Распиновка Raspberry Pi - нюансы и особенности

В Raspberry Pi встроен GPIO – интерфейс ввода/вывода, к которому можно подключать различные внешние устройства. Они, в свою очередь, могут работать как на ввод, так и на выход, то есть – принимать сигнал и отправлять его на "Малину" либо делать только что-то одно. Первое, что нужно знать человеку, желающему наладить взаимодействие одного или нескольких устройств с Raspberry Pi – распиновка.

Распиновка Raspberry Pi - нюансы и особенности 3141
Тэги

В Raspberry Pi встроен GPIO – интерфейс ввода/вывода, к которому можно подключать различные внешние устройства. Они, в свою очередь, могут работать как на ввод, так и на выход, то есть – принимать сигнал и отправлять его на "Малину" либо делать только что-то одно.

Первое, что нужно знать человеку, желающему наладить взаимодействие одного или нескольких устройств с Raspberry Pi – распиновка. Настоятельно рекомендуется загрузить к себе ее схему, чтобы впоследствии, когда возникнет необходимость, быстро узнать за что отвечает тот или иной пин.

Какие пины присутствуют на Raspberry Pi

У Raspberry распиновка включает в себя два ряда штырьков. Совокупное количество же пинов равняется 40, а значит в одном ряде их числов – 20.

В первую очередь человеку, который хочет подключить внешнее устройство, нужно знать, чем отличается каждый ряд. Первый (располагается слева) предназначается девайсам, для работы которых требуется напряжение в 3,3 Вольта. Второй (соответственно, размещается справа) – 5 Вольт. С этим не должно возникнуть вопросов.

Raspberry Pi распиновка

Следующее, что нужно знать о распиновке GPIO Raspberry Pi – назначение всех штырьков. Всего существует три типа пинов:

  • питающие (при включении подают электричество);
  • порты (выводящие и принимающие информацию);
  • заземляющие.

Если посмотреть на схему Raspberry Pi 3 (или другой модели), то можно увидеть, что пины подписаны. Power – это питающие, Ground (иногда пишется GND) – заземляющие, а BCM – непосредственно порты.

Типы портов по номерам

Теперь можно рассмотреть, какой PIN на Rapsberry Pi за что конкретно отвечает.

Первый ряд:

  • питающие (Power) – 1 и 17 штырек;
  • заземляющие (Ground или RND) – 9, 25 и 39;
  • порты (BCM) – все остальные.

Второй ряд (тот, который предназначен для 5-вольтных устройств) Raspberry распиновку имеет немного другую:

  • питающие являются смежными – 2, 4 пины;
  • заземляющие – 6, 14, 20, 30 и 34;
  • порты – все остальные.

Raspberry Pi 3 Model B GPIO Keywords

Как можно заметить, нумерация в "Малине" выполняется не сверху вниз по рядам, а по горизонтали. То есть: 1 – 3,3V, 2 – 5V, 3 – порт, 4 – 5V, 5 – порт, 6 – заземление, 7 – порт, 8 – первый порт для 5-вольтных устройств и т.д.

Существует два способа нумерации – по порядку и в соответствии с номерами, использующимися в чипе. Это обусловлено тем, что питающие и заземляющие не имеют своих номеров в формате BCM.

Выше указана нумерация по порядку, тогда как второй вариант обозначается буквами BCM. Именно номера BCM используются при написании программ, однако есть исключения. Например, WiringPi (библиотека для взаимодействия с GPIO) имеет собственную нумерацию. К примеру, 3-у порту, который процессор считает BCM 2, назначает номер WiringPi 8. При написании кода с применением WiringPi нужно ознакомиться с соответствующей схемой.

Следует отметить, что пины заземления могут использовать любые девайсы (и 3-х, и 5-и вольтный), так как не имеют каких-то отличительных особенностей – в каждом ряду они одинаковые.

Купить
Raspberry PI
Проверенный поставщик
MyRaspberri.ru рекоммендует

Что следует учитывать при работе с GPIO

Можно подключать любые устройства в Raspberry 2, 3 т.д. пины. Однако на GPIO есть специальные порты, которые применять не по назначению возможно, но не рекомендуется. К ним относятся BCM 0 и BCM 1, которые в схеме имеют номера 27 и 28 соответственно. Эти порты предназначены специально для поверхностного монтажа – HAT-устройств, которые, по сути, являются платами расширения.

Также тем, кто планирует работать с GPIO "Малины" рекомендуется следить за силой тока. Максимально через все пины может подаваться электричество в 50мА. При неправильном использовании такая сила может повредить не только внешнее устройство, но и вывести из строя процессор Raspberry.

Возможности пинов Raspberry

Теперь кратко нужно рассмотреть возможности пинов, присутствующих в "Малине". Первое, о чем следует рассказать  – о силе тока. Максимально на один 3-вольтовый пин может быть подано 16 миллиампер, тогда как суммарно на все, работающие под указанным напряжением – 50 миллиампер. На 5-вольтовые power-штырьки, в свою очередь, может быть суммарно подано до 500 миллиампер. Благодаря этому по GPIO возможно подключать в том числе клавиатуры, мыши и прочее оборудование.

Raspberry pi сила тока

Любой из пинов-портов может работать в двух режимах: INPUT (вход) и OUTPUT (выход). При этом все, кроме BCM14 и BCM15 по умолчанию сконфигурированы именно на вход, однако это легко можно поправить при написании кода.

Важно: если пин включен в режиме INPUT, то он автоматически переводит любую входящую информацию в цифровой вид. Это делается посредством триггера Шмитта. Здесь же следует отметить, что Raspberry Pi 3 пины вообще не способны принимать аналоговый сигнал. Чтобы в ней реализовать такую возможность, требуется использовать АЦП/ЦАП.

При помощи каких языков можно взаимодействовать с пинами

Это возможно сделать при помощи практически любого популярного ЯП:

  1. C или C++
  2. Basic 
  3. Python и т. д.

Об особенностях работы с GPIO можно узнать из различных материалов в Сети. Например, это возможно сделать на сайте elinux.org.

Как можно видеть, 40 pin Raspberry Pi освоить не очень трудно. Ее GPIO имеет очень простую структуру. Но чтобы не запутаться или не забыть назначение портов, и тем самым не спалить плату или внешний девайс, рекомендуется всегда держать при себе соответствующую схему. А если, в свою очередь, неудобно работать со встроенной GPIO, то можно приобрести плату-расширения. Используя ее, возможно свободно размещать внешние устройства, не беспокоясь, что контакты заденут один или несколько штырьков, расположенных по соседству.


Оставить комментарий