Raspberry Pi GPIO Python 자습서 - 모든 단계

GPIO 핀은 모든 유형의 Raspberry Pi 마이크로 컨트롤러의 주요 특성입니다. 그들의 입력은 특히 싱글 보드 컴퓨터(SBC)의 기능을 확장하는 데 중요합니다. 이 Raspberry Pi GPIO 자습서에서 Python 언어로 프로그래밍하는 방법을 보여주면서 Pi GPIO 핀을 자세히 살펴보겠습니다.

GPIO란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

그림 1:GPIO 핀

GPIO(범용 입력 출력)는 Raspberry Pi 마이크로 컨트롤러 및 SBC에서 공통적인 인터페이스를 나타냅니다. Raspberry Pi Zero 및 기타 Raspberry 모듈의 입력 및 출력 핀 단자입니다.

따라서 이러한 핀을 통해 적외선 송신기 및 모터와 같은 전자 부품을 연결할 수 있습니다. 또한 모든 버전의 Raspbian에 있는 구멍 행은 외부 물리적 구성 요소에서 데이터를 수신하는 데 편리합니다. 여기에는 스위치와 센서 모듈이 포함됩니다.

먼저 핀이 필요에 따라 작동하도록 하드웨어 설정을 올바르게 해야 합니다. 다음으로, 핀 작업을 용이하게 하기 위해 모든 유형의 Pi 모델에 대한 소프트웨어 구성도 만들어야 합니다.

Raspberry Pi GPIO 핀 배치 설명

그림 2:Raspberry Pi 마이크로컨트롤러

Raspberry Pi B+, Raspberry Pi Zero 또는 Raspberry Pi OS가 있는 모든 마이크로컨트롤러의 경우 40핀 헤더가 있습니다.

그럼에도 불구하고 이전 Raspberry Pi 버전의 물리적 컴퓨팅은 달랐습니다. 예를 들어 Raspberry Pi Model B에는 26개의 핀이 있습니다.

주목할만한 것은 Raspberry Pi의 OS에 있는 40개의 모든 GPIO 핀에는 각각의 기능이 있습니다. 따라서 초기 설정 중에 기능을 올바르게 설정하는 것이 중요합니다.

다음은 다양한 핀 모드에 대한 자세한 설명입니다.

Python으로 Raspberry Pi GPIO 핀을 프로그래밍하는 방법은 무엇입니까?

그림 3:Python 코딩 개념 설명

GPIO 튜토리얼은 이제 GPIO 핀을 통해 Pi로 실행되는 소프트웨어를 통해 하드웨어 구성 요소를 제어하는 ​​방법을 탐구합니다.

하드웨어 설정

가급적이면 Pi Wedge는 이 Pi GPIO 자습서용 하드웨어를 설정하는 데 필요한 브레이크아웃 키트입니다. 그러나 없는 경우 수-암 점퍼 와이어가 사용 가능한 브레드보드 메이트에 연결하는 데 도움이 됩니다.

다음 구성 요소도 필요합니다.

•  브레드보드  및  브레드보드 레일
• 남성 점퍼 와이어 및 여성 점퍼 와이어
• 풀업 저항(내부 풀업) 및 풀다운 저항 
• 330옴 저항기
• 수동 적외선 조명 또는 LED

Python Gpiozero API 라이브러리

Python에서 Raspberry Pi의 입력 및 출력 핀을 제어하려면 이 라이브러리가 필요합니다. 대부분의 Pi 구성 요소가 라이브러리에 정의되어 있으므로 작동 방식을 이해하기 위해 Python-Projects 디렉토리를 방문할 필요가 없습니다.

Python(RPi.GPIO) API 설정 방법

그림 4:Python 언어 개념

Raspbian 운영 체제를 사용하는 경우 Python GPIO 라이브러리는 기본적으로 이미 사용 가능하므로 다운로드할 필요가 없습니다. 그럼에도 불구하고 Raspbian 옵션을 사용하지 않는 경우 특정 명령을 사용하여 다른 프로그래밍 언어에 설치해야 합니다.

Raspbian 운영 체제를 설치했으면 Gpiozero Import의 가져오기 경로를 실행하여 가져옵니다. 가져오기 시간은 길지 않으며, 완료되면 다음 단계로 진행할 수 있습니다.

참고:Python을 설치하기 위해 OP가 반드시 Raspbian 옵션에 있을 필요는 없습니다. Raspbian 운영 체제는 Python 라이브러리를 설정하는 간단한 경로를 제공합니다.

Python 설정

기본적으로 이 멋진 프로젝트에는 RPi.GPIO 모듈이 필요합니다. 앞서 강조한 것처럼 Python(RPi.GPIO) API를 사용하면 GPIO 핀 작동을 활성화하기 위해 파일을 다운로드할 필요가 없습니다.

설정 단계

먼저 아래 명령문을 실행하십시오.

다음으로 이 멋진 프로젝트에서 사용하려는 이상적인 핀 번호 지정 시스템을 선택해야 합니다. 다음 번호 지정 체계 중에서 선택할 수 있습니다.

• Broadcom 칩별 PIN(BCM 모드).
• 보드 번호 매기기 체계

그런 다음 핀 모드를 설정합니다. 아래 명령을 실행하면 핀 모드 설정 프로세스가 쉬워집니다.

라즈베리 파이 GPIO 프로젝트

그림 5:라즈베리 파이

이제 Raspi-Config 도구를 사용하여 하드웨어 및 소프트웨어 구성을 알았으므로 다음과 같은 멋진 프로젝트를 수행할 수 있습니다. 위에 강조 표시된 Pi GPIO 자습서를 이해하기만 하면 다양한 물리적 컴퓨팅 프로젝트에 참여할 수 있습니다.

가능한 Pi GPIO 튜토리얼 프로젝트:

• Raspberry Pi 적외선 동작 센서/동작 이벤트 감지기
• 라즈베리 파이 동작 감지기 알람
• 라즈베리 파이 이미저 프로젝트

결론

다양한 외부 구성 요소와 다양한 입력에 대한 연결로 GPIO 헤더 핀을 설정하는 것이 전부입니다. 핀 헤더 행(GPIO 핀)은 Raspberry Pi를 0으로 만드는 놀라운 컴퓨팅 장치입니다. 이 필수 도구에 대한 추가 문의는 언제든지 문의하십시오.