Ena najbolj uporabnih točk in hkrati najbolj podcenjen modul Raspberry Pi, svoje njegovi GPIO piniVendar Ko jih enkrat znate uporabljati, so možnosti skoraj neskončne.
P Vrata GPIO so vključena v vse modele Raspberry Pi, čeprav z razlikami med njimi. Njegova prisotnost močno razširi funkcionalnost te vsestranske plošče.
Uporabno za programske projekte v Pythonu in drugih jezikih, kar se tiče vključitev HAT-ov v vaše Model Raspberry Pi, Če boste znali uporabljati ta vrata, boste lahko sprostili polni potencial svojega mini računalnika.In zdaj vam bomo razložili vse, kar morate vedeti, da boste z GPIO pini delali kot profesionalec.
Kaj so pini Raspberry Pi in za kaj se uporabljajo na plošči mojega mini računalnika?
GPIO je kratica za "Splošni vhod/izhod", in v bistvu je a splošni vhodno/izhodni sistemPredstavljeno kot niz vrat na plošči Raspberry Pi in namenjeno različnim uporabam. Te uporabe se lahko razlikujejo glede na projekt, bodisi kot od preproste razdelilne plošče do kompleksnih robotskih projektov.
Njegova glavna funkcija je vzpostavitev povezave med vašim Raspberry Pi in katero koli napravo, ki jo potrebujete. prispevajo k razvoju projekta, od LED luči do veliko bolj kompleksnih namenov.
Katere so glavne funkcije GPIO pinov Raspberry Pi in kako se razlikujejo glede na model?
GPIO pini na Raspberry Pi Dajejo mu podobne zmogljivosti kot Arduino, saj ga povzdigujejo iz statusa preprostega, cenovno dostopnega mini računalnika in Omogočajo vam pridobivanje povezav za najrazličnejše elektronske projekte. Različni modeli Raspberry Pi imajo različno število GPIO priključkov, odvisno od različice posameznega modela.
Prvotne različice Raspberry Pi so imele 26 pinov, razporejenih v stolpcih 2 × 13, ki so bili dejansko zasnovani za delovanje kot vhod in izhod. Kasnejši modeli so znatno povečali število pinov s 26 na 40 pinov., med katerimi lahko najdemo devet novih GPIO pinov. Združljivost je popolna, saj se funkcija prvih 26 pinov sploh ne spremeni.
Uporabnost GPIO pinov na Raspberry Pi lahko povzamemo takole:
- Imajo vrednote izhod pisanje in branje.
- Lahko bere signale odsotnosti ali prisotnosti napetosti kot binarni podatki.
- Njena nadzorovano s kodo, kar vam omogoča, da zvišate ali znižate njegovo napetost.
- GPIO pini so enostavni za konfiguriranje individualno za vstop in izstop.
- Imajo največjo napetostno zmogljivost ki jih morate vedeti, da ne bi spremenili njegove funkcionalnosti.
Uporaba pinov: Kaj lahko z njimi povežem in programiram na enojni plošči Raspberry Pi?
Velika vsestranskost Raspberry Pi-ja je razlog, zakaj Obstaja veliko število dodatkov, namenjenih za pritrditev in razširitev njegovih zmogljivosti.Temu pravimo HAT (Strojna oprema pritrjena na vrhu) in so zasnovani za priklop na Raspberry Pi prek vrat GPIO. Številni razvijalci so zasnovali široko paleto HAT-ov za razširitev funkcionalnosti računalnika Pi.Te segajo od senzorjev, zaslonov na dotik in LCD-jev do motorjev in avdio naprav.
Sedaj vam predstavljamo kratek seznam HAT-ov, ki vam bodo pomagali pri začetku uporabe vrat GPIO:
- Prometna kapaVključuje niz LED lučk, ki delujejo z GPIO priključki, kar vam omogoča, da se na preprost in osnoven način naučite njihovih funkcij.
- MotoZero: Gre za krmilni modul za motorje z enosmernim tokom (DC), ki je zelo uporaben pri integraciji robotskih projektov v vaš Raspberry Pi.
- Klobuk SkyWriterja: To je nadzorna plošča z gestami za vaš Raspberry Pi, zasnovana za zaznavanje preprostih 3D-kretenj in položajev. Enostavno upravljanje brez perifernih naprav z uporabo Python API-ja.
- Klavirski klobuk: Gre za mini zvočni sintetizator s 16 klavirskimi tipkami in 18 gumbi na dotik, s katerimi lahko začnete z manjšimi glasbenimi projekti.
Pinovi Raspberry Pi proti pinom Arduino: Kakšna je razlika med temi komponentami med razvojnima ploščama?
Raspberry Pi in Arduino sta dva izdelka, ki sta v bistvu sestavljena iz plošče, ki se lahko uporablja kot osnova za vse vrste elektronskih in robotskih projektov, vendar To sta dva popolnoma različna izdelka. Natančna primerjava obeh enot je zapletena naloga, saj gre za dve plošči, zasnovani za zelo različne namene.Vendar imajo eno skupno lastnost, in sicer njihovo veliko uporabnost za elektronske projekte.
Oba projekta sta zelo izenačena, saj imata oba svoje prednosti in slabosti. Arduino je zasnovan posebej kot temeljni koncept za skoraj vsak projekt.ki ima veliko število analognih in digitalnih vhodov za namestitev najrazličnejših dodatkov. Raspberry Pi je bil zasnovan kot mini računalnikZato, čeprav ni tako vsestranski na področju elektronskih projektov kot Arduino, To pomanjkljivost kompenzira z večjo računalniško močjo.
Ena točka v prid Raspberry Pi-ja je Njegova izvorna možnost povezave z internetom prek Wi-Fi ali Ethernet kablaČeprav lahko Arduino te zmogljivosti integrira prek razširitvenih plošč, S tem bi si odvzeli nekaj svojih povezav.poleg tega, da boste za pridobitev razširitev odšteli malo več.
Po drugi strani pa Arduino ima namensko programsko opremo za elektronske projekte, ki ob vklopu izvede programirano dejanje na plošči.Za razliko od Raspberry Pi-ja, ki Za izvajanje dejanj, ki jih zahtevamo, je potrebna namestitev operacijskega sistema.kar na koncu negativno vpliva na številne projekte.
Programiranje pinov Raspberry Pi: Kateri jeziki se uporabljajo za programiranje pri razvoju strojne opreme z GPIO pini?
Način upravljajte GPIO vrata Raspberry Pi in jih uporabite, da kar najbolje izkoristite prednosti Raspberry Pi-ja za svoje projekte, je skozi programski jezikVsestranskost Raspberry Pi-ja mu omogoča branje širokega nabora programskih jezikov.
Spodaj predstavljamo najpogosteje uporabljene in uporabne pine pri uporabi GPIO pinov vašega Pi-ja:
Praska
Je jezik, zasnovan za zgodnje poučevanje programskih jezikov.Ker je razdeljen na bloke, se je enostavno osredotočiti na logiko programskega jezika, ne da bi se pri tem zataknili v običajni morfologiji in sintaksi (pike, vejice, vezaji, oklepaji itd.). Raspberry Pi OS Vključuje okno z različnimi programskimi jeziki, vključno s Scratchom. Vse, kar morate storiti, je, da sledite korakom za namestitev razširitve in lahko začnete programirati GPIO pine.
Python
Je eden izmed najbolj razširjenih programskih jezikov danes, Je dinamično interpretiran jezik kar omogoča programiranje zelo širokega nabora namenov za GPIO vrata. Python je eden od programskih jezikov, ki so vključeni v operacijski sistem Raspberry Pi OS.Zato ga bo večino časa treba namestiti, da lahko začnemo naš projekt z GPIO.
C/C++/C#
Vsak od teh programskih jezikov je izboljšana različica prejšnjega in je namenjen nekoliko drugačnemu namenu:
- C v tipiziranem jeziku programska oprema srednje ravni, ki omogoča ustvarjanje programske opreme in aplikacij nizke/srednje ravni.
- C++ je bil ustvarjen kot razširitev izboljšati zmogljivosti jezika C, s čimer bi postal hibridni jezik, saj je usmerjen tako v ustvarjanje programske opreme kot v manipulacijo objektov.
- C# (izgovarja se "cis dir") Gre za standardiziran jezik, ki izhaja iz sintakse C/C++ in je namenjen razvoju programske opreme v .NET API-ju, pa tudi upravljanju objektov.
Čeprav so ti trije jeziki izpeljani in imajo med seboj nekoliko drugačne funkcije, Vsi so uporabni za programiranje GPIO vrat Raspberry Pi-ja.Obvladovanje vseh treh jezikov vam bo omogočilo praktično neomejeno razširitev njihovih funkcij.
Obdelava3
Gre za programski in razvojni jezik, ki temelji na Javi in osredotočen na razvoj avdiovizualnih in multimedijskih projektov, Zaradi tega je odlična možnost za digitalne umetnike z relativno omejenim znanjem programiranja. Svojo ustvarjalnost lahko sprostijo z uporabo programabilnih dodatkov prek GPIO pinov.
Seznam najboljših projektov, ki jih lahko naredite sami z priključki vašega Raspberry Pi-ja.
Ko imate osnovno znanje programiranja in razumete omejitve vašega Raspberry Pi-ja, lahko ustvarite naslednje projekte:
LED alarm z Raspberry Pi
Sestavljen je iz LED lučke, pritrjene na GPIO pine Raspberry Pi-ja, ki sinhronizira z Google Koledar in obvestila o težavah Te lučke služijo kot opomniki za načrtovane dogodke. Uporabljajo GPIO pine Raspberry Pi in Unicorn HAT, programiran in prilagojen s Pythonom. Nastavite lahko alarm, ki se sinhronizira s celotnim virtualnim koledarjem in preprečili, da bi spet zamudili na kateri koli sestanek.
Krmilnik motorja
Matična plošča Raspberry Pi deluje kot popolna matična plošča za namestitev motorja na enosmerni tok kar bo koristno za vaše projekte s področja elektronike in robotike. Z nekaj zunanjimi komponentami in nekaj kode Python, Na GPIO pine vašega Raspberry Pi-ja lahko priključite enosmerni motor in ga uporabite kot napajalnik. Ta projekt je še posebej Koristno za razumevanje električnega delovanja GPIO vratTo so zelo koristne informacije za vsak projekt, ki zahteva uporabo modula Raspberry Pi kot testne plošče.
Senzor gibanja za LED luč
Za ta projekt, Uporabili bomo pasivni infrardeči (PIR) senzor gibanja. Ta adapter se poveže z GPIO priključki Raspberry Pi in zagotavlja občutljiv detektor, ki zaznava toploto človeškega telesa v dosegu šest do sedem metrov. Eden najpogostejših spremljevalcev PIR senzorja je LED dioda, ki se prav tako poveže z GPIO priključki in nam omogoča ustvarjanje LED alarma za zaznavanje gibanja.
