Home-theater-designers
Το Raspberry Pi είναι ένας φθηνός και μικροσκοπικός υπολογιστής ικανός για μια τεράστια σειρά εργασιών, συμπεριλαμβανομένων ρετρό gaming και να είσαι α οικιακό κέντρο πολυμέσων Το Το Pi έχει επίσης μεγάλη έμφαση στην εκπαίδευση, με Scratch και Έκδοση Minecraft Pi προσανατολισμένο στο να βοηθήσει τους νέους να μάθουν να κωδικοποιούν και τις καρφίτσες GPIO ( Εισαγωγή/Έξοδος γενικού σκοπού ) ανοίξτε έναν ολόκληρο κόσμο DIY ηλεκτρονικών μπερδεμάτων και εφευρέσεων.
Τι είναι οι καρφίτσες Raspberry Pi GPIO;
Σε αυτό το άρθρο, θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τις καρφίτσες GPIO του Pi: τι μπορούν να κάνουν, πώς να τις χρησιμοποιήσουν και λάθη που πρέπει να αποφύγετε κατά τη χρήση τους.
Μια σημείωση πριν ξεκινήσουμε: Διαφορετικές αναθεωρήσεις του Pi μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τις καρφίτσες τους! Πριν συνδέσετε οτιδήποτε στον πίνακα, βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τα σωστά. Ένας γρήγορος τρόπος για να ελέγξετε είναι να πληκτρολογήσετε pinout στο τερματικό του Raspberry Pi, το οποίο θα εμφανίσει ένα διάγραμμα της τρέχουσας ρύθμισής σας.
Οι ακίδες GPIO είναι ενσωματωμένες στην πλακέτα κυκλώματος του υπολογιστή. Η συμπεριφορά τους μπορεί να ελεγχθεί από τον χρήστη για να του επιτρέψει να διαβάσει δεδομένα από αισθητήρες και να ελέγξει εξαρτήματα όπως LED, κινητήρες και οθόνες. Τα παλαιότερα μοντέλα του Pi είχαν 26 καρφίτσες GPIO, ενώ τα νεότερα μοντέλα έχουν 40. Αυτό το γράφημα δείχνει τι κάνει κάθε καρφίτσα:
Στο παραπάνω διάγραμμα με ετικέτα, μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν διαφορετικοί τύποι καρφιών GPIO που εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς. Μπορείτε να βρείτε μια διαδραστική έκδοση αυτού του γραφήματος στη διεύθυνση pinout.xyz Περιγράφει επίσης ένα από τα πρώτα μπερδεμένα πράγματα με τα οποία θα πρέπει να αντιμετωπίσετε. Κάθε καρφίτσα έχει δύο αριθμούς προσαρτημένους σε αυτό. Του ΣΑΝΙΔΑ αριθμός (οι αριθμοί στον κύκλο) και του BCM Αριθμός (κανάλι Broadcom SOC). Μπορείτε να επιλέξετε ποια σύμβαση θα χρησιμοποιήσετε όταν γράφετε τον κωδικό Python:
# 1 - GPIO/BCM Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# 2 - Board Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνο μία σύμβαση σε κάθε έργο, οπότε επιλέξτε μία και τηρήστε την. Καμία από τις συμβάσεις δεν είναι «σωστή», οπότε πηγαίνετε με όποιο από αυτά έχει περισσότερο νόημα για εσάς. Αξίζει ωστόσο να σημειωθεί ότι ορισμένα περιφερειακά εξαρτώνται από την αρίθμηση GPIO/BCM.
Για αυτό το άρθρο, θα επιμείνουμε ΣΑΝΙΔΑ αρίθμηση. Τι κάνουν λοιπόν οι καρφίτσες;
Καρφίτσες τροφοδοσίας
Ας ξεκινήσουμε με τις ακίδες ισχύος. Το Raspberry Pi μπορεί να παρέχει ισχύ 5v (ακίδες 2 και 4) και 3.3v (ακίδες 1 και 17). Παρέχει επίσης ένα έδαφος (GND) για κυκλώματα στις ακίδες 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 και 39.
Δυστυχώς, δεν υπάρχει καμία απάντηση στο πόσο ρεύμα μπορούν να αντλήσουν οι ακίδες ισχύος 5v, καθώς εξαρτάται από το τροφοδοτικό που χρησιμοποιείτε και ποια άλλα εξαρτήματα έχετε συνδέσει στο Pi σας. Το Raspberry Pi 3 θα αντλήσει μόνο 2,5Α από την τροφοδοσία του και απαιτεί περίπου 750mA για εκκίνηση και κανονική λειτουργία ακέφαλου. Αυτό σημαίνει ότι εάν χρησιμοποιείτε τροφοδοτικό 2,5Α, οι ακίδες 5v μπορούν να παρέχουν συνολικό ρεύμα περίπου 1,7Α το μέγιστο. Ενοχλητικά, αυτό ποικίλλει μεταξύ των μοντέλων του Pi, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:
Πίστωση εικόνας: raspberrypi.org
Για τους περισσότερους χρήστες που ξεκινούν με το Pi, αυτό δεν θα είναι πρόβλημα, αλλά είναι κάτι που πρέπει να έχετε κατά νου καθώς περνάτε περισσότερο χρόνο με τις καρφίτσες GPIO.
Οι ακίδες 3.3v είναι κάπως απλούστερες, με τις πρόσφατες αναθεωρήσεις του Raspberry Pi (μοντέλο B+ και μετά) να παρέχουν έως και 500mA συνολικά και παλαιότερα μοντέλα που παρέχουν μόνο 50mA Το Σημειώστε ότι αυτό το ρεύμα είναι κοινό σε όλες τις άλλες καρφίτσες GPIO!
Έτσι, αυτές οι ακίδες μπορούν να παρέχουν ισχύ στα εξαρτήματά σας, αλλά αυτό είναι το μόνο που κάνουν. Τα πραγματικά διασκεδαστικά πράγματα προέρχονται από τις υπόλοιπες καρφίτσες.
Τυπικό GPIO
Στο παραπάνω διάγραμμα, αγνοώντας τους ακροδέκτες τροφοδοσίας, θα δείτε ότι ορισμένες είναι επισημασμένες με διαφορετικά χρώματα. Οι πράσινες ακίδες είναι τυπικές καρφίτσες GPIO και αυτές θα χρησιμοποιήσετε για τα περισσότερα έργα για αρχάριους. Αυτές οι ακίδες είναι ικανές για 3,3v παραγωγή , αναφέρεται επίσης ως ρύθμιση του πείρου ΥΨΗΛΟΣ σε κώδικα. Όταν είναι ένας πείρος εξόδου ΧΑΜΗΛΟΣ αυτό σημαίνει ότι παρέχει απλώς 0v.
Το κουμπί οικίας δεν λειτουργεί iphone 8
Είναι επίσης σε θέση να πάρουν ένα εισαγωγή έως 3,3v, το οποίο η καρφίτσα διαβάζει ως ΥΨΗΛΟΣ Το
Μην παρέχετε στις ακίδες μεγαλύτερη από 3,3v: αυτός είναι ένας γρήγορος τρόπος για να τηγανίσετε το Pi σας!
Για έναν εξαιρετικό οδηγό για να ξεκινήσετε να χρησιμοποιείτε τις καρφίτσες GPIO σε ένα απλό έργο, δοκιμάστε το έργο μας Ξεκινώντας με Raspberry Pi GPIO.
Ενώ θα καλύψουμε μερικές από τις καρφίτσες με ειδικές χρήσεις σε αυτό το άρθρο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε καρφίτσα εκτός από τους ακροδέκτες ισχύος και τους πείρους 27 και 28 ως κανονικές καρφίτσες GPIO.
PWM
PWM (Διαμόρφωση πλάτους παλμού) χρησιμοποιείται με εξαρτήματα όπως κινητήρες, servos και LED, στέλνοντας σύντομους παλμούς για τον έλεγχο της ισχύος που λαμβάνουν. Το χρησιμοποιήσαμε με ένα Arduino στο δικό μας Οδηγός Ultimate Guide to LED Strips Το
Το PWM είναι επίσης δυνατό στο Pi. Το pin 12 (GPIO 18) και το pin 35 (GPIO 35) είναι εξοπλισμένα με υλικό PWM, αν και το Pi είναι επίσης σε θέση να παρέχει λογισμικό PWM μέσω βιβλιοθηκών όπως φτηνός Το
Για μια εισαγωγή στον κώδικα που απαιτείται για το PWM, αυτό είναι απλό Σεμινάριο φωτεινότητας LED πρέπει να σε βοηθήσει να ξεκινήσεις.
UART
Οι ακίδες 8 και 10 (GPIO 14 και 15) είναι ακίδες UART, σχεδιασμένες για επικοινωνία με το Pi χρησιμοποιώντας τη σειριακή θύρα. Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου μπορεί να θέλετε να το κάνετε αυτό, αλλά για τους περισσότερους αρχάριους που συνδέονται με το Pi σας ακέφαλα μέσω SSH ή χρησιμοποιώντας ένα VNC μάλλον θα είναι πιο εύκολο.
Εάν σας ενδιαφέρει μια λεπτομερής άποψη για το πώς λειτουργούν οι σειριακές ακίδες, αυτό είναι ένα μεγάλο αστάρι Το
SPI
SPI (Serial Peripheral Interface bus) είναι μια μέθοδος επικοινωνίας με συσκευές όπως ο αναγνώστης RFID που χρησιμοποιήσαμε στο DIY Smart Lock με το έργο Arduino και RFID.
Επιτρέπει στις συσκευές να επικοινωνούν ταυτόχρονα με το Raspberry Pi, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να περάσουν πολύ περισσότερα δεδομένα μεταξύ του κύριος και δούλος συσκευές. Εάν έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ α μικρή οθόνη αφής για το Pi σας, έτσι επικοινωνούσαν.
Πιστωτική εικόνα: Gareth Halfacree/ flickr.com
Υπάρχουν διάφορες συσκευές και επεκτάσεις HAT για το Raspberry Pi που χρησιμοποιούν SPI και μπορούν να ανοίξουν τα έργα σας σε πολύ περισσότερο υλικό από ό, τι μπορούν να διατηρηθούν οι κανονικές ακίδες GPIO. Ωστόσο, απαιτεί αρκετή καλωδίωση για να λειτουργήσει. Υπάρχει μια σε βάθος επισκόπηση του SPI στο Ιστότοπος Raspberry Pi Foundation Το
Καρφίτσες 19, 21, 23, 24, 25 και 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND και GPIO 26) χρησιμοποιούνται για σύνδεση σε μια συσκευή SPI και απαιτούνται όλα για ομαλή λειτουργία. Ένας καλός τρόπος για να αποφύγετε όλα τα μακαρόνια είναι να αγοράσετε μια προεκτεθειμένη επέκταση όπως η Sense HAT , το οποίο ταιριάζει στο πάνω μέρος του σκάφους σας και του παρέχει μια μήτρα LED και μια ευρεία σειρά αισθητήρων. Aταν αγαπημένο εδώ και αρκετά χρόνια και ήταν ισοδύναμο χρησιμοποιείται στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό να κάνω κάποια πειράματα!
Το πρωτόκολλο SPI δεν είναι ενεργοποιημένο ως πρότυπο στο Raspbian, αλλά μπορεί να ενεργοποιηθεί στο αρχείο διαμόρφωσης raspi, μαζί με το I2C.
I2C
I2C (Inter-Integrated Circuit) είναι παρόμοιο με το SPI, αλλά γενικά θεωρείται ότι είναι ευκολότερο στη ρύθμιση και στη χρήση. Επικοινωνεί ασύγχρονα και είναι σε θέση να διατηρήσει όσες διαφορετικές συσκευές χρειάζονται, υπό την προϋπόθεση ότι η καθεμία έχει μοναδικές θέσεις διευθύνσεων στο δίαυλο I2C. Λόγω αυτού του συστήματος διευθύνσεων, το Pi χρειάζεται μόνο δύο ακίδες I2C--pin 3 (GPIO 2) και pin 5 (GPIO 3), καθιστώντας το πολύ πιο απλό στη χρήση από το SPI.
Το μικρό αποτύπωμα του I2C ανοίγει μια τεράστια γκάμα δυνατοτήτων. Με τις τυπικές ακίδες GPIO, η ρύθμιση μιας οθόνης LCD και ορισμένων κουμπιών θα καταλάμβανε σχεδόν κάθε πείρο, χρησιμοποιώντας μια συσκευή I2C όπως η Adafruit Αρνητικός ελεγκτής LCD το κατεβάζει σε δύο μόνο καρφίτσες!
Sparkfun έχουν α πλήρης κατάρρευση των SPI και I2C μαζί με παραδείγματα για να ξεκινήσετε.
Οι ακίδες 27 και 28 (με σήμανση ID_SD και ID_SC) είναι επίσης I2C. Χρησιμοποιούνται από το Pi για εσωτερικές λειτουργίες, καθώς και μερικές σανίδες HAT. Κατά γενικό κανόνα, μην τα βάζετε εκτός αν εσείς Πραγματικά ξέρετε τι κάνετε!
Raspberry Pi: Μια καρφίτσα GPIO για τα πάντα!
Το Raspberry Pi είναι το μαχαίρι του ελβετικού στρατού σύγχρονης πληροφορικής. Μαζί με ένα τεράστιο ποσό υπέροχες καθημερινές χρήσεις , ανοίγει επίσης τον καθένα στη δυνατότητα να φτιάξει τις δικές του δροσερές δημιουργίες.
Πολλά Αρχικά έργα Raspberry Pi χρησιμοποιήστε τα πρωτόκολλα που συζητούνται σε αυτό το άρθρο και μια πρακτική προσέγγιση είναι ο καλύτερος τρόπος για να μάθετε. Συνεχίστε να τσιμπάτε και να διασκεδάζετε!
Μερίδιο Μερίδιο Τιτίβισμα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Να γιατί το FBI εξέδωσε προειδοποίηση για ransomware HiveΤο FBI εξέδωσε προειδοποίηση για ένα ιδιαίτερα δυσάρεστο είδος ransomware. Να γιατί πρέπει να είστε ιδιαίτερα επιφυλακτικοί με το ransomware της Hive.
Διαβάστε Επόμενο Σχετικά θέματα- DIY
- Raspberry Pi
- GPIO
Ο Ian Buckley είναι ανεξάρτητος δημοσιογράφος, μουσικός, ερμηνευτής και παραγωγός βίντεο που ζει στο Βερολίνο της Γερμανίας. Όταν δεν γράφει ούτε είναι στη σκηνή, ασχολείται με ηλεκτρονικά ή κώδικα DIY με την ελπίδα να γίνει τρελός επιστήμονας.
Περισσότερα από τον Ian BuckleyΕγγραφείτε στο newsletter μας
Εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο για τεχνικές συμβουλές, κριτικές, δωρεάν ebooks και αποκλειστικές προσφορές!
Κάντε κλικ εδώ για εγγραφή