Erste Schritte mit GPIO Auf einem Raspberry Pi

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Wenn Sie der Meinung waren, dass der Arduino cool war, warten Sie einfach, bis Sie einen in die Hände bekommen Himbeer-Pi Raspberry Pi: Das inoffizielle TutorialEgal, ob Sie ein aktueller Pi-Besitzer sind, der mehr erfahren möchte, oder ein potenzieller Besitzer dieses Geräts in Kreditkartengröße, dies ist kein Leitfaden, den Sie verpassen sollten. Weiterlesen - Diese Dinge sind erstaunlich. Sie sind nicht nur ein voll funktionsfähiger Computer, sondern bieten auch eine Auswahl an Allzweck-Ein- / Ausgang Stifte. Genau wie bei einem Arduino können wir damit Elektronikprojekte erstellen - und der Einstieg ist überraschend einfach.

Heute werden wir ein Relais anschließen und damit eine LED einschalten, aber Sie können genauso gut eine Lampe einschalten.

Diese Einführung dient als erster Teil eines größeren Hausautomationsprojekts. Christian hat bereits den Grundstein gelegt Erste Schritte mit einem Pi Raspberry Pi: Das inoffizielle TutorialEgal, ob Sie ein aktueller Pi-Besitzer sind, der mehr erfahren möchte, oder ein potenzieller Besitzer dieses Geräts in Kreditkartengröße, dies ist kein Leitfaden, den Sie verpassen sollten.

Weiterlesen Daher werde ich hier nicht die ersten Schritte zum Herunterladen eines Betriebssystems oder zum Einstecken der SD-Karte wiederholen. Ich gehe davon aus, dass Sie eine haben funktionierendes Raspian-System bereits eingerichtet.

Warnung: Obwohl ein Raspberry Pi kann ähnlich wie bei einem Arduino verwendet werden, ist etwas mehr Sorgfalt erforderlich. Die Pins des Pi arbeiten bei 3.3v, während der Arduino verwendet 5v. Während es möglich ist, einen Arduino zu brechen, ist es viel einfacher, einen Pi zu brechen, da die Pins direkt mit dem Onboard-Chip verbunden sind.

Seien Sie daher sehr vorsichtig, wenn Sie versuchen, Arduino-Projekte auf Ihrem Pi zu replizieren - folgen Sie entweder einem Pi-spezifischen Tutorial oder stellen Sie sicher, dass Sie ein gutes Verständnis der grundlegenden Elektronik haben.

Bedarf:

• NPN-Transistor wie P2N2222A
• 1k Widerstand
• Relais; Ich verwende ein 4-Relais-5-V-Modul mit integrierter zusätzlicher Schutzschaltung (daher sind keine zusätzlichen Dioden erforderlich
• LED und 220 Ohm Widerstand zum Testen
• Breakout-Kabel

Breakout-Kabel („Cobbler Kit“)

Die GPIO-Pins befinden sich an der Seite des Pi neben der Cinch-Videoausgangsbuchse.

Obwohl Sie einige weibliche Überbrückungskabel technisch direkt an diese anschließen könnten, sind sie nicht in nützlicher Weise gekennzeichnet, und es ist daher wahrscheinlicher, dass Sie etwas beschädigen. Holen Sie sich stattdessen ein Breakout-Kabel wie tsein von Adafruitoder einer der vielen günstigeren Klone bei eBay. Möglicherweise müssen Sie dies löten, da es in Kit-Form geliefert wird.

Obwohl die Platinenseite eine Kerbe aufweist, um die korrekte Kabelplatzierung anzuzeigen, ist dies bei der Pi-Seite nicht der Fall. Stellen Sie sicher, dass die 3V- und 5V-Stifte in der hinteren Ecke des Pi mit den entsprechenden Stiften auf der Platine übereinstimmen. Wenn Sie ein Gehäuse gekauft haben, in dem der GPIO-Header nicht angezeigt wird, müssen Sie natürlich mit nacktem Pi laufen oder ein Loch schneiden.

Alternativ können Sie eine Vollplatine erhalten, die auf Ihrem Pi angebracht ist und normalerweise eine Auswahl nützlicher Komponenten enthält.

Grundschaltung

Richten Sie die Schaltung wie unten beschrieben ein. Ich habe die Relaisschaltung weggelassen, da dies variieren wird. Verwenden Sie die NEIN (normalerweise geschlossen) und COM Klemmen Ihres Relais für Ihre LED oder ein anderes Gerät.

Verwenden Sie Pin 4 vom Raspberry Pi. Auf meinem Breakout-Board ist es mit + GPCLK0 gekennzeichnet. Unabhängig davon ist es der vierte Pin, der von 3V3 zählt.

Befehlszeilentest

In den folgenden Beispielen gehe ich davon aus, dass Sie über SSH oder auf andere Weise als Root angemeldet sind. Wenn nicht, müssen Sie einigen Befehlen sudo voranstellen, um erhöhte Berechtigungen zu erhalten.

Zuerst müssen wir installieren WiringPi.

git clone git: //git.drogon.net/wiringPi cd wiringPi ./build

Unter der Annahme, dass alles gut gegangen ist, sollten wir nun in der Lage sein, das GPIO direkt über die Befehlszeile wie folgt zu steuern:

gpio -g mode 4 out. gpio -g schreibe 4 1

Der erste Befehl ähnelt der Setup-Funktion des Arduino, bei der wir dem Pi mitteilen, dass er Pin 4 als Ausgang verwendet. Der nächste Befehl schreibt einen Wert von 1 in den Pin, der den Transistor auslösen, das Relais aktivieren, den Stromkreis für die LED schließen und einschalten soll.

Genial. Wenn dies nicht der Fall ist, gehen Sie zurück und überprüfen Sie Ihre Verkabelung. Klickt das Relais?

Python

Obwohl Python nicht die einzige Möglichkeit ist, mit den GPIO-Pins zu kommunizieren, wird es im Allgemeinen als die einfachste und in bestehenden Projekten am häufigsten verwendete angesehen. Im Gegensatz zu C ist Python relativ einfach zu erlernen (hier ist 5 Seiten, um Python zu lernen Die 5 besten Websites zum Erlernen der Python-ProgrammierungMöchten Sie Python-Programmierung lernen? Hier sind die besten Möglichkeiten, Python online zu lernen, von denen viele völlig kostenlos sind. Weiterlesen ).

Beginnen Sie mit der Installation der folgenden Python-Erweiterungen:

apt-get install python-dev apt-get install python-rpi.gpio

Erstellen Sie jetzt eine neue Datei mit dem Namen test.py. Wenn Sie eine Befehlszeile verwenden, geben Sie ein

nano test.py.

Fügen Sie Folgendes ein oder geben Sie es ein (auch am dieser Pastebin):

RPi importieren. GPIO als GPIO. Importzeit. GPIO.setmode (GPIO.BCM) GPIO.setup (4, GPIO.OUT) für x im Bereich (0,10): time.sleep (5) GPIO.output (4,1) time.sleep (5) GPIO.output (4,0)

Dies ist ein sehr einfaches Python-Skript, das die LED (oder was auch immer Sie an Ihr Relais angeschlossen haben) für 5 Sekunden ein- und dann für 5 Sekunden ausschaltet. 10 mal. Sie sollten in der Lage sein, den größten Teil des Codes zu verstehen. Das GPIO.setmode Die Zeile wird einfach verwendet, um das Pin-Nummerierungsschema anzugeben, das wir verwenden werden.

Das ist es! Geben Sie Folgendes ein, um den Code auszuführen:

python test.py

Nächste Woche werden wir das Setup ein wenig ausarbeiten und einige aufregende Dinge tun, wie das Hinzufügen von Sprachsteuerung. Wenn Sie dem Relaiskreis elektrische Hochspannungselemente hinzufügen möchten, sollten Sie sicherstellen, dass Sie ein Relais mit geeigneter Nennleistung verwenden auf dem stromführenden Drahtund stellen Sie sicher, dass Sie alles so einschließen, dass es nicht in der Nähe der neugierigen Finger von Babys oder Müttern liegt. Aber im Ernst, sicher sein.

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