Tout ce que vous devez savoir sur les broches GPIO du Raspberry Pi

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Entrée / sortie à usage général) ouvre un monde entier de bricolage et d'invention électroniques de bricolage.

Que sont les broches GPIO du Raspberry Pi?

Dans cet article, nous vous dirons tout ce que vous devez savoir sur les broches GPIO du Pi: ce qu'elles peuvent faire, comment les utiliser et les erreurs à éviter lors de leur utilisation.

Une note avant de commencer: Différentes révisions du Pi peuvent varier avec leurs broches! Avant d'attacher quoi que ce soit à votre planche, assurez-vous que vous utilisez les bons. Un moyen rapide de vérifier consiste à taper brochage dans le terminal de votre Raspberry Pi, qui affichera un diagramme de votre configuration actuelle.

Les broches GPIO sont intégrées dans la carte de circuits imprimés de l'ordinateur. Leur comportement peut être contrôlé par l'utilisateur pour lui permettre de lire les données des capteurs et contrôler les composants tels que les LED, les moteurs et les écrans. Les modèles plus anciens du Pi avaient 26 broches GPIO, tandis que les modèles plus récents en ont tous 40. Ce graphique montre ce que fait chaque broche:

Dans le diagramme étiqueté ci-dessus, vous pouvez voir qu'il existe différents types de broches GPIO qui remplissent différentes fonctions. Vous pouvez trouver une version interactive de ce tableau à l'adresse pinout.xyz Il décrit également l'une des premières choses déroutantes auxquelles vous devrez faire face. Chaque broche a deux numéros qui lui sont attachés. Ses PLANCHE nombre (les nombres dans le cercle) et son BCM Numéro (canal Broadcom SOC). Vous pouvez choisir la convention à utiliser lorsque vous écrivez votre code Python:

# 1 - Numérotation GPIO / BCM. GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Numérotation des cartes. GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

Vous ne pouvez utiliser qu'une seule convention dans chaque projet, alors choisissez-en une et respectez-la. Aucune des deux conventions n'est «correcte», alors choisissez celle qui vous convient le mieux. Il convient toutefois de noter que certains périphériques dépendent de la numérotation GPIO / BCM.

Pour cet article, nous nous en tiendrons à PLANCHE numérotage. Alors, que font les broches?

Broches d'alimentation

Commençons par les broches d'alimentation. Le Raspberry Pi peut fournir une alimentation de 5 V (broches 2 et 4) et 3,3 V (broches 1 et 17). Il fournit également un sol (GND) pour les circuits sur les broches 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 et 39.

Malheureusement, il n'y a pas de réponse unique à la quantité de courant que les broches d'alimentation 5v peuvent tirer car elle dépend de l'alimentation que vous utilisez et des autres composants que vous avez attachés à votre Pi. Le Raspberry Pi 3 ne consomme que 2,5 A de son alimentation et nécessite environ 750 mA pour le démarrage et sans tête normale opération. Cela signifie que si vous utilisez une alimentation 2,5 A, les broches 5 V peuvent fournir un courant total d'environ 1,7 A maximum. Malheureusement, cela varie entre les modèles de Pi, comme le montre ce tableau:

Pour la plupart des utilisateurs débutant avec le Pi, ce ne sera pas un problème, mais c'est quelque chose à garder à l'esprit lorsque vous passez plus de temps avec les broches GPIO.

Les broches 3.3v sont un peu plus simples, avec les révisions récentes du Raspberry Pi (modèle B + et ultérieur) fournissant jusqu'à 500mA modèles totaux et plus anciens fournissant 50mA. Notez que ce courant est également partagé entre toutes les autres broches GPIO!

Ces broches peuvent donc alimenter vos composants, mais c'est tout ce qu'elles font. Le vrai truc amusant vient du reste des broches.

GPIO standard

Sur le graphique ci-dessus, en ignorant les broches d'alimentation, vous verrez que certaines sont marquées de différentes couleurs. Les broches vertes sont des broches GPIO standard, et ce sont celles que vous utiliserez pour la plupart des projets débutants. Ces broches sont capables d'une 3,3v production, également appelé réglage de la broche HAUTE dans du code. Lorsqu'une broche de sortie est FAIBLE cela signifie qu'il fournit simplement 0v.

Ils sont également capables de contribution jusqu'à 3,3 V, que la broche lit comme HAUTE.

Ne fournissez pas les broches avec plus de 3,3 V: c'est un moyen rapide de faire frire votre Pi!

Pour un excellent guide pour commencer à utiliser les broches GPIO dans un projet simple, essayez notre Prise en main du projet GPIO Raspberry Pi Prise en main de GPIO sur un Raspberry PiSi vous pensiez que l'Arduino était cool, attendez jusqu'à ce que vous mettiez la main sur un Raspberry Pi - ces choses sont incroyables. En plus d'être un ordinateur entièrement fonctionnel, ils ont également un ... Lire la suite .

Bien que nous couvrirons certaines des broches avec des utilisations spéciales dans cet article, vous pouvez utiliser toutes les broches sauf les broches d'alimentation et les broches 27 et 28 comme broches GPIO régulières.

PWM

PWM (modulation de largeur d'impulsion) est utilisé avec des composants tels que des moteurs, des servos et des LED en envoyant de courtes impulsions pour contrôler la quantité d'énergie qu'ils reçoivent. Nous l'avons utilisé avec un Arduino dans notre Tutoriel ultime sur les bandes de LED Guide ultime pour connecter des bandes lumineuses LED à ArduinoL'un des produits LED les plus courants est la bande LED. Dans cet article, nous verrons comment configurer les deux types les plus courants avec un Arduino. Lire la suite .

PWM est également possible sur le Pi. La broche 12 (GPIO 18) et la broche 35 (GPIO 35) sont compatibles PWM matériel, bien que le Pi soit également capable de fournir des logiciels PWM via des bibliothèques telles que pigpio.

Pour une introduction au code requis pour PWM, ce simple Tutoriel sur la luminosité des LED devrait vous aider à démarrer.

UART

Les broches 8 et 10 (GPIO 14 et 15) sont des broches UART, conçues pour communiquer avec le Pi à l'aide du port série. Il y a certaines situations où vous voudrez peut-être faire cela, mais pour la plupart des débutants se connectant à votre Pi sans tête via SSH Configuration de votre Raspberry Pi pour une utilisation sans tête avec SSHLe Raspberry Pi peut accepter les commandes SSH lorsqu'il est connecté à un réseau local (via Ethernet ou Wi-Fi), ce qui vous permet de le configurer facilement. Les avantages de la SSH vont au-delà du bouleversement du dépistage quotidien ... Lire la suite ou en utilisant un VNC Comment exécuter un bureau à distance sur Raspberry Pi avec VNCEt si vous avez besoin d'accéder au bureau du Raspberry Pi depuis votre PC ou ordinateur portable, sans avoir à brancher un clavier, une souris et un moniteur? C'est là que VNC entre en jeu. Lire la suite sera probablement plus facile.

Si vous êtes intéressé par une vue détaillée du fonctionnement des broches série, c'est une excellente introduction.

SPI

SPI (bus d'interface périphérique série) est une méthode de communication avec des appareils comme le lecteur RFID que nous avons utilisé dans notre DIY Smart Lock avec Arduino et RFID DIY Smart Lock avec Arduino et RFIDVoici comment construire un verrou intelligent RFID simple en utilisant un Arduino comme colonne vertébrale et quelques composants bon marché. Lire la suite projet.

Il permet aux appareils de communiquer de manière synchrone avec le Raspberry Pi, ce qui signifie que beaucoup plus de données peuvent passer entre les Maître et esclave dispositifs. Si vous avez déjà utilisé un petit écran tactile pour votre Pi, c'est ainsi qu'ils ont communiqué.

Il existe divers appareils et extensions HAT pour le Raspberry Pi qui utilisent SPI, et cela peut ouvrir vos projets à beaucoup plus de matériel que les broches GPIO ordinaires ne peuvent en supporter. Il nécessite cependant beaucoup de câblage pour le faire fonctionner. Il y a un aperçu détaillé de SPI sur le Site Web de la fondation Raspberry Pi.

Broches 19, 21, 23, 24, 25 et 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND et GPIO 26) sont utilisés pour se connecter à un périphérique SPI, et ils sont tous requis pour un fonctionnement fluide. Un bon moyen d'éviter tous les spaghettis est d'acheter une extension premade telle que la Sense HAT, qui s'adapte sur le dessus de votre carte et lui fournit une matrice LED et un large éventail de capteurs. C’est un favori depuis plusieurs années maintenant, et utilisé sur la Station spatiale internationale faire des expériences!

Le protocole SPI n'est pas activé en standard sur Raspbian, mais il peut être activé dans le fichier raspi-config, avec I2C.

I2C

I2C (Circuit Inter-Intégré) est similaire à SPI, mais est généralement considéré comme plus facile à configurer et à utiliser. Il communique de manière asynchrone et est capable de supporter autant de périphériques différents que nécessaire à condition qu'ils aient chacun des emplacements d'adresse uniques sur le bus I2C. En raison de ce système d'adressage, le Pi n'a besoin que de deux broches I2C: la broche 3 (GPIO 2) et la broche 5 (GPIO 3), ce qui le rend beaucoup plus simple à utiliser que SPI.

Le faible encombrement de l'I2C ouvre un large éventail de possibilités. Avec les broches GPIO standard, la configuration d'un écran LCD et de certains boutons occuperait presque toutes les broches, en utilisant un périphérique I2C tel que le Contrôleur LCD négatif Adafruit le ramène à seulement deux broches!

Sparkfun a un aperçu complet de SPI et I2C ainsi que des exemples pour vous aider à démarrer.

Les broches 27 et 28 (identifiées ID_SD et ID_SC) sont également I2C. Ils sont utilisés par le Pi pour les fonctions internes, ainsi que certaines cartes HAT. En règle générale, ne plaisante pas avec eux à moins vraiment Sais ce que tu fais!

Raspberry Pi: une broche GPIO pour tout!

Le Raspberry Pi est le couteau suisse de l'informatique moderne. Avec une énorme quantité de superbes utilisations quotidiennes, il ouvre également à tous la possibilité de créer leurs propres créations sympas.

Beaucoup Projets débutants Raspberry Pi Les 11 meilleurs projets Raspberry Pi pour les débutantsCes projets Raspberry Pi pour débutants sont parfaits pour démarrer avec les capacités de n'importe quel modèle Raspberry Pi. Lire la suite utilisez les protocoles abordés dans cet article, et une approche pratique est la meilleure façon d'apprendre. Continuez à bricoler et amusez-vous!