Home-theater-designers
Học cách sử dụng các chân GPIO trên Raspberry Pi của bạn sẽ mở ra cả một thế giới khả năng. Các nguyên tắc cơ bản học được thông qua các dự án dành cho người mới bắt đầu mở đường cho kiến thức hữu ích về cả thiết bị điện tử tự làm và lập trình.
Hướng dẫn này sẽ chỉ cho bạn hai cách để thêm một nút vào dự án Raspberry Pi của bạn. Nút sẽ được sử dụng để điều khiển đèn LED. Hướng dẫn bằng văn bản có sẵn bên dưới video.
Bạn sẽ cần
Để bắt đầu, hãy đảm bảo bạn có các thành phần sau:
- 1 x Raspberry Pi (Bất kỳ sẽ làm được, mô hình 3B được sử dụng trong hướng dẫn này)
- 1 x Nút nhấn
- 1 x đèn LED
- Điện trở 1 x 220 Ohm (Giá trị cao hơn cũng được, đèn LED của bạn sẽ mờ hơn)
- 1 x Breadboard
- Móc dây
Sau khi tập hợp, bạn sẽ có các thành phần trông giống như sau:
Bạn cũng sẽ cần thẻ SD có cài đặt hệ điều hành Raspbian. Cách nhanh nhất để thực hiện việc này là sử dụng hình ảnh NOOBS (Phần mềm mới ra khỏi hộp). Hướng dẫn về cách làm điều này có sẵn trong video này:
Thiết lập mạch
Bạn sẽ sử dụng các chân GPIO của Pi để tạo mạch và nếu bạn không quen với chúng của chúng tôi hướng dẫn các chân GPIO của Raspberry Pi sẽ giúp. Mạch ở đây gần giống như ở phần trước của chúng tôi Dự án Raspberry Pi LED , với việc bổ sung nút mà bạn sẽ sử dụng hôm nay.
Thiết lập mạch của bạn theo sơ đồ sau:
- Các 5v và GND chân kết nối với các thanh nguồn của bảng mạch.
- Pin 12 (GPIO 18) kết nối với chân dương của đèn LED.
- Một chân của điện trở gắn vào chân âm của đèn LED, chân còn lại gắn vào thanh nối đất của bảng mạch.
- Chân 16 (GPIO 23) gắn vào một mặt của nút, mặt còn lại gắn vào ray nối đất của breadboard.
Khi nó được thiết lập, đây là cách nó sẽ trông như thế nào:
Kiểm tra lại mạch của bạn để đảm bảo rằng nó chính xác, sau đó cấp nguồn cho Raspberry Pi của bạn.
Phương pháp 1: Thư viện RPi.GPIO
Khi Pi đã khởi động, hãy chuyển đến menu và chọn Lập trình> Thonny Python IDE . Một tập lệnh Python mới sẽ mở ra. Nếu bạn hoàn toàn mới làm quen với Python, đó là một ngôn ngữ tuyệt vời cho người mới bắt đầu và có rất nhiều nơi tuyệt vời để tìm hiểu thêm về Python sau khi bạn hoàn thành hướng dẫn này!
Bắt đầu bằng cách nhập thư viện RPi.GPIO và đặt chế độ bảng.
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
Bây giờ khai báo các biến cho số pin của đèn LED và nút.
ledPin = 12
buttonPin = 16
Lưu ý rằng vì chúng tôi đã đặt chế độ bảng thành BẢNG chúng tôi đang sử dụng số pin thay vì số GPIO. Nếu điều đó khiến bạn bối rối, biểu đồ sơ đồ chân của Raspberry Pi có thể giúp bạn giải quyết vấn đề này.
Thiết lập nút
Đã đến lúc thiết lập các chân GPIO. Đặt chân LED để đầu ra và chân nút để đầu vào bằng điện trở kéo lên
GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(buttonPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
Văn bản sau GPIO.IN đề cập đến điện trở kéo lên bên trong của Raspberry Pi. Bạn cần kích hoạt tính năng này để đọc rõ ràng từ nút. Vì nút đi đến chân nối đất, chúng tôi cần một điện trở kéo lên để giữ chân đầu vào CAO cho đến khi bạn nhấn nó.
Trước khi tiếp tục, chúng ta hãy xem xét các điện trở kéo lên và kéo xuống.
Gián đoạn: Kéo lên / kéo điện trở xuống
Khi bạn định cấu hình chân GPIO để đầu vào, nó sẽ đọc chân đó để xác định trạng thái của nó. Trong mạch này, bạn cần phải đọc xem một chân CAO hoặc THẤP để kích hoạt đèn LED khi nút được nhấn. Điều này sẽ đơn giản nếu đó là những trạng thái duy nhất mà một pin có thể có, nhưng thật không may, có trạng thái thứ ba: NỔI .
Một chân nổi có giá trị giữa cao và thấp, khiến đầu vào hoạt động không thể đoán trước. Điện trở kéo lên / kéo xuống giải quyết vấn đề này.
Hình ảnh trên là một sơ đồ đơn giản của một nút và một Raspberry Pi. Chân GPIO kết nối với đất thông qua nút. Điện trở kéo lên bên trong gắn chân GPIO vào nguồn điện Pi bên trong. Dòng điện này chạy và chốt được kéo lên CAO một cách an toàn.
Khi bạn nhấn nút, chân GPIO sẽ kết nối trực tiếp với chân nối đất và nút có âm thanh ở mức thấp.
Điện trở kéo xuống dành cho khi công tắc được kết nối với chân nguồn. Lần này, điện trở bên trong gắn chân GPIO xuống đất, giữ ở mức THẤP cho đến khi bạn nhấn nút.
Lý thuyết điện trở kéo lên và kéo xuống thoạt nhìn khó hiểu, nhưng là kiến thức quan trọng cần có khi làm việc với vi điều khiển. Hiện tại, nếu bạn chưa hiểu rõ về nó, đừng lo lắng!
Hãy tiếp tục nơi chúng ta đã dừng lại.
Vòng lặp chương trình
Tiếp theo, thiết lập vòng lặp chương trình:
while True:
buttonState = GPIO.input(buttonPin)
if buttonState == False:
GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
else:
GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)
Các trong khi Đúng vòng lặp liên tục chạy mã bên trong nó cho đến khi chúng tôi kết thúc chương trình. Mỗi khi nó lặp lại, nó sẽ cập nhật buttonState bằng cách đọc đầu vào từ buttonPin . Trong khi nút không được nhấn, nó vẫn CAO .
Sau khi nhấn nút, buttonState trở thành THẤP . Điều này kích hoạt câu lệnh if , từ Sai giống như THẤP và đèn LED sẽ bật. Các khác câu lệnh tắt đèn LED bất cứ khi nào buttonPin không Sai.
Lưu và chạy tập lệnh của bạn
Lưu tập lệnh của bạn bằng cách nhấp vào Tệp> Lưu dưới dạng và chọn tên tệp. Bạn có thể chạy bản phác thảo bằng cách nhấp vào màu xanh lá cây Chơi trên thanh công cụ Thonny.
Bây giờ hãy nhấn nút và đèn LED của bạn sẽ sáng lên! Nhấn màu đỏ Ngừng lại nút bất kỳ lúc nào để dừng chương trình
Nếu bạn gặp khó khăn, hãy kiểm tra kỹ mã và thiết lập mạch của bạn để tìm lỗi và thử lại.
Phương pháp 2: Thư viện GPIO Zero
Thư viện RPi.GPIO thật tuyệt vời, nhưng có một đứa trẻ mới trong khối. Thư viện GPIO Zero cũ là được tạo bởi quản lý cộng đồng Raspberry Pi Ben Nuttall với mục đích làm cho mã đơn giản hơn và dễ đọc và dễ viết hơn.
Để kiểm tra thư viện mới, hãy mở tệp Thonny mới và nhập thư viện.
from gpiozero import LED, Button
from signal import pause
Bạn sẽ nhận thấy rằng bạn đã không nhập toàn bộ thư viện. Vì bạn chỉ sử dụng đèn LED và nút, bạn chỉ yêu cầu các mô-đun đó trong tập lệnh. Chúng tôi cũng nhập khẩu Tạm ngừng từ thư viện tín hiệu, là một thư viện Python để quản lý sự kiện.
Thiết lập các chân dễ dàng hơn nhiều với GPIO Zero:
led = LED(18)
button = Button(23)
Vì thư viện GPIO Zero có các mô-đun cho đèn LED và nút, bạn không cần thiết lập đầu vào và đầu ra như trước đây. Bạn sẽ nhận thấy rằng mặc dù các chân không thay đổi, các số ở đây khác với ở trên. Đó là bởi vì GPIO Zero chỉ sử dụng số chân GPIO (còn được gọi là số Broadcom hoặc BCM).
phim miễn phí trực tuyến mà không cần tải xuống hoặc đăng ký
Phần còn lại của kịch bản chỉ có ba dòng:
button.when_pressed = led.on
button.when_released = led.off
pause()
Các tạm ngừng() gọi ở đây chỉ đơn giản là dừng tập lệnh thoát khi nó xuống dưới cùng. Các sự kiện hai nút được kích hoạt bất cứ khi nào nút được nhấn và thả. Lưu và chạy tập lệnh của bạn và bạn sẽ thấy kết quả tương tự như trước đây!
Hai cách để thêm nút vào Raspberry Pi
Trong số hai cách để thiết lập nút, phương pháp GPIO Zero có vẻ là dễ nhất. Nó vẫn đáng để tìm hiểu về thư viện RPi.GPIO như hầu hết các dự án Raspberry Pi mới bắt đầu sử dụng nó. Đơn giản như dự án này, kiến thức có thể được sử dụng cho một số thứ.
Sử dụng chân GPIO là một cách tuyệt vời để tìm hiểu và phát minh ra thiết bị của riêng bạn, nhưng nó khác xa với mọi thứ bạn có thể làm với Pi. Hướng dẫn không chính thức của chúng tôi về Raspberry Pi chứa đầy những ý tưởng và hướng dẫn sáng tạo mà bạn có thể tự mình thử! Đối với một hướng dẫn khác như thế này, hãy xem cách tạo nút kết nối Wi-Fi .
Đăng lại Đăng lại tiếng riu ríu E-mail 5 mẹo để nạp đầy năng lượng cho máy VirtualBox Linux của bạnBạn mệt mỏi với hiệu suất kém do các máy ảo cung cấp? Đây là những gì bạn nên làm để tăng hiệu suất VirtualBox của mình.
Đọc tiếp Chủ đề liên quan- DIY
- Raspberry Pi
- Python
- GPIO
- Hướng dẫn Dự án Tự làm
Ian Buckley là một nhà báo tự do, nhạc sĩ, nghệ sĩ biểu diễn và nhà sản xuất video sống ở Berlin, Đức. Khi không viết hay trên sân khấu, anh ấy sẽ mày mò với các thiết bị điện tử hoặc mã tự làm với hy vọng trở thành một nhà khoa học điên rồ.
Xem thêm từ Ian BuckleyTheo dõi bản tin của chúng tôi
Tham gia bản tin của chúng tôi để biết các mẹo công nghệ, đánh giá, sách điện tử miễn phí và các ưu đãi độc quyền!
Bấm vào đây để đăng ký