Raspberry Pi: Portas GPIO

De Wiki Cursos IFPR Foz
Revisão de 17h44min de 11 de fevereiro de 2022 por Evandro.cantu (discussão | contribs) (Criou página com '=Raspberry Pi GPIO= ==Pinagem GPIO== *https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/ 500px :Comando via terminal: pi@raspberrypi:~ $ pinout...')
(dif) ← Edição anterior | Revisão atual (dif) | Versão posterior → (dif)
Ir para navegaçãoIr para pesquisar

Raspberry Pi GPIO

Pinagem GPIO

Comando via terminal:
pi@raspberrypi:~ $ pinout

Acesso aos drives GPIO pelo terminal

Exemplo de acionamento de led [1]
Pino físico 21

Acesso aos drives de controle dos pinos GPIO e verificar se o pino está ativo 

cd  /sys/class/gpio/
ls

Se não estiver ativo, ativar com o comando 

echo 21 > /sys/class/gpio/export

Configurar o pino como saída (default entrada) 

echo out > /sys/class/gpio/gpio21/direction

Acionar led com 0 (LOW) ou 1 (HIGH): 

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio21/value
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio21/value

Desativar acesso ao pino: 

echo 21 > /sys/class/gpio/unexport

Programa GPIO

O biblioteca WiringPi fornece comandos para acesso direto aos pinos GPIO do Raspberry Pi [2].

Para verificar a versão instalada: 

gpio -v

Para atualizar a versão: 

cd /tmp
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb

Ajuda para comandos: 

man gpio

Verificação do estado atual dos pinos gpio: 

gpio readall

Saídas digitais

Acionamento de led
Pino GPIO 17 (físico 11)
gpio -g mode 17 out
gpio -g write 17 1
gpio -g write 17 0
O parâmetro -g indica numeração dos pinos BCM_GPIO (na caso de -i indica numeração física dos pinos).
Piscar led
gpio -g blink 17
Script para piscar led [1]
Usar editor de textos e salvar como blink.sh
#!/bin/sh
gpio -g mode 17 out
while true
do
   gpio -g write 17 1
   sleep 1
   gpio -g write 17 0
   sleep 1
done

Dar permissão de execução: 

chmod +x blink.sh

Saídas PWM

Uma saída PWM gera uma onda quadrada, com frequência constante, em que a fração de tempo em que o sinal é HIGH (3,3 V) pode variar entre 0 e 100% (duty cycle), fornecendo uma média de tensão variável na saída. O controle do duty cycle no Raspberry Pi usa 10 bits e pode ser variado de 0 a 1024.

No Raspberry Pi os pinos GPIO12, GPIO13, GPIO18 e GPIO19 aceitam saída PWM.

Controle da luminosidade de um led
Pino GPIO 18
gpio -g mode 18 pwm

Luminosidade máxima: 

gpio -g pwm 18 1024

Luminosidade média: 

gpio -g pwm 18 512

Luminosidade mínima: 

gpio -g pwm 18 0

Entradas digitais

Um pino GPIO configurado como entrada digital pode ler valores HIGH (3V3) ou LOW (0V).

Também podem ser utilizados os resistores internos pull-up ou pull-down. Os pinos GPIO2 e GPIO3 tem resistores pull-up fixos, os demais podem ser configurados por software.

Exemplo chave eletrônica e uso de resistor pull-up interno
pino 26: Com a chave aberta o pino recebe HIGH através do resistor pull-up. Com a chave fechada o pino recebe LOW.

Configuração: 

gpio -g mode 26 up

Leitura: 

gpio -g read 26

Entradas analógicas

O Raspberry Pi não possui pinos para entradas analógicas, para tal é necessário especificar um módulo externo e o parâmetro -x.

Exemplos: 

gpio -x mcp3002:200:0 aread 200       # Módulo ADC mcp3002
gpio -x mcp4802:200:0 awrite 200 128  # Módulo DAC mcp4802

Exemplos conexão de módulos externos ADC [3] e DAC [4] ao Raspberry Pi.

Programação Python para controle GPIO

Biblioteca RPi.GPIO

A biblioteca RPi.GPIO [5] é um módulo de controle para as portas GPIO do Raspberry Pi. Entretanto, está biblioteca não é apropriada para aplicações tempo real ou com restrições temporais, pois roda sobre o kernel Linux, o qual não apropriado para aplicações tempo real. A versão atual desta biblioteca não suporta SPI, I2C, hardware PWM ou interface serial.

Procedimentos para uso
Verificar se a biblioteca rpi.gpio está instalada:
apt list --installed | grep rpi.gpio
Importar biblioteca no interpretador ou código Python:
import RPi.GPIO as GPIO # Importa o módulo RPi.GPIO e usa localmente o nome GPIO para referenciá-lo.
Programa para piscar led

Código Python [6]: 

import RPi.GPIO as GPIO
from time import *
 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)    # Numeração nomes GPIO 
#GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numeração pinagem da placa
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
 
while True:
    GPIO.output(17, GPIO.HIGH)
    print("Led ON")
    sleep(1)
    GPIO.output(17, GPIO.LOW)
    print("Led OFF")
    sleep(1)
Programa para ler chave pull-up e acionar led
Chave conectada ao pino 18 (entrada pull-up) e led ao pino 17 (saída).
import RPi.GPIO as GPIO  
from time import sleep
    
GPIO.setmode(GPIO.BCM)    
GPIO.setup(18,  GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)     
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
    
while True:              
    if GPIO.input(18):   
        print("Led ON")  
        GPIO.output(17, 1)           
    else:  
        print("Led OFF") 
        GPIO.output(17, 0)     
    sleep(0.1)

Biblioteca Gpio Zero

A biblioteca Gpio Zero [7] é uma interface GPIO para uso com o Raspberry Pi. Esta biblioteca é instalada por default no Raspberry Pi.

Exemplos[8]:

Programa para piscar led
from gpiozero import LED
from time import sleep

led = LED(17)
while True:
    led.on()
    sleep(0.5)
    led.off()
    sleep(0.5)
Programa para ler chave
from gpiozero import Button
from time import sleep

button = Button(2)
while True:
    if button.is_pressed:
        print("Pressed")
    else:
        print("Released")
    sleep(1)

Biblioteca CircuitPython

A biblioteca CircuitPython, da Adafruit, é uma versão amigável e open source do Python, especialmente desenvolvida para microcontroladores e pequenos dispositivos [9].

O CircuitPython adiciona a parte de circuitos ao Python, permitindo que o Python converse com sensores, motores, Leds e outros dispositivos.

Esta biblioteca suporta I2C e SPI, os quais precisam ser habilitados.

Confira os procedimentos para instalação do CircuitPython e exemplos em [10].

Piscar led
Led conectado a saída GPIO 17.
import time
import board
import digitalio

print("hello blinky!")

led = digitalio.DigitalInOut(board.D17)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

while True:
    led.value = True
    time.sleep(0.5)
    led.value = False
    time.sleep(0.5)
Chave digital
Chave na entrada GPIO 18 e led na saída GPIO 17.
import time
import board
import digitalio

print("press the button!")

led = digitalio.DigitalInOut(board.D17)
led.direction = digitalio.Direction.OUTPUT

button = digitalio.DigitalInOut(board.D18)
button.direction = digitalio.Direction.INPUT
button.pull = digitalio.Pull.UP

while True:
    led.value = not button.value # light when button is pressed!

Interação entre Raspberry Pi e Node-RED

Ver link: Node-RED

Referências

  1. ↑ 1,0 1,1 https://www.electrofun.pt/blog/curso-raspberry-pi-12-nocoes-basicas-sobre-gpio-scripts/
  2. ↑ http://wiringpi.com/the-gpio-utility/
  3. ↑ https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=37&t=123962
  4. ↑ https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=124184
  5. ↑ https://pypi.org/project/RPi.GPIO/
  6. ↑ https://www.electrofun.pt/blog/curso-raspberry-pi-14-python-basico-gpio/
  7. ↑ https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/
  8. ↑ https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/python/README.md
  9. ↑ https://circuitpython.readthedocs.io/en/5.3.x/README.html
  10. ↑ https://www.digikey.com/en/maker/projects/circuitpython-on-linux-and-raspberry-pi/2aac644c44f1418e987417b229a67c23?utm_adgroup=Adafruit&utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=Dynamic%20Search_EN_Suppliers&utm_term=&utm_content=Adafruit&gclid=Cj0KCQjwg8n5BRCdARIsALxKb972kt1RhdKJR7h8JvQnJQtVGCfBbIZ0vAjN_GvyKyLOkDGq11ctO4kaAtNaEALw_wcB

Evandro.cantu (discussão) 14h44min de 11 de fevereiro de 2022 (-03)

Disponível em “http://wiki.foz.ifpr.edu.br/wiki/index.php?title=Raspberry_Pi:_Portas_GPIO&oldid=29480”