Tutorial de Python do Raspberry Pi GPIO - Todas as etapas

Os pinos GPIO são uma característica primária de todos os tipos de microcontroladores Raspberry Pi. Sua contribuição é especialmente significativa na expansão da funcionalidade do computador de placa única (SBC). Vamos explorar os pinos do Pi GPIO detalhadamente enquanto também mostramos como programá-los com a linguagem Python neste tutorial do Raspberry Pi GPIO.

O que é GPIO e como funciona?

Figura 1:pinos GPIO

A saída de entrada de uso geral (GPIO) representa a interface comum em microcontroladores e SBCs Raspberry Pi. Eles são os terminais de pinos de entrada e saída do Raspberry Pi zero e outros módulos Raspberry.

Assim, é através desses pinos que podemos conectar componentes eletrônicos como transmissores infravermelhos e motores. Além disso, as linhas de furos em qualquer versão do Raspbian são úteis para receber dados de componentes físicos externos. Estes incluem interruptores e módulos de sensores.

Primeiro, você deve configurar o hardware corretamente para garantir que os pinos funcionem conforme necessário. Em seguida, você também precisa fazer configurações de software para qualquer tipo de modelo Pi para facilitar o funcionamento dos pinos.

Explicando a pinagem GPIO do Raspberry Pi

Figura 2:um microcontrolador Raspberry Pi

Para Raspberry Pi B+, Raspberry Pi Zero ou qualquer microcontrolador com Raspberry Pi OS, você encontrará um cabeçalho de 40 pinos.

No entanto, a computação física das versões anteriores do Raspberry Pi era diferente. Por exemplo, o Raspberry Pi Model B apresentava 26 pinos.

Digno de nota, todos os 40 pinos GPIO no sistema operacional do Raspberry Pi têm suas respectivas funções. Assim, durante sua configuração inicial, é imperativo acertar as funções.

Aqui está uma elucidação detalhada dos diferentes modos de pinos.

Como programar pinos GPIO do Raspberry Pi com Python?

Figura 3:ilustrando o conceito de codificação Python

Nosso tutorial de GPIO agora explorará como controlar componentes de hardware por meio de software executado no Pi por meio dos pinos GPIO.

Configuração de hardware

De preferência, um Pi Wedge é o kit de fuga necessário para configurar o hardware para este Tutorial Pi GPIO. No entanto, se ausente, os fios jumper macho-fêmea serão úteis para ajudá-lo a fazer as conexões com os companheiros da placa de ensaio disponíveis.

Você também precisará dos seguintes componentes:

•  Breadboard  e  Trilhos da placa de ensaio
• Fio jumper macho e fios jumper fêmea
• Resistor pull-up (pull-up interno) e resistor pull-down 
• Um resistor de 330 ohms
• Luz infravermelha passiva ou LED

Biblioteca da API Python Gpiozero

Você precisará dessa biblioteca para controlar os pinos de entrada e saída do Raspberry Pi em python. Você não precisa visitar o diretório Python-Projects para entender como ele funciona, pois a maioria dos componentes Pi são definidos na biblioteca.

Como configurar a API Python (RPi.GPIO)

Figura 4:conceito de linguagem Python

Se você optar pelo sistema operacional Raspbian, não precisará baixar a biblioteca Python GPIO, pois ela já está disponível por padrão. No entanto, se você não estiver na opção Raspbian, deverá usar comandos específicos para instalá-lo em outras linguagens de programação.

Depois de instalar o sistema operacional Raspbian, importe-o executando o caminho de importação do Gpiozero Import. O tempo de importação não é longo e, assim que terminar, você pode prosseguir para a próxima etapa.

Nota:Seu OP não precisa necessariamente estar na opção Raspbian para instalar o python. O sistema operacional Raspbian oferece um caminho direto para configurar a biblioteca Python.

Configuração do Python

Primeiramente, você precisará de um módulo RPi.GPIO para este projeto legal. Como destacado anteriormente, com a API Python (RPi.GPIO), você não precisa baixar nenhum arquivo para ativar o funcionamento dos pinos GPIO.

Etapas de configuração

Primeiro, execute a instrução abaixo:

Em seguida, você deve selecionar o sistema de numeração de pinos ideal que pretende usar neste projeto legal. Você pode escolher qualquer um dos seguintes esquemas de numeração:

• PINs específicos do chip Broadcom (modo BCM).
• Esquema de numeração da placa

Em seguida, configure um Modo Pin. A execução do comando abaixo facilitará o processo de configuração do modo pin.

Projetos GPIO do Raspberry Pi

Figura 5:Raspberry Pi

Agora que você conhece as configurações de hardware e software, com uma ferramenta Raspi-Config, você pode fazer qualquer um dos seguintes projetos interessantes. Tudo que você precisa é entender o tutorial Pi GPIO destacado acima, e você está pronto para ir em vários projetos de computação física.

Possíveis projetos do Tutorial Pi GPIO:

• Sensores de movimento infravermelho/detectores de eventos de movimento do Raspberry Pi
• Alarme do detector de movimento Raspberry Pi
• Projetos do Raspberry Pi Imager

Conclusão

Isso é tudo sobre a configuração de pinos de cabeçalho GPIO com vários componentes externos e conexões para várias entradas. As linhas de cabeçalho de pinos (pinos GPIO) tornam o Raspberry Pi zero um dispositivo de computação incrível. Para mais informações sobre esta ferramenta essencial, entre em contato conosco a qualquer momento.