Une introduction aux pins de Raspberry Pi
Le terme «GPIO» (entrée polyvalente) n'est pas exclusif à Raspberry Pi. Des broches d'entrée et de sortie se trouvent sur la plupart des microcontrôleurs tels que l'Arduino, Beaglebone, etc.
Lorsque nous parlons de GPIO avec le Raspberry Pi, nous parlons du long bloc de broches situé dans le coin supérieur gauche du tableau. Les modèles plus anciens avaient 26 broches, mais la plupart d’entre nous utiliserons un modèle actuel avec 40.
Vous pouvez connecter des composants et d’autres périphériques matériels à ces broches et utiliser du code pour contrôler leurs tâches. C'est une partie importante du Raspberry Pi et un excellent moyen d'en apprendre davantage sur l'électronique.
Après quelques projets logiciels, vous vous retrouverez probablement en train d'essayer ces broches, désireux de mélanger votre code avec du matériel pour que les choses se passent dans la "vraie vie".
Ce processus peut être intimidant si vous êtes nouveau sur la scène et étant donné qu'un seul faux mouvement peut endommager votre Raspberry Pi, il est compréhensible que ce soit une zone nerveuse pour les débutants.
Cet article explique ce que fait chaque type de broche GPIO et leurs limites.
02 sur 09Le GPIO
Tout d'abord, jetons un coup d'œil à l'ensemble du GPIO. Les broches peuvent se ressembler mais elles ont toutes des fonctions différentes. L'image ci-dessus montre ces fonctions dans différentes couleurs que nous expliquerons dans les étapes suivantes.
Chaque broche est numérotée de 1 à 40 en commençant en bas à gauche. Il s’agit des numéros de broches physiques. Cependant, il existe également des conventions de numérotation / étiquetage, telles que «BCM», qui sont utilisées lors de l’écriture de code.
03 sur 09Puissance et terre
Surlignés en rouge, sont les broches d'alimentation étiquetées «3» ou «5» pour 3,3V ou 5V.
Ces broches vous permettent d’envoyer directement de l’alimentation à un périphérique sans avoir besoin de code. Il n'y a aucun moyen de les désactiver non plus.
Il y a 2 rails d'alimentation - 3,3 volts et 5 volts. Selon cet article, le rail 3,3 V est limité à une consommation de courant de 50 mA, alors que le rail 5 V peut fournir la capacité de courant restante de votre alimentation une fois que le Pi a pris ce dont il a besoin.
Marron surlignésont les broches de masse (GND). Ces broches correspondent exactement à ce qu’elles disent - des broches de terre - qui constituent un élément essentiel de tout projet électronique.
(Les broches GPIO 5V sont les numéros physiques 2 et 4. Les broches GPIO de 3,3 V sont les numéros physiques 1 et 17. Les broches GPIO au sol sont les numéros physiques 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 et 39)
04 de 09Broches d'entrée / sortie
Les broches vertes sont ce que j'appelle des broches d'entrée / sortie «génériques». Celles-ci peuvent être facilement utilisées comme entrées ou sorties sans aucun souci de conflit avec d'autres fonctions telles que I2C, SPI ou UART.
Ce sont les broches qui peuvent alimenter une LED, une sonnerie ou d’autres composants, ou être utilisées comme entrée pour lire des capteurs, des commutateurs ou d’autres périphériques d’entrée.
La puissance de sortie de ces broches est de 3,3V. Chaque broche ne doit pas dépasser 16 mA de courant, qu’elle soit en train de couler ou de s’approvisionner, et que l’ensemble des broches GPIO ne doit pas dépasser 50 mA à la fois. Cela peut être restrictif et vous devrez peut-être faire preuve de créativité dans certains projets.
(Les broches GPIO génériques sont les numéros physiques 7, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38 et 40)
05 de 09I2C Pins
En jaune, nous avons les broches I2C. I2C est un protocole de communication qui, en termes simples, permet aux périphériques de communiquer avec le Raspberry Pi. Ces broches peuvent également être utilisées en tant que broches GPIO «génériques».
Un très bon exemple d’utilisation de I2C est la très populaire puce d’extension de port MCP23017, qui peut vous fournir davantage de broches d’entrée / sortie via ce protocole I2C.
(Les broches I2C GPIO sont les broches physiques 3 et 5)
06 de 09UART (Serial) Pins
En gris, sont les broches UART. Ces broches constituent un autre protocole de communication offrant des connexions série et pouvant également être utilisées comme entrées / sorties GPIO «génériques».
Mon utilisation préférée pour UART est d'activer une connexion série de mon Pi à mon ordinateur portable via USB. Ceci peut être réalisé en utilisant des cartes d'extension ou de simples câbles et supprime le besoin d'un écran ou d'une connexion Internet pour accéder à votre Pi.
(Les broches UART GPIO sont les broches physiques 8 et 10)
07 de 09Broches SPI
En rose, nous avons les broches SPI. SPI est un bus d’interface qui envoie des données entre le Pi et d’autres périphériques / périphériques. Il est couramment utilisé pour le chaînage de périphériques tels qu'une matrice ou un écran à LED.
Comme d’autres, ces broches peuvent également être utilisées comme entrées / sorties GPIO «génériques».
(Les broches SPI GPIO sont les numéros de broches physiques 19, 21, 23, 24 et 26)
08 de 09Pins DNC
Enfin, deux broches bleues sont étiquetées DNC, ce qui signifie "Ne pas connecter". Cela pourrait changer à l'avenir si la Fondation Raspberry Pi modifiait les cartes / logiciels.
(Les broches GPIO de la DNC sont les broches physiques 27 et 28)
09 de 09Conventions de numérotation GPIO
Lors du codage avec le GPIO, vous avez le choix d'importer la bibliothèque GPIO de l'une des deux manières suivantes: BCM ou BOARD.
L'option que je préfère est GPIO BCM. Il s’agit de la convention de numérotation Broadcom et j’aperçois qu’elle est utilisée plus couramment dans les projets et les add-ons matériels.
La deuxième option est GPIO BOARD. Cette méthode utilise à la place les numéros de broche physiques, ce qui est pratique lors du comptage des broches, mais vous constaterez qu'elle est moins utilisée dans les exemples de projets.
Le mode GPIO est défini lors de l’importation de la bibliothèque GPIO:
Pour importer en tant que BCM:
importer RPi.GPIO en tant que GPIO GPIO.setmode (GPIO.BCM)
Pour importer en tant que BOARD:
importer RPi.GPIO en tant que GPIO GPIO.setmode (GPIO.BOARD)
Ces deux méthodes font exactement le même travail, c'est juste une question de préférence de numérotation.
J'utilise régulièrement des cartes d'étiquettes GPIO pratiques telles que le RasPiO Portsplus (illustré) pour vérifier les broches auxquelles je connecte les fils également. Un côté montre la convention de numérotation BCM, l'autre montre BOARD - vous êtes ainsi assuré pour tout projet trouvé.
