Innhold
- Hva gjør hver type GPIO-pinne
- En introduksjon til Raspberry Pi's pins
- GPIO
- Kraft og bakken
- Inn- / utgangspinner
- I2C Pins
- UART (serie) pinner
- SPI Pins
- DNC Pins
- GPIO-nummereringskonvensjoner
Hva gjør hver type GPIO-pinne
Raspberry Pi kan være en av ting. Det er en stor del av anken. Du kan bruke Pi-en som en vanlig PC, og bare koble opp de vanlige perifere enhetene via styrets USB- og HDMI-porter. Hvis du derimot ønsker å dykke inn i de mer tekniske aspektene ved Pi, vil du sannsynligvis rette oppmerksomheten mot settet med pins langs siden av kretskortet. Disse pinnene har nøkkelen til å bruke Raspberry Pi i IoT, robotikk og andre mer involverte prosjekter. De er ikke så skremmende som du kanskje tror, når de først er brutt ned og forklart.
En introduksjon til Raspberry Pi's pins
Begrepet 'GPIO' (General Purpose Input Output) er ikke eksklusivt for Raspberry Pi. Inngangs- og utgangspinner finnes på de fleste mikrokontrollere som Arduino, Beaglebone og mer.
Når vi snakker om GPIO med Raspberry Pi, viser vi til den lange stiften av blokken øverst til venstre på brettet. Eldre modeller hadde 26 pinner; Imidlertid vil de fleste av oss bruke en gjeldende modell med 40.
Du kan koble komponenter og andre maskinvareenheter til disse pinnene og bruke kode for å kontrollere hva de gjør. Det er en viktig del av Raspberry Pi og en utmerket måte å lære om elektronikk på.
Etter noen få programvareprosjekter vil du sannsynligvis finne deg selv å eksperimentere med disse pinnene, ivrig etter å blande koden din med maskinvare for å få ting til å skje i det virkelige liv.
Denne prosessen kan være skremmende hvis du er ny på scenen, og med tanke på at ett falskt trekk kan skade Raspberry Pi, er det forståelig at det er et nervøst område for nybegynnere å utforske.
Denne artikkelen vil forklare hva hver type GPIO-pin gjør og begrensningene deres.
GPIO
La oss først se på GPIO som helhet. Pinnene kan se like ut, men de har alle forskjellige funksjoner. Bildet over viser disse funksjonene i forskjellige farger, som vi vil forklare i de følgende trinn.
Hver pinne er nummerert fra 1 til 40 med start nederst til venstre. Dette er de fysiske pin-tallene; Det er imidlertid også nummerering / merkingskonvensjoner som "BCM" som brukes når du skriver kode.
Kraft og bakken
Uthevet rødt er strømpinner merket '3' eller '5' for 3,3V eller 5V.
Disse pinnene lar deg direkte sende strøm til en enhet uten å ha noen kode. Det er ingen måte å slå av disse på heller.
Det er 2 strømskinner - 3,3 volt og 5 volt. 3.3V-skinnen er begrenset til 50 mA strømtilførsel, mens 5V-skinnen kan gi uansett strømkapasitet som er igjen fra strømforsyningen din etter at Pi har tatt det den trenger.
Uthevet brunter bakkestiftene (GND). Disse pinnene er nøyaktig hva de sier - jordpinner - som er en viktig del av ethvert elektronikkprosjekt.
(5V GPIO-pinner er fysiske nummer 2 og 4. 3.3V GPIO-pinner er fysiske nummer 1 og 17. Jord-GPIO-pinner er fysiske tall 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 og 39)
Inn- / utgangspinner
De grønne stiftene er 'generiske' inngangs- / utgangspinner. Disse kan enkelt brukes som innganger eller utganger uten å bekymre deg for sammenstøt med andre funksjoner som I2C, SPI eller UART.
Dette er pinnene som kan sende strøm til en LED, summer eller andre komponenter, eller de kan brukes som en inngang for å lese sensorer, brytere eller andre inndataenheter.
Utstyrken til disse pinnene er 3,3V. Hver pinne skal ikke overstige 16 mA strøm, verken synke eller kjøpe, og hele settet med GPIO-pinner skal ikke overstige mer enn 50 mA på en gang. Dette kan være restriktivt, så du må kanskje bli kreativ i visse prosjekter.
(Generiske GPIO-pinner er fysiske tall 7, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38 og 40)
I2C Pins
I gult har vi I2C-pinnene. I2C er en kommunikasjonsprotokoll som i enkle termer lar enheter kommunisere med Raspberry Pi. Disse pinnene kan også brukes som 'generiske' GPIO-pinner.
Et godt eksempel på bruk av I2C er den veldig populære MCP23017 portutvidelsesbrikken, som kan gi deg flere inngangs- / utgangspinner gjennom denne I2C-protokollen.
(I2C GPIO-pinner er fysiske pinne nummer 3 og 5)
UART (serie) pinner
UART-pinnene er grå. Disse pinnene er en annen kommunikasjonsprotokoll som tilbyr serielle tilkoblinger, og kan også brukes som 'generiske' GPIO-innganger / -utganger.
En bruk for UART er å aktivere en seriell tilkobling fra en Pi til en bærbar PC via USB. Dette kan oppnås ved hjelp av tilleggsplater eller enkle kabler og fjerner behovet for en skjerm eller internettforbindelse for å få tilgang til Pi-en din.
(UART GPIO-pinner er fysiske pinnetall 8 og 10)
SPI Pins
I rosa, vi har SPI-pinnene. SPI er en grensesnittbuss som sender data mellom Pi og annen maskinvare / periferiutstyr. Det brukes ofte til lenking av enheter som en LED-matrise eller skjerm.
Som andre kan også disse pinnene brukes som 'generiske' GPIO-innganger / -utganger.
(SPI GPIO-pinner er fysiske pinnetall 19, 21, 23, 24 og 26)
DNC Pins
Til slutt er to pinner i blått som for øyeblikket er merket som DNC som står for 'Ikke forbindelse'. Dette kan endre seg i fremtiden hvis Raspberry Pi Foundation endrer styrene / programvaren.
(DNC GPIO-pinner er fysiske pinnetall 27 og 28)
GPIO-nummereringskonvensjoner
Når du koder med GPIO, har du valget mellom å importere GPIO-biblioteket på en av to måter - BCM eller BORDE.
Det første alternativet er GPIO BCM. Dette er Broadcom-nummereringskonvensjonen, og den brukes mer ofte på tvers av prosjekter og maskinvaretillegg.
Det andre alternativet er GPIO-STYRET. Denne metoden bruker i stedet de fysiske pinnetallene, noe som er nyttig når du teller pinner, men du vil finne at de brukes mindre i prosjekteksempler.
GPIO-modus er innstilt når du importerer GPIO-biblioteket:
importer RPi.GPIO som GPIO
Slik importerer du som BCM:
GPIO.setmode (GPIO.BCM)
Slik importerer du som BOARD:
GPIO.setmode (GPIO.BOARD)
Begge disse metodene gjør nøyaktig den samme jobben, det er bare et spørsmål om nummerering.
Du kan benytte deg av nyttige GPIO-etiketttavler som RasPiO Portsplus (bildet) for å sjekke hvilke pinner jeg også kobler til ledninger. Den ene siden viser BCM-nummereringskonvensjonen, den andre viser STYRET - så du er dekket for ethvert prosjekt du finner.
