Home-theater-designers
Raspberry Pi هو كمبيوتر رخيص وصغير الحجم قادر على القيام بمجموعة كبيرة من المهام ، بما في ذلك الألعاب الرجعية وكونه مركز وسائل الإعلام الرئيسية . يركز Pi أيضًا بشكل كبير على التعليم ، مع كل من Scratch و طبعة Minecraft Pi موجه نحو مساعدة الشباب على تعلم البرمجة ، ودبابيس GPIO ( إدخال / إخراج للأغراض العامة ) افتح عالمًا كاملاً من الاختراعات والترقيع الإلكتروني.
ما هي دبابيس Raspberry Pi GPIO؟
في هذه المقالة ، سنخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول دبابيس GPIO الخاصة بـ Pi: ما الذي يمكنهم فعله ، وكيفية استخدامها ، والأخطاء التي يجب تجنبها أثناء استخدامها.
ملاحظة قبل أن نبدأ: يمكن أن تختلف المراجعات المختلفة لـ Pi مع دبابيسها! قبل إرفاق أي شيء باللوحة الخاصة بك ، تأكد من أنك تستخدم اللوحات الصحيحة. طريقة سريعة للتحقق هي الكتابة pinout في محطة Raspberry Pi الخاصة بك ، والتي ستظهر رسمًا تخطيطيًا لإعدادك الحالي.
تم دمج دبابيس GPIO في لوحة دائرة الكمبيوتر. يمكن للمستخدم التحكم في سلوكهم للسماح لهم بقراءة البيانات من أجهزة الاستشعار ، والتحكم في المكونات مثل المصابيح والمحركات والشاشات. تحتوي الطرز الأقدم من Pi على 26 دبوس GPIO ، بينما تحتوي جميع الطرز الأحدث على 40 دبوسًا. يوضح هذا الرسم البياني ما يفعله كل دبوس:
في الرسم البياني المسمى أعلاه ، يمكنك أن ترى أن هناك أنواعًا مختلفة من دبابيس GPIO التي تخدم أغراضًا مختلفة. يمكنك العثور على نسخة تفاعلية من هذا الرسم البياني على pinout.xyz كما أنه يوضح أحد الأشياء المربكة الأولى التي سيتعين عليك التعامل معها. كل دبوس له رقمان متصلان به. إنه مجلس number (الأرقام الموجودة في الدائرة) وما لها مليار متر مكعب رقم (قناة Broadcom SOC). يمكنك اختيار أي اصطلاح لاستخدامه عند كتابة كود Python الخاص بك:
# 1 - GPIO/BCM Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# 2 - Board Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
يمكنك استخدام اتفاقية واحدة فقط في كل مشروع ، لذا اختر واحدة والتزم بها. لا يكون أي من الاتفاقيتين 'صحيحًا' ، لذا اختر أيهما أكثر منطقية بالنسبة لك. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن بعض الأجهزة الطرفية تعتمد على ترقيم GPIO / BCM.
بالنسبة لهذه المقالة ، سوف نلتزم مجلس الترقيم. إذن ماذا تفعل الدبابيس في الواقع؟
دبابيس الطاقة
لنبدأ مع دبابيس الطاقة. يمكن أن يوفر Raspberry Pi طاقة 5 فولت (دبابيس 2 و 4) و 3.3 فولت (دبابيس 1 و 17). كما يوفر ملف أرض (GND) للدوائر على الأطراف 6 و 9 و 14 و 20 و 25 و 30 و 34 و 39.
لسوء الحظ ، لا توجد إجابة واحدة لمقدار التيار الذي يمكن أن ترسمه دبابيس الطاقة 5 فولت لأنها تعتمد على مصدر الطاقة الذي تستخدمه والمكونات الأخرى التي قمت بتوصيلها بـ Pi الخاص بك. سوف يقوم Raspberry Pi 3 بسحب 2.5A فقط من مصدر الطاقة الخاص به ، ويتطلب حوالي 750mA للتمهيد والتشغيل العادي بدون رأس. هذا يعني أنه إذا كنت تستخدم مصدر طاقة 2.5 أمبير ، يمكن أن توفر دبابيس 5 فولت تيارًا إجماليًا يبلغ حوالي 1.7 أمبير كحد أقصى. بشكل مزعج ، هذا يختلف بين نماذج Pi ومع ذلك ، كما يوضح هذا الجدول:
حقوق الصورة: raspberrypi.org
بالنسبة لمعظم المستخدمين الذين بدأوا للتو استخدام Pi ، لن تكون هذه مشكلة ، ولكنها شيء يجب أن تضعه في الاعتبار عندما تقضي المزيد من الوقت مع دبابيس GPIO.
تعتبر دبابيس 3.3 فولت أبسط إلى حد ما ، حيث توفر مراجعات Raspberry Pi الأخيرة (الطراز B + وما بعده) ما يصل إلى 500 مللي أمبير إجمالي ، والنماذج الأقدم تقدم فقط 50 مللي أمبير . لاحظ أن هذا التيار مشترك في جميع دبابيس GPIO الأخرى أيضًا!
لذلك يمكن أن توفر هذه المسامير الطاقة لمكوناتك ، لكن هذا كل ما تفعله. الأشياء الممتعة الحقيقية تأتي من بقية الدبابيس.
معيار GPIO
على الرسم البياني أعلاه ، مع تجاهل دبابيس الطاقة ، سترى أن بعضها مميز بألوان مختلفة. الدبابيس الخضراء هي دبابيس GPIO قياسية ، وهذه هي ما ستستخدمه لمعظم المشاريع المبتدئة. هذه المسامير قادرة على 3.3 فولت انتاج ، يشار إليه أيضًا باسم ضبط الدبوس عالي في الكود. عندما يكون دبوس الإخراج قليل هذا يعني أنه يوفر ببساطة 0v.
كيفية نقل الملفات بين حسابات جوجل درايف
هم أيضا قادرون على أخذ إدخال تصل إلى 3.3 فولت ، والتي يقرأها الدبوس كـ عالي .
لا تزود الدبابيس بأكثر من 3.3 فولت: هذه طريقة سريعة لقلي Pi الخاص بك!
للحصول على دليل رائع لبدء استخدام دبابيس GPIO في مشروع بسيط ، جرب Getting Started with Raspberry Pi GPIO project.
بينما سنغطي بعض المسامير ذات الاستخدامات الخاصة في هذه المقالة ، يمكنك استخدام أي دبابيس باستثناء دبابيس الطاقة ، والمسامير 27 و 28 كدبابيس GPIO العادية.
PWM
PWM (تعديل عرض النبض) يستخدم مع مكونات مثل المحركات وأجهزة السيرفو ومصابيح LED عن طريق إرسال نبضات قصيرة للتحكم في مقدار الطاقة التي يتلقونها. استخدمناها مع Arduino في منطقتنا الدليل الشامل لبرنامج تعليمي لشرائط LED .
PWM ممكن أيضًا على Pi. يعتبر Pin 12 (GPIO 18) و pin 35 (GPIO 35) قادرًا على استخدام PWM للأجهزة ، على الرغم من أن Pi قادر أيضًا على توفير برنامج PWM من خلال مكتبات مثل الرخيص .
للحصول على مقدمة إلى الكود المطلوب لـ PWM ، هذا بسيط برنامج تعليمي لسطوع LED يجب أن تساعدك على المضي قدمًا.
UART
الدبابيس 8 و 10 (GPIO 14 و 15) عبارة عن دبابيس UART ، مصممة للتواصل مع Pi باستخدام المنفذ التسلسلي. هناك مواقف معينة قد ترغب فيها في القيام بذلك ، ولكن بالنسبة لمعظم المبتدئين الذين يتصلون بـ Pi الخاص بك بلا رأس عبر SSH أو باستخدام VNC ربما يكون أسهل.
إذا كنت مهتمًا بعرض تفصيلي لكيفية عمل الدبابيس التسلسلية ، هذا هو عظيم التمهيدي .
SPI
SPI (ناقل الواجهة المحيطية التسلسلي) هي طريقة للتواصل مع أجهزة مثل قارئ RFID الذي استخدمناه في مشروع DIY Smart Lock مع Arduino و RFID.
يسمح للأجهزة بالاتصال بـ Raspberry Pi بشكل متزامن ، مما يعني أن المزيد من البيانات يمكن أن تمر بين رئيسي - سيد و شريحة الأجهزة. إذا سبق لك استخدام ملف شاشة صغيرة تعمل باللمس من أجل Pi الخاص بك ، هذه هي الطريقة التي يتواصلون بها.
حقوق الصورة: Gareth Halfacree / flickr.com
هناك العديد من الأجهزة والقبعات الإضافية لـ Raspberry Pi التي تستخدم SPI ، ويمكن أن تفتح مشروعاتك على أجهزة أكثر بكثير مما يمكن أن تتحمله دبابيس GPIO العادية. ومع ذلك ، فإنه يتطلب الكثير من الأسلاك لتشغيله. هناك نظرة عامة متعمقة على SPI على موقع مؤسسة Raspberry Pi .
دبابيس 19 ، 21 ، 23 ، 24 ، 25 و 26 (GPIO 10 و 9 و 11 و 8 و GND و GPIO 26) تُستخدم للاتصال بجهاز SPI ، وكلها مطلوبة للتشغيل السلس. هناك طريقة جيدة لتجنب كل أنواع السباغيتي وهي شراء ملحق معدة مسبقًا مثل الشعور HAT ، والتي تلائم الجزء العلوي من اللوحة الخاصة بك وتوفر لها مصفوفة LED ومجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار. لقد كانت المفضلة منذ عدة سنوات حتى الآن المستخدمة في محطة الفضاء الدولية للقيام ببعض التجارب!
لم يتم تمكين بروتوكول SPI كمعيار قياسي في Raspbian ، ولكن يمكن تمكينه في ملف تكوين raspi ، إلى جانب I2C.
I2C
I2C (الدائرة المتكاملة) يشبه SPI ، ولكنه يعتبر بشكل عام أسهل في الإعداد والاستخدام. إنه يتصل بشكل غير متزامن ، وهو قادر على الحفاظ على العديد من الأجهزة المختلفة حسب الحاجة بشرط أن يكون لكل منها أماكن عناوين فريدة على ناقل I2C. نظرًا لنظام العنونة هذا ، يحتاج Pi فقط إلى دبابيس I2C - الدبوس 3 (GPIO 2) والدبوس 5 (GPIO 3) ، مما يجعل استخدامه أسهل بكثير من SPI.
تفتح المساحة الصغيرة لـ I2C مجموعة كبيرة من الاحتمالات. باستخدام دبابيس GPIO القياسية ، قد يستغرق إعداد شاشة LCD وبعض الأزرار كل دبوس تقريبًا ، باستخدام جهاز I2C مثل جهاز تحكم LCD السلبي Adafruit ينزلها إلى دبابيس فقط!
Sparkfun لديها المتهدمة الكاملة لـ SPI و I2C مع أمثلة لتبدأ بها.
الدبابيس 27 و 28 (التي تحمل علامة ID_SD و ID_SC) هي أيضًا I2C. يتم استخدامها بواسطة Pi للوظائف الداخلية ، وكذلك بعض لوحات HAT. كقاعدة عامة ، لا تعبث معهم إلا أنت هل حقا تعرف ما تقومون به!
Raspberry Pi: دبوس GPIO لكل شيء!
Raspberry Pi هو سكين الجيش السويسري للحوسبة الحديثة. جنبا إلى جنب مع كمية ضخمة من رهيبة الاستخدامات اليومية ، فإنه يفتح أيضًا لأي شخص إمكانية صنع إبداعاته الرائعة.
عديدة مشاريع Raspberry Pi للمبتدئين استخدم البروتوكولات التي تمت مناقشتها في هذه المقالة ، والنهج العملي هو أفضل طريقة للتعلم. استمر في الترقيع واستمتع بوقتك!
يشارك يشارك سقسقة بريد الالكتروني إليك سبب إصدار مكتب التحقيقات الفيدرالي (FBI) تحذيرًا بشأن Hive Ransomwareأصدر مكتب التحقيقات الفيدرالي (FBI) تحذيرًا بشأن سلالة سيئة للغاية من برامج الفدية الضارة. إليك سبب حاجتك إلى توخي الحذر بشكل خاص من Hive ransomware.
اقرأ التالي مواضيع ذات صلة- افعلها بنفسك
- فطيرة التوت
- GPIO
إيان باكلي صحفي مستقل وموسيقي وفنان ومنتج فيديو يعيش في برلين بألمانيا. عندما لا يكتب أو على خشبة المسرح ، فإنه يعبث بإلكترونيات أو رموز DIY على أمل أن يصبح عالمًا مجنونًا.
المزيد من Ian Buckleyاشترك في نشرتنا الإخبارية
انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!
انقر هنا للاشتراك