejších doplnkov k PIR senzoru je LED dióda, ktorá sa tiež pripája k GPIO pinom a umožňuje nám vytvoriť LED alarm s detekciou pohybu.
