LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> Raspberry π VIII. - Úvod do GPIO

Ale Raspberry Pi toho dokáže ještě víc. Můžeme jej využít i jako zázemí pro nízkoúrovňovou práci s hardwarem, tedy s různými blikátky, hejblátky a tlačítky. A kdo ví, třeba bude Raspberry jednou mozkem nového pána tvorstva - Robota.

10.10.2012 21:00 | Petr Horáček | Články autora | přečteno 60135×

Určitě jste si na destičce Raspberry všimli dvou řad pinů, ty slouží k nízko úrovňové komunikaci s hardwarem. Můžeme pomocí nich například rozsvítit LEDku, spustit servo motor, zobrazit čísla na displayi a podobně. Hardwarová část (tedy “zbastlené” zařízení připojené na ony piny) je poté ovládána pomocí softwaru běžícím v Raspberry. V této části seriálu se vymaníme z čistě softwarových záležitostí a krátce nahlédneme do světa hardwaru ač velice jednoduchého (přesto bude nutné znát alespoň elementární základy elektroniky).

V dnešním díle si představíme funkce jednotlivých pinů, možnosti zapojování a možnosti programování.

GPIO

GPIO nebo General Purpose Input/Output jsou piny, tedy jakési vývody, které lze programovat pomocí softwaru. Do těchto pinů lze posílat elektrický signál nebo jej z nich naopak přijímat, tím lze ve finále pracovat s připojeným hardware na té nejnižší úrovní.

Na Raspberry je takových vývodů celkem 26. GPIO vývodů je zde standardně 8, krom nich se zde nachází i dva piny pro UART, dva pro I2C a šest pro SPI, ty však jdou také přenastavit pro GPIO využití. Nesmíme zapomenout ani na dva výstupy s napětím (3,3V a 5V) a zem.

Při používání jakéhokoliv pinu dávejte veliky pozor, jsou totiž připojeny bez ochrany přímo na čip (narozdíl třeba od Arduina) a ten zvládá napětí nanejvíš 3,3V. Nikdy tedy nezapojujte do pinů napětí 5V, v opačném případě by mohlo dojít ke zničení polovodičového srdce Raspberry. Tak dvakrát měř a jednou řež.

Značení pinů

Co nás nožná bude z počátku mást, je značení jednotlivých pinů, jiná jména jsou jim přiřazena z pohledu značení Raspberry, jiná z pohledu procesoru a jiná z pohledu knihovny RPi.GPIO, kterou si ještě v dnešním článku představíme.

Dále předkládám obrázek se značením pinů, které platí pro značení Raspberry.

A zde je tabulka pro převody mezi značeními:

Číslo pinu Raspberry Pi RPi.GPIO Čip
P1-01 3V3 1
P1-02 5V0 2
P1-03 SDA0 3 GPIO0
P1-04 DNC 4
P1-05 SCL0 5 GPIO1
P1-06 GND (zem) 6
P1-07 GPIO7 7 GPIO4
P1-08 TXD 8 GPIO14
P1-09 DNC 9
P1-10 RXD 10 GPIO15
P1-11 GPIO0 11 GPIO17
P1-12 GPIO1 12 GPIO18
P1-13 GPIO2 13 GPIO21
P1-14 DNC 14
P1-15 GPIO3 15 GPIO22
P1-16 GPIO4 16 GPIO23
P1-17 DNC 17
P1-18 GPIO5 18 GPIO24
P1-19 SPI_MOSI 19 GPIO10
P1-20 DNC 20
P1-21 SPI_MISO 21 GPIO9
P1-22 GPIO6 22 GPIO25
P1-23 SPI_SCLK 23 GPIO11
P1-24 SPI_CE0_N 24 GPIO8
P1-25 DNC 25
P1-26 SPIO_CE1_N 26 GPIO7

Hardware

Co budeme krom samotného Raspberry potřebovat? Vystačíme si s málem, v dalších dílech budu k bastlení používat nepájivou propojovací desku na zkoušení obvodů, propojení mezi deskou a počítačem pak budu řešit jednoduchými drátky z ribbon kabelu. Krom toho použijeme odpory, LEDky, spínače apod., to si ale upřesníme v jednotlivých dílech tohoto seriálu v seriálu.

Pokud ale budete chtít víc než tento primitivní (avšak pro náš účel dostačující) základ, můžete si koupit jednu z již hotových desek (či stavebnici) se spoustou součástek, k dispozici je třeba deska Getboard nabízející spoustu funkcí a dovedností.

Programování

Pro samotné programování jsem použil nejnovější verzi distribuce Raspbianu (z 18. září), v jeho nastavení je mimochodem vestavěná nová možnost - přetaktování, té jsem hned využil, a tak mi Raspberry běží s frekvencí celého gigahertze.

Aplikace pro ovládání GPIO můžeme psát v C, Javě, Pythonu, Perlu, Shellu a dalších jazycích, příklady skriptů si můžete prohlédnout na webu elinux.org. Já pro tento seriál zvolil Python, práce v něm je jednoduchá, kód je jaksi “malý” a navíc je programovačně-jazyčnou vlajkovou lodí Raspberry Pi. Pro editaci kódu budu používát vestavěné Python IDLE.

Pro práci s GPIO si doinstalujeme jednu malou pythonovskou knihovnu, díky které budeme moci k pinům přistupovat bez zbytečné námahy, rychle a krátce. Například rozsvícení LEDky se vejde na pouhé tři řádky kódu. Pro instalaci této knihovny vložte do terminálu (LXTerminalu) následující příkazy:

wget http://pypi.python.org/packages/source/R/RPi.GPIO/RPi.GPIO-0.1.0.tar.gz
tar zxf RPi.GPIO-0.1.0.tar.gz
cd RPi.GPIO-0.1.0
sudo python setup.py install

Po úspěšné instalaci by měl být počítač připraven ke GPIO programování, to si ale předvedeme až v dalším díle - sestavíme si obvod s LED, kterou rozblikáme pomocí Pythonu.

Závěr

A to je vše, doufám, že vás tento úvod do nízkoúrovňového programování hardwaru na Raspberry Pi zaujal.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

18.6.2018 0:43 /František Kučera
Červnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 21. 6. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát na téma: F-Droid, aneb svobodný software do vašeho mobilu. Kromě toho budou k vidění i vývojové desky HiFive1 se svobodným/otevřeným čipem RISC-V.
Přidat komentář

23.5.2018 20:55 /Ondřej Čečák
Od pátku 25.5. proběhne na Fakultě informačních technologií ČVUT v Praze openSUSE Conference. Můžete se těšit na spostu zajímavých přednášek, workshopů a také na Release Party nového openSUSE leap 15.0. V na stejném místě proběhne v sobotu 26.5. i seminář o bezpečnosti CryptoFest.
Přidat komentář

20.5.2018 17:45 /Redakce Linuxsoft.cz
Ve čtvrtek 31. května 2018 připravuje webový magazín BusinessIT ve spolupráci s Best Online Média s.r.o. pátý ročník odborné konference Firemní informační systémy 2018. Akce proběhne v kongresovém centru Vavruška (palác Charitas), Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00 hod. dopoledne do cca 15 hod. odpoledne. Konference je zaměřena na efektivní využití firemních informačních systémů a na to, jak plně využít jejich potenciál. Podrobnější informace na webových stránkách konfrence.
Přidat komentář

14.5.2018 7:28 /František Kučera
Květnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 17. 5. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát na téma: Audio – zvuk v GNU/Linuxu.
Přidat komentář

7.5.2018 16:20 /František Kučera
Na stránkách spolku OpenAlt vyšla fotoreportáž Pražské srazy 2017 dokumentující srazy za uplynulý rok. Květnový pražský sraz na téma audio se bude konat 17. 5. 2018 (místo a čas ještě upřesníme).
Přidat komentář

17.4.2018 0:46 /František Kučera
Dubnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 19. 4. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tématem tohoto srazu bude OpenStreetMap (OSM) aneb svobodné mapy.
Přidat komentář

16.3.2018 22:01 /František Kučera
Kulatý OpenAlt sraz v Praze oslavíme klasicky: u limonády a piva! Přijďte si posedět, dát si dobré jídlo a vybrat z mnoha piv do restaurace Kulový blesk, který najdete v centru Prahy nedaleko metra I. P. Pavlova na adrese Sokolská 13, Praha 2. Sraz se koná ve čtvrtek 22. března a začínáme v 18:00. Heslo: OpenAlt. Vezměte s sebou svoje hračky! Uvítáme, když si s sebou na sraz vezmete svoje oblíbené hračky. Jestli máte nějaký drobný projekt postavený na Arduinu, nějakou zajímavou elektronickou součástku, či třeba i pěkný úlovek z crowdfundingové akce, neváhejte. Oslníte ostatní a o zábavu bude postaráno.
Přidat komentář

13.2.2018 0:41 /František Kučera
Únorový pražský sraz OpenAltu se koná 15. 2. 2018 a tentokrát se vydáme na návštěvu do jednoho pražského datacentra. Sejdeme se v 17:50 v severovýchodní části nástupiště tramvajové zastávky Koh-I-Noor. Po exkurzi se přesuneme do restaurace U Pštrosa (Moskevská 49), kde probereme tradiční témata (svobodný software a hardware, DIY, CNC, SDR, 3D tisk…) a tentokrát bude k vidění i IoT brána od The Things Network.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

20.2.2018 15:57 / Jan Havel
Jak využíváte služby cloudu v podnikání?

16.1.2018 1:08 / Ivan Pittner
verejna ip od o2 ubuntu

15.1.2018 17:26 / Mira Harvalik
Re: Jak udělat HTML/Javascript swiping gallery do mobilu?

30.12.2017 20:16 / Michal Knoll
odmocnina

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2018) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze