Alles, was Sie über Raspberry Pi GPIO Pins wissen müssen

Der Raspberry Pi ist ein billiger und winziger Computer, der eine Vielzahl von Aufgaben ausführen kann, einschließlich Retro-Gaming und Home Media Center. Installieren Sie Kodi, um aus Ihrem Raspberry Pi ein Home Media Center zu machen. Installieren Sie Kodi, um aus einem Raspberry Pi ein Home Media Center zu machen Wenn Sie einen Raspberry Pi haben, können Sie ihn durch die Installation von Kodi in ein günstiges, aber effektives Home Media Center verwandeln. Weiterlesen . Der Pi hat auch einen starken Fokus auf die Ausbildung. Sowohl Scratch Erste Schritte mit Scratch beim Raspberry Pi Erste Schritte mit Scratch beim Raspberry Pi In unserem Scratch-Tutorial können Sie Spaß mit einem Raspberry Pi haben, auch wenn Sie nicht wissen, wie man programmiert . Weitere Informationen und Minecraft Pi Edition Lernen Sie Python und Elektronik mit Minecraft Pi Edition. Lernen Sie Python und Elektronik mit Minecraft Pi Edition. Wollten Sie schon immer Codieren lernen, wissen aber nicht, wo Sie anfangen sollen? Erfahren Sie, wie Sie Minecraft auf dem Raspberry Pi mithilfe von Python und einfacher Elektronik steuern können. Lesen Sie mehr, um jungen Leuten das Codieren zu erleichtern, und den GPIO-Pins (Allgemeiner Eingang / Ausgang) eröffnen eine ganze Welt des elektronischen Bastelns und Erfindens.

Was sind Himbeer-Pi-GPIO-Pins?

In diesem Artikel erfahren Sie alles, was Sie über die GPIO-Pins von Pi wissen müssen: Was sie tun können, wie sie verwendet werden können, und Fehler, die bei der Verwendung vermieden werden können.

Eine Notiz, bevor wir beginnen: Verschiedene Versionen des Pi können mit ihren Pins variieren! Vergewissern Sie sich vor dem Anbringen von Elementen an Ihrem Board, dass Sie die richtigen verwenden. Eine schnelle Möglichkeit zum Überprüfen ist das Tippen Pinbelegung in Ihr Raspberry Pi-Terminal, das ein Diagramm Ihres aktuellen Setups anzeigt.

Die GPIO-Pins sind in die Leiterplatte des Computers integriert. Ihr Verhalten kann vom Benutzer gesteuert werden, damit er Daten von Sensoren lesen und Komponenten wie LEDs, Motoren und Anzeigen steuern kann. Ältere Modelle des Pi hatten 26 GPIO-Pins, während die neueren Modelle jeweils 40 haben. Diese Tabelle zeigt, was jeder Pin macht:

In dem oben angegebenen Diagramm sehen Sie, dass es verschiedene Arten von GPIO-Pins gibt, die unterschiedlichen Zwecken dienen. Eine interaktive Version dieses Diagramms finden Sie unter pinout.xyz. Es beschreibt auch eines der ersten verwirrenden Dinge, mit denen Sie konfrontiert werden müssen. Jeder Pin hat zwei Nummern. Es ist TAFEL Nummer (die Zahlen im Kreis) und seine BCM Nummer (Broadcom SOC-Kanal). Sie können wählen, welche Konvention verwendet werden soll, wenn Sie Ihren Python-Code schreiben:

# 1 - GPIO / BCM-Nummerierung GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Kartennummerierung GPIO.setmode (GPIO.BOARD) 

Sie können nur eine Konvention in jedem Projekt verwenden. Wählen Sie also eine aus und bleiben Sie dabei. Keine Konvention ist “Recht”, Gehen Sie also zu dem, was für Sie am sinnvollsten ist. Es ist jedoch erwähnenswert, dass bestimmte Peripheriegeräte auf die GPIO / BCM-Nummerierung angewiesen sind.

Für diesen Artikel bleiben wir bei TAFEL Nummerierung. Was machen die Pins eigentlich??

Power-Pins

Beginnen wir mit den Power Pins. Der Raspberry Pi kann sowohl 5 V (Pins 2 und 4) als auch 3,3 V (Pins 1 und 17) liefern. Es bietet auch eine Boden (GND) für Schaltungen an den Pins 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 und 39.

Leider gibt es keine Antwort darauf, wie viel Strom die 5-V-Power-Pins ziehen können, da sie davon abhängt, welches Netzteil Sie verwenden und welche anderen Komponenten Sie an Ihrem Pi angeschlossen haben. Der Raspberry Pi 3 zieht nur 2,5 A von der Stromversorgung ab und benötigt etwa 750 mA für das Hochfahren und den normalen Betrieb ohne Headless. Das bedeutet, wenn Sie ein 2,5 A-Netzteil verwenden, können die 5 V-Pins einen Gesamtstrom von maximal 1,7 A liefern. Verblüffend variiert dies je nach Pi-Modell, wie die folgende Tabelle zeigt:

Für die meisten Benutzer, die erst mit dem Pi anfangen, ist dies kein Problem, aber es ist etwas zu bedenken, wenn Sie mehr Zeit mit den GPIO-Pins verbringen.

Die 3,3-V-Pins sind etwas einfacher. Die neuesten Raspberry Pi-Versionen (ab Modell B +) bieten bis zu 500mA insgesamt und ältere Modelle bieten nur 50mA. Beachten Sie, dass dieser Strom auch von allen anderen GPIO-Pins gemeinsam genutzt wird!

Diese Pins können also Ihre Komponenten mit Strom versorgen, aber das ist alles, was sie tun. Das wirklich lustige Zeug kommt von den restlichen Pins.

Standard-GPIO

Wenn Sie die Power-Pins ignorieren, werden Sie in der Tabelle oben sehen, dass einige in verschiedenen Farben markiert sind. Die grünen Pins sind Standard-GPIO-Pins, die Sie für die meisten Einsteigerprojekte verwenden. Diese Pins sind für 3,3 V geeignet Ausgabe, wird auch als Einstellung des Pins bezeichnet HOCH in Code. Wenn ein Ausgangsstift ist NIEDRIG Dies bedeutet, dass es einfach 0V bereitstellt.

Sie sind auch in der Lage, ein zu nehmen Eingang von bis zu 3,3 V, die der Pin als liest HOCH.

Versorgen Sie die Pins nicht mit mehr als 3,3 V: Auf diese Weise können Sie Ihren Pi schnell braten!

Um einen guten Einstieg in die Verwendung der GPIO-Pins in einem einfachen Projekt zu erhalten, probieren Sie unser Erste Schritte mit Raspberry Pi. GPIO-Projekt Erste Schritte mit GPIO Auf einem Raspberry Pi Erste Schritte mit GPIO Auf einem Raspberry Pi Wenn Sie den Arduino cool finden, Warten Sie einfach, bis Sie einen Raspberry Pi in die Hände bekommen - diese Dinge sind erstaunlich. Sie sind nicht nur ein voll funktionsfähiger Computer, sondern auch… Lesen Sie mehr .

Während wir in diesem Artikel einige der Pins mit speziellen Verwendungszwecken behandeln, können Sie beliebige Pins verwenden außer den Power-Pins und den Pins 27 und 28 als reguläre GPIO-Pins.

PWM

PWM (Pulsbreitenmodulation) wird bei Komponenten wie Motoren, Servos und LEDs verwendet, indem kurze Impulse gesendet werden, um zu steuern, wie viel Strom sie erhalten. Wir haben es zusammen mit einem Arduino in unserem Ultimate Guide zu LED-Streifen verwendet. Tutorial Ultimate Guide zum Anschließen von LED-Lichtstreifen an Arduino Ultimate Guide zum Anschließen von LED-Lichtstreifen an Arduino Eines der häufigsten LED-Produkte ist der LED-Streifen. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die beiden gebräuchlichsten Typen mit einem Arduino einrichten. Weiterlesen .

PWM ist auch auf dem Pi möglich. Pin 12 (GPIO 18) und Pin 35 (GPIO 35) sind Hardware-PWM-fähig, der Pi ist jedoch auch in der Lage, Software-PWM über Bibliotheken wie pigpio bereitzustellen.

Für eine Einführung in den Code, der für PWM erforderlich ist, sollte dieses einfache LED-Helligkeitstutorial Ihnen helfen.

UART

Die Pins 8 und 10 (GPIO 14 und 15) sind UART-Pins, die für die Kommunikation mit dem Pi über den seriellen Port ausgelegt sind. Es gibt bestimmte Situationen, in denen Sie dies vielleicht möchten, aber für die meisten Anfänger, die sich über SSH kopflos mit Ihrem Pi verbinden. Einrichten des Raspberry Pi für die Verwendung mit SSH Wenn Sie mit einem lokalen Netzwerk verbunden sind (entweder über Ethernet oder WLAN), können Sie es einfach einrichten. Die Vorteile von SSH gehen über das tägliche Screening hinaus. Sie können einen Remote-Desktop auf einem Raspberry Pi mit VNC ausführen. Einen Remote-Desktop auf einem Raspberry Pi mit VNC ausführen. Was ist, wenn Sie Zugriff auf den Raspberry Pi-Desktop von benötigen PC oder Laptop, ohne Tastatur, Maus und Monitor anschließen zu müssen? Hier kommt VNC ins Spiel. Mehr lesen wird wahrscheinlich einfacher sein.

Wenn Sie sich für eine detaillierte Ansicht der Funktionsweise der seriellen Pins interessieren, ist dies eine großartige Grundierung.

SPI

SPI (Serial Peripheral Interface Bus) ist eine Methode für die Kommunikation mit Geräten wie dem RFID-Lesegerät, das wir in unserem DIY Smart Lock mit Arduino und RFID verwendet haben. DIY Smart Lock mit Arduino und RFID DIY Smart Lock mit Arduino und RFID So erstellen Sie ein einfaches RFID-basiertes Smart Lock mit einem Arduino wie das Rückgrat und ein paar billige Komponenten. Lesen Sie mehr Projekt.

Dadurch können Geräte synchron mit dem Raspberry Pi kommunizieren, sodass viel mehr Daten zwischen den Geräten übertragen werden können Meister und Sklave Geräte. Wenn Sie jemals einen kleinen Touchscreen für Ihr Pi verwendet haben, kommunizieren sie auf diese Weise.

Es gibt verschiedene Geräte und Erweiterungs-HATs für den Raspberry Pi, die SPI verwenden, und dies kann Ihre Projekte für viel mehr Hardware öffnen, als die normalen GPIO-Pins unterstützen können. Es erfordert jedoch ziemlich viel Verkabelung, damit es funktioniert. Auf der Website der Raspberry Pi Foundation finden Sie eine detaillierte Übersicht über SPI.

Pins 19, 21, 23, 24, 25 und 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND und GPIO 26) werden zur Verbindung mit einem SPI-Gerät verwendet. Sie sind alle für einen reibungslosen Betrieb erforderlich. Um alle Spaghetti zu vermeiden, sollten Sie eine vorgefertigte Erweiterung wie den Sense HAT kaufen, der auf Ihr Board passt und mit einer LED-Matrix und einer breiten Palette an Sensoren ausgestattet ist. Es ist seit einigen Jahren ein Favorit und wurde sogar auf der Internationalen Raumstation für Experimente verwendet!

Das SPI-Protokoll ist bei Raspbian nicht standardmäßig aktiviert, kann jedoch zusammen mit I2C in der Raspi-config-Datei aktiviert werden.

I2C

I2C (interintegrierte Schaltung) ist ähnlich wie SPI, wird aber im Allgemeinen als einfacher einzurichten und zu verwenden. Es kommuniziert asynchron und ist in der Lage, so viele verschiedene Geräte wie erforderlich zu unterhalten, vorausgesetzt, sie verfügen jeweils über eindeutige Adressstellen auf dem I2C-Bus. Aufgrund dieses Adressierungssystems benötigt der Pi nur zwei I2C-Pins, Pin 3 (GPIO 2) und Pin 5 (GPIO 3), was die Verwendung als SPI erheblich vereinfacht.

Der geringe Platzbedarf von I2C eröffnet viele Möglichkeiten. Bei standardmäßigen GPIO-Pins würde das Einrichten eines LCD-Bildschirms und einiger Tasten fast jeden Pin belegen. Bei Verwendung eines I2C-Geräts wie dem Adafruit Negative LCD-Controller sind es nur zwei Pins!

Sparkfun bietet einen vollständigen Überblick über SPI und I2C sowie Beispiele für den Einstieg.

Die Pins 27 und 28 (mit ID_SD und ID_SC gekennzeichnet) sind ebenfalls I2C. Es werden vom Pi für interne Funktionen und auch einige HAT-Boards verwendet. Machen Sie nichts mit ihnen, außer Sie Ja wirklich weiß, was du tust!

Raspberry Pi: Ein GPIO-Pin für alles!

Das Raspberry Pi ist das Schweizer Taschenmesser des modernen Computing. Neben einer großen Anzahl an tollen Anwendungen im Alltag bietet es jedem die Möglichkeit, coole Kreationen zu kreieren.

Viele Raspberry Pi-Einsteigerprojekte Raspberry Pi-Projekte für Anfänger Raspberry Pi-Projekte für Anfänger Diese 10 Raspberry Pi-Projekte für Anfänger sind eine großartige Einführung in die Hardware- und Softwarefunktionen des Pi und helfen Ihnen, sich in kürzester Zeit zurechtzufinden. Lesen Sie mehr, verwenden Sie die in diesem Artikel behandelten Protokolle. Ein praktischer Ansatz ist der beste Weg, um zu lernen. Basteln Sie weiter und haben Sie Spaß!

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