Guide complet du brochage GPIO Raspberry Pi : fonctions et utilisation

Le Raspberry Pi est un microcontrôleur clé en robotique et électronique grâce à sa compatibilité avec périphériques (jack audio, LEDs, capteurs). Cet article détaille les fonctions du brochage GPIO.

Connaître les broches GPIO

Fig 1 : Carte électronique DIY Raspberry Pi

Une broche GPIO est un convertisseur numérique à deux états (on/off). Voici les broches clés :

Broches 5 V

Sorties fournissant 5 V depuis le Raspberry Pi. Généralement broches 2 et 4.

Broches 3,3 V

Alimentent les composants externes en 3,3 V. Broches 1 et 17.

Broches GND (masse)

Protègent la carte contre les surtensions. Servent de référence pour mesurer les tensions. Broches : 39, 34, 30, 25, 20, 14, 9, 6.

Broches réservées

Activent fonctions alternatives : communication EEPROM et I2C. Ne rien y connecter sans expertise. Broches 27 et 28.

Fonctions assurées par les broches GPIO

Fig 2 : GPIO avec composants électroniques sur circuit intégré

Modulation de largeur d'impulsion (PWM)

Les broches GPIO convertissent signaux numériques en analogiques via PWM. Toutes gèrent le PWM logiciel ; seules broches 12, 13, 18, 19 pour le PWM matériel.

Interface SPI (Serial Peripheral Interface) sur Raspberry Pi 4

Le SPI assure la communication entre Raspberry Pi et périphériques (actionneurs, capteurs) via protocole maître-esclave : MOSI (Master Out Slave In) envoie données, MISO (Master In Slave Out) reçoit données.

Nécessite au moins 5 broches GPIO : MISO, MOSI, GND, CE (Chip Enable, active/désactive circuit), SCLK (horloge SPI).

Interface I2C (Inter-Integrated Circuit) sur Raspberry Pi 4

Fig 3 : Raspberry Pi Pico

L'I2C contrôle les périphériques via broches SCL (Serial Clock) et SDA (Serial Data). Supporte aussi EEPROM.

Transfert données via SDA : broche GPIO 2. Contrôle vitesse via SCL : broche GPIO 3. Transfert EEPROM depuis matériel GPIO : broche connecteur GPIO 0. Broche connecteur GPIO 1 : contrôle vitesse additionnel.

UART sur Raspberry Pi 4

UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) : transmission série bit à bit. Nécessite émetteur (GPIO 14) et récepteur (GPIO 15).

Comment obtenir le brochage pour votre Raspberry Pi ?

Fig 4 : Carte monocarte Raspberry Pi

Identifiez votre version GPIO : Raspberry Pi 1, 2, 3, 4.

Raspberry Pi 1

En-tête GPIO 26 broches. Révision 2 : numérotation GPIO modifiée suite changement CPU. Différence principale : numérotation BCM des broches I2C (0→2, 1→3).

Raspberry Pi 2, 3, 4

Tous : en-tête GPIO 40 broches. Pi 2 et Pi 3 identiques sur les 26 premières broches. Versions 2+ : broches GPIO supplémentaires pour fonctionnalités étendues (24 broches additionnelles pour protocoles série I2C, SPI).

Codes couleur, noms signaux, noms broches SPI aident à identifier le matériel GPIO. Vérifiez ces codages pour configurer le GPIO à distance.

Conclusion

Le Raspberry Pi est une carte de production/adaptation précieuse grâce à ses nombreuses broches GPIO. Nous avons couvert les broches critiques pour tout modèle. Questions ? Contactez-nous.