Raspberry Pi GPIO Python-zelfstudie - Alle stappen

GPIO-pinnen zijn een primair kenmerk van alle soorten Raspberry Pi-microcontrollers. Hun inbreng is vooral belangrijk bij het uitbreiden van de functionaliteit van de single board computer (SBC). Laten we de Pi GPIO-pinnen uitgebreid bekijken en tegelijkertijd laten zien hoe je ze programmeert met Python-taal in deze Raspberry Pi GPIO-tutorial.

Wat is GPIO en hoe werkt het?

Afbeelding 1:GPIO-pinnen

General Purpose Input Output (GPIO) vertegenwoordigt de interface die gebruikelijk is in Raspberry Pi-microcontrollers en SBC's. Het zijn de input- en output-pinterminals van de Raspberry Pi zero en andere Raspberry-modules.

Het is dus via deze pinnen dat we elektronische componenten zoals infraroodzenders en motoren kunnen aansluiten. Bovendien zijn de rijen gaten in elke versie van Raspbian handig bij het ontvangen van gegevens van externe fysieke componenten. Deze omvatten schakelaars en sensormodules.

Eerst moet u de hardware goed instellen om ervoor te zorgen dat de pinnen naar wens functioneren. Vervolgens moet u ook softwareconfiguraties maken voor elk type Pi-model om de werking van de pinnen te vergemakkelijken.

Uitleg over de Raspberry Pi GPIO-pinout

Afbeelding 2:Een Raspberry Pi-microcontroller

Voor Raspberry Pi B+, Raspberry Pi Zero of een andere microcontroller met een Raspberry Pi OS vind je een 40-pins header.

Desalniettemin was het fysieke computergebruik van de eerdere Raspberry Pi-versies anders. De Raspberry Pi Model B had bijvoorbeeld 26 pinnen.

Opmerkelijk is dat alle 40 GPIO-pinnen in het besturingssysteem van Raspberry Pi hun respectieve functies hebben. Tijdens de eerste installatie is het dus absoluut noodzakelijk om de functies goed te krijgen.

Hier is een gedetailleerde uitleg van de verschillende pin-modi.

Hoe programmeer je Raspberry Pi GPIO-pinnen met Python?

Figuur 3:Ter illustratie van het Python-coderingsconcept

Onze GPIO-tutorial zal nu onderzoeken hoe hardwarecomponenten kunnen worden bestuurd via software die via de GPIO-pinnen in de Pi wordt uitgevoerd.

Hardware instellen

Bij voorkeur is een Pi Wedge de breakout-kit die nodig is om de hardware voor deze Pi GPIO-zelfstudie in te stellen. Als ze echter niet aanwezig zijn, zullen mannelijke-naar-vrouwelijke jumperdraden handig zijn om u te helpen bij het maken van de verbindingen met de beschikbare breadboard-partners.

Je hebt ook de volgende onderdelen nodig:

•  Broodplank  en  Breadboard-rails
• Mannelijke doorverbindingsdraad en vrouwelijke doorverbindingsdraden
• Pull-Up Resistor (interne pull-up) en Pull-Down Weerstand 
• Een weerstand van 330 ohm
• Passief infrarood licht of LED

Python Gpiozero API-bibliotheek

U hebt deze bibliotheek nodig om de invoer- en uitvoerpinnen van de Raspberry Pi in python te besturen. U hoeft de Python-Projects Directory niet te bezoeken om te begrijpen hoe het werkt, aangezien de meeste Pi-componenten in de bibliotheek zijn gedefinieerd.

De Python (RPi.GPIO) API instellen

Figuur 4:Python-taalconcept

Als je voor het Raspbian-besturingssysteem gaat, hoef je de Python GPIO-bibliotheek niet te downloaden, omdat deze standaard al beschikbaar is. Desalniettemin, als je de Raspbian-optie niet gebruikt, moet je specifieke opdrachten gebruiken om het in andere programmeertalen te installeren.

Nadat u het Raspbian-besturingssysteem hebt geïnstalleerd, importeert u het via het importpad van Gpiozero Import. De importtijd is niet lang en als het eenmaal voorbij is, kunt u doorgaan naar de volgende stap.

Opmerking:je OP hoeft niet per se in de Raspbian-optie te staan ​​om python te installeren. Het Raspbian-besturingssysteem geeft u een eenvoudig pad om de Python-bibliotheek in te stellen.

Python-configuratie

Voor dit coole project heb je in de eerste plaats een RPi.GPIO-module nodig. Zoals eerder aangegeven, hoeft u met de Python (RPi.GPIO) API geen bestanden te downloaden om de werking van de GPIO-pinnen te activeren.

Instelstappen

Voer eerst de onderstaande instructie uit:

Vervolgens moet u het ideale pinnummeringssysteem selecteren dat u in dit coole project wilt gebruiken. U kunt kiezen uit een van de volgende nummeringsschema's:

• Broadcom-chipspecifieke pincodes (BCM-modus).
• Bordnummeringsschema

Stel vervolgens een pinmodus in. Door de onderstaande opdracht uit te voeren, wordt het installatieproces van de pinmodus vereenvoudigd.

Raspberry Pi GPIO-projecten

Figuur 5:Raspberry Pi

Nu u de hardware- en softwareconfiguraties kent, kunt u met een Raspi-Config Tool elk van de volgende coole projecten doen. Het enige dat u nodig hebt, is de Pi GPIO-tutorial die hierboven is gemarkeerd, te begrijpen, en u bent klaar om verschillende fysieke computerprojecten te starten.

Mogelijke Pi GPIO-zelfstudieprojecten:

• Raspberry Pi Infrarood bewegingssensoren/ bewegingsgebeurtenisdetectoren
• Raspberry Pi-bewegingsmelderalarm
• Raspberry Pi Imager-projecten

Conclusie

Dat is alles over het opzetten van GPIO-headerpinnen met verschillende externe componenten en verbindingen met verschillende ingangen. De pin-headerrijen (GPIO-pinnen) maken van de Raspberry Pi zero een geweldig computerapparaat. Voor meer informatie over deze essentiële tool kunt u altijd contact met ons opnemen.