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 57605×

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

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

15.4.2017 15:20 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě IoT a radiokomunikace? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve středu 19. dubna od 18:30 v Šenkovně (Sokolská 60, Praha 2).
Přidat komentář

5.3.2017 19:12 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 23. března proběhne v Praze konferenci na téma Cloud computing v praxi. Hlavními tématy jsou: Nejžhavější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, Moderní cloudové služby, Infrastruktura současných cloudů, Efektivní využití cloudu, Nástrahy cloudových řešení a jak se jim vyhnout.
Přidat komentář

27.2.2017 22:12 /František Kučera
Pozvánka na 137. sraz OpenAlt – Praha: Tentokrát jsme si pro vás připravili neobvyklou akci. Ve středu 1.3. v 17:30 nás přivítá sdružení CZ.NIC ve svých prostorách v Milešovské ulici číslo 5 na Praze 3, kde si pro nás připravili krátkou prezentaci jejich činnosti. Následně navštívíme jejich datacentrum pod Žižkovskou věží. Provedou nás prostory, které jsou běžnému smrtelníkovi nedostupné!
Po ukončení prohlídky se všchni odebereme do hostince U vodoucha, Jagelonská 21, Praha 3 pochutnat si na některém z vybraných piv či dát si něco na zub. Rezervaci máme od 19:30, heslo je OpenAlt.
Ale pozor! Do prostor datového centra máme omezený přístup, dostane se tam pouze 10 lidí! Takže kdo přijde dříve, ten má přednost, a občanky s sebou! Kdo nebude chtít na prohlídku datového centra, může se pomalu přesunout do hostince U vodoucha a u nepřeberné nabídky piv počkat na ostatní.
Přidat komentář

18.1.2017 0:49 /František Kučera
Členové a příznivci spolku OpenAlt se pravidelně schází v Praze a Brně. Fotky z pražských srazů za uplynulý rok si můžete prohlédnout na stránkách spolku. Příští sraz se koná už 19. ledna – tentokrát je tématem ergonomie ovládání počítače – tzn. klávesnice, myši a další zařízení. Také budete mít příležitost si prohlédnout pražský hackerspace Brmlab.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

1.8.2017 7:32 / Cassidy
structural consultants

30.7.2017 11:12 / Jaromir Obr
Národní znaky

27.7.2017 12:24 / Jaromir Obr
Cteni/zapis

26.7.2017 21:12 / Jaromir Obr
Podminka

15.6.2017 9:34 / Ondřej Havlas
php,

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze