Raspberry Pi GPIO Meesteren met Python: Stap-voor-Stap Handleiding

GPIO-pinnen zijn een primaire kenmerk van alle typen Raspberry Pi-microcontrollers. Hun invoer is met name belangrijk voor het uitbreiden van de functionaliteit van de single-board computer (SBC). Laten we de Pi GPIO-pinnen uitvoerig verkennen en laten zien hoe u ze kunt programmeren met Python 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 veelvoorkomend is in Raspberry Pi-microcontrollers en SBC's. Het zijn de in- en uitgangspinterminals van de Raspberry Pi Zero en andere Raspberry-modules.

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

Allereerst moet u de hardwarecorrect instellen om te zorgen dat de pinnen functioneren zoals vereist. Daarnaast moet u ook softwareconfiguraties maken voor elk type Pi-model om het werken van de pinnen te vergemakkelijken.

De Raspberry Pi GPIO-pinout Uitgelegd

Afbeelding 2: Een Raspberry Pi-microcontroller

Voor Raspberry Pi B+, Raspberry Pi Zero of elke microcontroller met een Raspberry Pi OS, vindt u een 40-pins header.

Toch was de fysieke computing van eerdere Raspberry Pi-versies anders. Bijv. de Raspberry Pi Model B had 26 pinnen.

Opmerkelijk is dat alle 40 GPIO-pinnen in Raspberry Pi's OS hun respectieve functies hebben. Dus tijdens uw initiële setup is het cruciaal om de functies correct te krijgen.

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

Hoe Programmeert u Raspberry Pi GPIO-pinnen met Python?

Afbeelding 3: Het Python-coderingconcept geïllustreerd

Onze GPIO-tutorial verkent nu hoe u hardwarecomponenten kunt besturen via software die op de Pi draait via de GPIO-pinnen.

Hardware-opstelling

Bij voorkeur is een Pi Wedge de breakout-kit die nodig is om de hardware voor deze Pi GPIO-tutorial in te stellen. Als die afwezig is, zullen man-naar-vrouw jumper-draden handig zijn om u te helpen de verbindingen met de beschikbare breadboard-maten te maken.

U hebt ook de volgende componenten nodig:

• Breadboard en breadboard-rails
• Man-jumper-draad en vrouw-jumper-draden
• Pull-up-weerstand (interne pull-up) en pull-down-weerstand
• Een 330-ohm weerstand
• Passieve infraroodlicht of LED

Python Gpiozero API-bibliotheek

U heeft deze bibliotheek nodig om de invoer- en uitgangspinnen van de Raspberry Pi in Python te besturen. U hoeft niet de Python-Projects-directory te bezoeken om te begrijpen hoe het werkt, omdat de meeste Pi-componenten in de bibliotheek gedefinieerd zijn.

Hoe Python (RPi.GPIO) API In te Stellen

Afbeelding 4: Python-taalconcept

Als u voor het Raspbian-besturingssysteem kiest, hoeft u de Python GPIO-bibliotheek niet te downloaden omdat deze standaard al beschikbaar is. Toch, als u niet op de Raspbian-optie zit, moet u specifieke commando's gebruiken om het op andere programmeertalen te installeren.

Zodra u het Raspbian-besturingssysteem geïnstalleerd hebt, importeert u het via het uitvoeren van het importpad van Gpiozero Import. De importtijd is niet lang, en zodra het klaar is, kunt u doorgaan naar de volgende stap.

Let op: Uw OS hoeft niet noodzakelijk in de Raspbian-optie te zitten om Python te installeren. Het Raspbian-besturingssysteem geeft u een eenvoudig pad om de Python-bibliotheek in te stellen.

Python-instelling

In de eerste plaats hebt u een RPi.GPIO-module nodig voor dit leuke project. Zoals eerder benadrukt, met Python (RPi.GPIO) API hoeft u geen bestanden te downloaden om de werking van de GPIO-pinnen te activeren.

Instalatiestappen

Voer eerst de onderstaande instructie uit:

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

• Broadcom chip-specifieke PINS (BCM-modus)
• Board-nummeringsschema

Stel vervolgens een Pin-modus in. Het uitvoeren van het onderstaande commando vergemakkelijkt het instellen van de pin-modus.

Raspberry Pi GPIO-projecten

Afbeelding 5: Raspberry Pi

Nu u de hardware- en softwareconfiguraties kent, kunt u met een Raspi-Config-tool elk van de volgende leuke projecten uitvoeren. Alles wat u nodig hebt, is de bovenstaande Pi GPIO-tutorial begrijpen, en u bent goed voor verschillende physical computing-projecten.

Mogelijke Pi GPIO-tutorial projecten:

• Raspberry Pi infrarood-bewegingssensoren / bewegingsgebeurtenisdetectoren
• Raspberry Pi Bewegingsdetector Alarm
• Raspberry Pi Imager-projecten

Conclusie

Dat is alles over het instellen van GPIO-headerpinnen met verschillende externe componenten en verbindingen met verschillende invoeren. De pin-headerrijen (GPIO-pinnen) maken de Raspberry Pi Zero een verbluffend computing-apparaat. Voor verdere vragen over dit essentiële hulpmiddel, neem gerust contact met ons op.