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

Added 2018-05-21

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Que sont les broches GPIO 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 en les utilisant.

Une note avant de commencer: Différentes révisions du Pi peuvent varier avec leurs épingles!  Avant de fixer quoi que ce soit à votre tableau, assurez-vous d’utiliser les corrects. Un moyen rapide de vérifier est de taper brochage  dans le terminal de votre Raspberry Pi, qui affichera un diagramme de votre configuration actuelle.

Les broches GPIO sont intégrées au circuit imprimé de l’ordinateur. Leur comportement peut être contrôlé par l'utilisateur pour lui permettre de lire les données des capteurs et de contrôler des composants tels que des voyants, des moteurs et des affichages. Les modèles plus anciens du Pi avaient 26 broches GPIO, tandis que les nouveaux modèles en ont tous 40. Ce tableau montre les tâches de chaque broche:

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

# 1 - Numérotation GPIO / BCM
GPIO.setmode (GPIO.BCM)

# 2 - Numérotation des tableaux
GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

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

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

Broches d'alimentation

Commençons par les broches d’alimentation. Le Raspberry Pi peut fournir une alimentation 5v (broches 2 et 4) et 3,3v (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’ya pas de réponse unique à la quantité de courant que les broches d’alimentation 5V peuvent consommer car elle dépend de l’alimentation que vous utilisez et des autres composants que vous avez connectés à votre Pi. Le Raspberry Pi 3 ne tire que 2,5 A de son alimentation et nécessite environ 750 mA pour le démarrage et le fonctionnement normal sans tête. Cela signifie que si vous utilisez une alimentation 2,5 A, les broches 5v peuvent fournir un courant total d’environ 1,7 A maximum. Malheureusement, cela varie selon les modèles de Pi, comme le montre ce tableau:

Pour la plupart des utilisateurs qui débutent avec le Pi, cela ne sera pas un problème, mais gardez-le à l'esprit car vous passez plus de temps avec les broches GPIO.

Les broches 3.3v sont un peu plus simples, avec les révisions récentes de Raspberry Pi (modèle B + et ultérieur) offrant jusqu'à 500mA  total, et les anciens modèles fournissant seulement 50mA . Notez que ce courant est également partagé par 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 épingles.

GPIO standard

Dans le tableau ci-dessus, en ignorant les broches d'alimentation, vous verrez que certaines sont marquées de couleurs différentes. Les broches vertes sont des broches GPIO standard. C’est ce que vous utiliserez pour la plupart des projets pour débutants. Ces broches sont capables d’un 3.3v sortie , aussi appelé réglage de la goupille HAUTE  dans du code. Quand une broche de sortie est FAIBLE  cela signifie qu'il fournit simplement 0v.

Ils sont également capables de prendre une contribution  jusqu'à 3,3 v, ce qui est indiqué par la broche HAUTE .

Ne fournissez pas les broches avec plus de 3.3v:  C'est un moyen rapide de faire frire votre Pi!

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

PWM

Le PWM est également possible sur le Pi. La broche 12 (GPIO 18) et la broche 35 (GPIO 35) sont compatibles avec le PWM matériel, bien que le Pi puisse également fournir un logiciel PWM via des bibliothèques telles que cochon .

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

UART

Si vous êtes intéressé par une vue détaillée du fonctionnement des broches série, c'est un bon début .

SPI

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

Il existe différents périphériques et chapeaux d’extension pour le Raspberry Pi qui utilisent SPI et peuvent ouvrir vos projets à beaucoup plus de matériel que ne le permettent les broches GPIO classiques. Cependant, il nécessite beaucoup de câblage pour le faire fonctionner. Il existe un aperçu détaillé de SPI sur le Site web de la fondation Raspberry Pi .

Épingles 19, 21, 23, 24, 25  et 26  (GPIO 10, 9, 11, 8, GND et GPIO 26) permettent de se connecter à un périphérique SPI et sont tous nécessaires au bon fonctionnement. Un bon moyen d’éviter tous les spaghettis est d’acheter une extension déjà réalisée, comme le SENS CHAPEAU , qui s'adapte sur votre carte et lui fournit une matrice de LED et un large éventail de capteurs. C’est un favori depuis plusieurs années maintenant, et a même été 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 peut prendre en charge autant de périphériques différents que nécessaire, à condition qu'ils aient chacun des adresses 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 d'I2C ouvre un vaste éventail de possibilités. Avec les broches GPIO standard, la configuration d’un écran LCD et de certains boutons prendrait presque toutes les broches, à l’aide d’un périphérique I2C tel que le Contrôleur LCD Adafruit Negative  le réduit à seulement deux broches!

Sparkfun avoir un aperçu complet de SPI et I2C  avec des exemples pour vous aider à démarrer.

Les broches 27 et 28 (marquées ID_SD et ID_SC) sont également I2C. Il est utilisé par le Pi pour les fonctions internes, ainsi que par certaines cartes HAT. En règle générale, ne jouez pas avec eux sauf si vous 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 super usage au jour le jour , il ouvre également la possibilité à chacun de réaliser ses propres créations.