Работа с GPIO

GPIO (General-Purpose Input/Output) – это тип пинов на Raspberry Pi, напряжение на которых можно программно подавать и измерять. Также на некоторых пинах реализован аппаратный ШИМ (PWM). Интерфейс GPIO может быть использован для управления различной периферией: светодиодами, электромагнитами, электромоторами, сервоприводами и т. д.

Используйте распиновку, чтобы понять, какие из пинов на Raspberry Pi поддерживают GPIO и ШИМ.

Для того, чтобы не создавалось конфликтов при использовании портов GPIO в образе закрыт доступ для портов 0, 1, 2, 3, 14, 15, на которые выведены интерфейсы подключения I2C и UART.

Для работы с GPIO на образе для RPi предустановлена библиотека pigpio. Чтобы взаимодействовать с этой библиотекой, запустите соответствующий демон:

sudo systemctl start pigpiod.service

Для включение автозапуска демона pigpiod используйте команду:

sudo systemctl enable pigpiod.service

При одновременном использовании pigpiod и LED-ленты возможны конфликты. Для подключения ленты используйте пин GPIO21. На версиях образа ниже 0.17 измените в файле /lib/systemd/system/pigpiod.service строку запуска сервиса на ExecStart=/usr/bin/pigpiod -l -t 0 -x 0x0FFF3FF0.

Пример работы с библиотекой:

import time
import pigpio

# инициализируем подключение к pigpiod
pi = pigpio.pi()

# устанавливаем режим 11 пина на вывод
pi.set_mode(11, pigpio.OUTPUT)

# включаем сигнал на 11 пине
pi.write(11, 1)

time.sleep(2)

# отключаем сигнал на 11 пине
pi.write(11, 0)

# ...

# устанавливаем режим 12 пина на ввод
pi.set_mode(12, pigpio.INPUT)

# считываем состояние 12 пина
level = pi.read(12)

Для определения номера пина используйте распиновку Raspberry Pi.

Подключение сервоприводов

Большинство сервоприводов управляются с помощью ШИМ-сигнала, причем крайним положениям привода соответствуют сигналы шириной приблизительно 1000 и 2000 мкс. Значения для конкретного сервопривода могут быть определены экспериментально.

Подключите сигнальный провод сервопривода к одному из GPIO-пинов Raspberry. Для управления сервоприводом, подключенного к 13 пину, используйте такой код:

import time
import pigpio

pi = pigpio.pi()

# устанавливаем режим 13 пина на вывод
pi.set_mode(13, pigpio.OUTPUT)

# устанавливаем на 13 пине ШИМ сигнал в 1000 мкс
pi.set_servo_pulsewidth(13, 1000)

time.sleep(2)

# устанавливаем на 13 пине ШИМ сигнал в 2000 мкс
pi.set_servo_pulsewidth(13, 2000)

Подключение электромагнита

Для подключения электромагнита используйте полевой транзистор (MOSFET). Подключите транзистор к одному из GPIO-пинов Raspberry Pi. Для управления магнитом, подключенным к 18 пину, используйте такой код:

import time
import pigpio

pi = pigpio.pi()

# устанавливаем режим 18 пина на вывод
pi.set_mode(18, pigpio.OUTPUT)

# включаем электромагнит
pi.write(18, 1)

time.sleep(2)

# отключаем электромагнит
pi.write(18, 0)