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 60964×

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

4.10.2018 21:30 /Ondřej Čečák
LinuxDays 2018 již tento víkend, registrace je otevřená.
Přidat komentář

18.9.2018 23:30 /František Kučera
Zářijový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 20. 9. 2018 od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Tentokrát bez oficiální přednášky, ale zato s dobrým jídlem a pivem – volná diskuse na téma IoT, CNC, svobodný software, hardware a další hračky.
Přidat komentář

9.9.2018 14:15 /Redakce Linuxsoft.cz
20.9.2018 proběhne v pražském Kongresovém centru Vavruška konference Mobilní řešení pro business. Návštěvníci si vyslechnou mimo jiné přednášky na témata: Nejdůležitější aktuální trendy v oblasti mobilních technologií, správa a zabezpečení mobilních zařízení ve firmách, jak mobilně přistupovat k informačnímu systému firmy, kdy se vyplatí používat odolná mobilní zařízení nebo jak zabezpečit mobilní komunikaci.
Přidat komentář

12.8.2018 16:58 /František Kučera
Srpnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná ve čtvrtek – 16. 8. 2018 od 19:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát jsou tématem srazu databáze prezentaci svého projektu si pro nás připravil Standa Dzik. Dále bude prostor, abychom probrali nápady na využití IoT a sítě The Things Network, případně další témata.
Přidat komentář

16.7.2018 1:05 /František Kučera
Červencový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 19. 7. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát bude přednáška na téma: automatizační nástroj Ansible, kterou si připravil Martin Vicián.
Přidat komentář

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

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

5.10.2018 17:12 / Jakub Kuljovsky
Re: Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:04 / Jan Ober
Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:00 / Jan Ober
Re: Gimp

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

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

Více ...

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