Para que é o GPIO e para que pode ser usado?

Se você possui um Raspberry Pi ou um computador amador semelhante, deve ter notado que ele possui uma função GPIO (input-output de propósito geral). A maioria dos usuários nunca usará o GPIO, mas se você quiser construir coisas, o GPIO é essencial.

índice

  1. GPIO é um conjunto de pinos
  2. Para que serve o GPIO?
  3. Como usar o GPIO
  4. Os perigos do GPIO

GPIO é um conjunto de pinos

No nível mais básico, GPIO refere-se a um conjunto de pinos na placa-mãe ou placa adicional do seu computador. Esses pinos podem enviar ou receber sinais elétricos, mas não são projetados para nenhum propósito específico. É por isso que eles são chamados de E/S de "propósito geral".

Isso é diferente dos padrões de porta comuns, como USB ou DVI. Com esses cabos, cada pino com fio dentro da conexão tem uma finalidade designada, que é determinada pelo órgão regulador que criou o padrão.

O GPIO coloca você no comando do que cada pino realmente faz. Embora ainda existam diferentes tipos de pinos no array GPIO.

Usando o Raspberry Pi como exemplo novamente, encontre alguns tipos de pinos:

  • Pinos que fornecem energia em voltagens típicas como 3,3 V ou 5 V. Isso serve para alimentar dispositivos conectados que não possuem fonte de alimentação própria, como um simples LED.
  • Pinos de aterramento que não geram energia, mas são necessários para completar alguns circuitos.
  • Pinos GPIO, que podem ser configurados para enviar ou receber sinais elétricos.
  • Pinos de propósito especial, que variam dependendo do GPIO específico em questão.

As implementações de GPIO podem variar nos detalhes exatos dependendo do dispositivo, mas a ideia é sempre permitir que os usuários enviem ou recebam um sinal elétrico para quase tudo.

Para que serve o GPIO?

O uso mais comum do GPIO é operar dispositivos eletrônicos personalizados. Esteja você construindo seu próprio braço robótico ou uma estação meteorológica DIY, uma interface GPIO permite personalizar os sinais para que seu equipamento funcione corretamente.

Um projeto Raspberry Pi com uma placa de ensaio. bom gato / Shutterstock.com

As interfaces GPIO geralmente são usadas em conjunto com uma "placa de ensaio". Breadboards são um tipo de placa de circuito temporária. Você pode criar protótipos de circuito adicionando, removendo ou movendo componentes eletrônicos. Muitos projetos envolvendo dispositivos como um Raspberry Pi fazem você construir seu dispositivo em uma placa de ensaio e conectá-lo aos pinos GPIO usando fios.

Alguns kits avançados de Raspberry Pi vêm com uma placa de ensaio integrada, como o CrowPi 2 Laptop, que inclui um Raspberry Pi e mais sensores do que você pode agitar.

Um dos projetos GPIO mais simples para computadores Raspberry Pi é adicionar um botão liga/desliga simples, que a placa padrão não possui.

Outro dispositivo popular que possui GPIOs é o microcontrolador Arduino. Este não é um computador completo como um Raspberry Pi, mas sim um dispositivo projetado para ser programável especificamente para controlar outros equipamentos. Por exemplo, você pode conectar um sensor de luz a um Arduino e programá-lo para acender as luzes do jardim quando o sol se põe. Os Arduinos têm sido fundamentais para abrir o mundo da robótica e da invenção para pessoas que, de outra forma, não teriam os meios para entrar em engenharia e programação.

A Raspberry Pi Foundation tem seu próprio concorrente Arduino, na forma do Pico de US$ 4. O Pico possui 30 pinos GPIO, alguns dos quais podem lidar com sinais analógicos, em vez dos pulsos digitais mais comuns.

Como usar o GPIO

Além de conectar seus pinos GPIO às conexões corretas em sua placa de circuito ou dispositivos externos, seu computador ou microcontrolador precisa saber o que enviar por esses fios ou como entender os sinais que entram na interface GPIO.

Isso significa que você precisa de software, que na maioria das vezes você precisa escrever! Em sistemas Raspberry Pi, é comum escrever software em Python que possa dizer ao controlador GPIO o que enviar ou ouvir sinais de entrada. Afinal, "Pi" refere-se a Python!

Python em particular tem dois módulos conhecidos como Rpi.GPIO e Gpiozero. Ao invocar esses módulos, você pode assumir o controle do GPIO do sistema e fazer com que ele faça seus lances.

Os microcontroladores Arduino têm sua própria linguagem de programação, o que torna o desenvolvimento de projetos especialmente fácil. No entanto, você também pode usar uma versão especial do Python conhecida como MicroPython.

Os perigos do GPIO

Quando você conecta um dispositivo USB a uma porta USB, usando um cabo USB certificado, há quase zero chance de que algo dê errado catastroficamente. Isso ocorre porque esses padrões de E/S foram cuidadosamente projetados, testados e testados um pouco mais para garantir que sejam seguros.

Quando se trata de GPIOs, o ônus é seu. Você é quem projeta sua interface e seus circuitos. Se você encurtar os pinos, conectar energia a coisas que não deveriam estar recebendo energia ou jogar rápido e solto com seus circuitos e conexões, você pode ter uma pilha de componentes mortos (e placas GPIO) em suas mãos. É por isso que você pode querer investir em um bom kit Raspberry Pi, pois eles geralmente vêm com o hardware que você precisa e pratica projetos para que você possa aprender com segurança as cordas.

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O que é uma carga fantasma?

GPIO é um pino genérico em um chip, cujo comportamento pode ser controlado pelo usuário em tempo de execução.Os pinos GPIO não possuem finalidade específica definida e não são usados ​​por padrão.

O que é o GPIO?

General Purpose Input Output ( GPIO ) é um sistema de entrada e saída de uso geral, ou seja, consiste em uma série de pinos ou conexões que podem ser usados ​​como entradas ou saídas para múltiplos usos.

Como instalar o GPIO no Raspberry Pi?

GPIO com Node-RED

O Node-Red não está instalado no Raspberry Pi , mas pode ser feito a partir de adicionar/remover software. A forma recomendada é a partir do Menu – Preferências – Software Recomendado. Se instalado dessa maneira, ele pode ser atualizado usando sudo apt-get upgrade.

O que é GPIO Zero?

A biblioteca GPIO Zero fornece uma interface abstrata muito fácil de usar para uma ampla variedade de periféricos. É especialmente confortável para o uso de entradas e saídas digitais. A biblioteca RPi. O GPIO é um módulo que fornece acesso exclusivamente a entradas e saídas digitais.

Quais entradas ou saídas podemos encontrar em um Raspberry Pi?

Nesse caso, falaremos sobre entradas e saídas GPIO e tentaremos mostrar um exemplo.

Raspberry Pi Pico: entradas e saídas GPIO

  • Base de tábua de pão.
  • Framboesa Pico.
  • Cabo micro-USB.
  • LED vermelho.
  • resistor de 330 ohms.
  • botão de apertar
  • Jumpers MM.
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