01 من 09
مقدمة لدبابيس راسبيري بي
لا يقتصر المصطلح "GPIO" (إخراج مدخلات الغرض العام) على Raspberry Pi. يمكن العثور على دبابيس الإدخال والإخراج في معظم وحدات التحكم الدقيقة مثل Arduino و Beaglebone وغيرها.
عندما نتحدث عن GPIO مع Raspberry Pi ، فإننا نشير إلى كتلة الدبابيس الطويلة في الزاوية العلوية اليسرى من اللوحة. تحتوي النماذج الأقدم على 26 دبابيسًا ، إلا أن معظمنا سيستخدم نموذجًا حاليًا بـ 40 دبابيس.
يمكنك توصيل المكونات والأجهزة الأخرى بهذه المسامير ، واستخدام الشفرات للتحكم في ما يفعلونه. إنه جزء مهم من Raspberry Pi وطريقة ممتازة للتعرف على الإلكترونيات.
بعد بضعة مشاريع برمجية ، من المحتمل أن تجد نفسك تجرّب هذه الدبابيس ، متلهفة لخلط رمزك مع الأجهزة لجعل الأمور تحدث في "الحياة الحقيقية".
هذه العملية يمكن أن تكون مخيفة إذا كنت جديدًا على المشهد ، ونظراً لأن خطوة خاطئة واحدة يمكن أن تدمر جهاز Raspberry Pi ، فمن المفهوم أنه منطقة عصبية يستكشفها المبتدئون.
تشرح هذه المقالة ما يفعله كل نوع من دبوس GPIO وقيودها.
02 من 09
و GPIO
أولا ، دعونا نلقي نظرة على GPIO ككل. قد تبدو الدبابيس متشابهة ولكن جميعها لها وظائف مختلفة. توضح الصورة أعلاه هذه الوظائف بألوان مختلفة والتي سنوضحها في الخطوات التالية.
يتم ترقيم كل دبوس من 1 إلى 40 بدءًا من أسفل اليسار. هذه هي أرقام الدبوس المادية ، ومع ذلك ، هناك أيضًا اصطلاحات ترقيم / وضع العلامات مثل "BCM" التي يتم استخدامها عند كتابة التعليمات البرمجية.
03 من 09
قوة الأرض
اللون الأحمر البارز ، هي مسامير الطاقة المسمى "3" أو "5" لـ 3.3 فولت أو 5 فولت.
تسمح لك هذه المسامير بإرسال الطاقة مباشرة إلى جهاز دون الحاجة إلى أي كود. لا توجد وسيلة لإيقاف هذه الأمور أيضًا.
هناك 2 قضبان كهربائية - 3.3 فولت و 5 فولت. وفقا لهذه المادة ، فإن السكك الحديدية 3.3V تقتصر على السحب الحالي 50mA ، في حين أن السكك الحديدية 5V يمكن أن توفر أي سعة متواجدة حاليا من مصدر الطاقة الخاص بك بعد أن تأخذ Pi ما تحتاج إليه.
البني البارز هي دبابيس الأرض (GND). هذه المسامير هي بالضبط ما يقولون - دبابيس الأرض - التي هي جزء حيوي من أي مشروع الالكترونيات.
(5V دبابيس GPIO هي أرقام فيزيائية 2 و 4. 3.3V دبابيس GPIO هي أرقام مادية 1 و 17. دبابيس GPIO الأرضية هي الأرقام المادية 6 و 9 و 14 و 20 و 25 و 30 و 34 و 39)
04 من 09
دبابيس الإدخال / الإخراج
دبابيس الخضراء هي ما أسميه دبابيس الإدخال / الإخراج "عام". يمكن استخدام هذه بسهولة كمدخلات أو مخرجات دون أي قلق حول حدوث تعارض مع وظائف أخرى مثل I2C أو SPI أو UART.
هذه هي المسامير التي يمكنها إرسال الطاقة إلى LED أو الجرس أو أي مكونات أخرى ، أو يمكن استخدامها كمدخل لقراءة المستشعرات أو المفاتيح أو جهاز الإدخال الآخر.
طاقة الإخراج من هذه المسامير هو 3.3V. يجب ألا يتجاوز كل دبوس 16 ميغا أمبير من التيار ، إما غرق أو مصادر ، ويجب ألا تتجاوز مجموعة دبابيس GPIO أكثر من 50 ميلي في وقت واحد. هذا يمكن أن يكون مقيدًا ، لذلك قد تضطر إلى الإبداع في بعض المشاريع.
(دبابيس Generic GPIO هي الأرقام المادية 7 و 11 و 12 و 13 و 15 و 16 و 18 و 22 و 29 و 31 و 32 و 33 و 35 و 36 و 37 و 38 و 40)
05 من 09
I2C Pins
باللون الأصفر ، لدينا دبابيس I2C. I2C هو بروتوكول اتصال يسمح بشكل بسيط للأجهزة بالاتصال مع Raspberry Pi. يمكن استخدام هذه الدبابيس كمسامات GPIO "عامة".
مثال جيد على استخدام I2C هو رقاقة الموسّعة MCP23017 المشهورة جداً ، والتي يمكن أن تعطيك المزيد من دبابيس الإدخال / الإخراج من خلال بروتوكول I2C هذا.
(دبابيس I2C GPIO هي أرقام رقم التعريف الشخصي المادية 3 و 5)
06 من 09
UART (المسلسل) دبابيس
باللون الرمادي ، هي دبابيس UART. هذه المسامير هي بروتوكول اتصال آخر يوفر اتصالات تسلسلية ، ويمكن أيضًا استخدامه كمدخلات / مخرجات GPIO "عامة" أيضًا.
استخدامي المفضل لـ UART هو تمكين اتصال تسلسلي من Pi إلى الكمبيوتر المحمول الخاص بي عبر USB. يمكن تحقيق ذلك باستخدام لوحات إضافية أو كابلات بسيطة ويزيل الحاجة لشاشة أو اتصال بالإنترنت للوصول إلى Pi الخاص بك.
(دبابيس UART GPIO هي أرقام التعريف المادية 8 و 10)
07 من 09
دبابيس SPI
باللون الوردي ، لدينا دبابيس SPI. SPI هو ناقل واجهة يرسل البيانات بين Pi والأجهزة / الأجهزة الطرفية الأخرى. وهي تُستخدم عادةً في تسلسل الأجهزة مثل مصفوفة LED أو شاشة العرض.
مثل الآخرين ، يمكن استخدام هذه الدبابيس كمدخلات / مخرجات GPIO "عامة" أيضًا.
(دبابيس SPI GPIO هي أرقام الدبوس المادية 19 و 21 و 23 و 24 و 26)
08 من 09
دبابيس DNC
وأخيرًا ، يوجد دبابيس باللون الأزرق يتم تصنيفهما حاليًا باسم DNC التي تعني "عدم الاتصال". قد يتغير هذا في المستقبل إذا قامت مؤسسة Raspberry Pi بتغيير لوحات / برامج.
(دبابيس DNC GPIO هي أرقام التعريف المادية 27 و 28)
09 من 09
اتفاقيات الترقيم GPIO
عند التشفير باستخدام GPIO ، يمكنك اختيار استيراد مكتبة GPIO بإحدى الطريقتين - BCM أو BOARD.
الخيار الذي أفضّله هو GPIO BCM. هذه هي اتفاقية ترقيم Broadcom واكتشفت أنها تستخدم بشكل أكثر شيوعًا عبر المشاريع والوظائف الإضافية للأجهزة.
الخيار الثاني هو GPIO BOARD. تستخدم هذه الطريقة أرقام الدبوس الفعلية بدلاً من ذلك ، والتي تكون مفيدة عند حساب الدبابيس ، ولكنك ستجد أنها تستخدم أقل في أمثلة المشروع.
يتم تعيين وضع GPIO عند استيراد مكتبة GPIO:
للإستيراد مثل BCM:
استيراد RPi.GPIO كـ GPIO GPIO.setmode (GPIO.BCM)لإدراج كـ BOARD:
استيراد RPi.GPIO كـ GPIO GPIO.setmode (GPIO.BOARD)كل من هذه الأساليب تفعل بالضبط نفس المهمة ، انها مجرد مسألة التفضيل الترقيم.
استخدم بانتظام لوحات التسمية GPIO المفيدة مثل RasPiO Portsplus (في الصورة) للتحقق من أي دبابيس أقوم بتوصيل الأسلاك أيضا. يُظهر أحد الجوانب اتفاقية ترقيم BCM ، بينما يعرض الآخر BOARD - بحيث يتم تغطيتك لأي مشروع تجده.