Tutoriel Python Raspberry Pi GPIO - Toutes les étapes

Les broches GPIO sont une caractéristique principale de tous les types de microcontrôleurs Raspberry Pi. Leur contribution est particulièrement importante pour étendre les fonctionnalités de l'ordinateur monocarte (SBC). Explorons longuement les broches Pi GPIO tout en montrant comment les programmer avec le langage Python dans ce tutoriel Raspberry Pi GPIO.

Qu'est-ce que le GPIO et comment ça marche ?

Figure 1 :Broches GPIO

La sortie d'entrée à usage général (GPIO) représente l'interface commune aux microcontrôleurs Raspberry Pi et aux SBC. Ce sont les bornes d'entrée et de sortie du Raspberry Pi zero et des autres modules Raspberry.

Ainsi, c'est grâce à ces broches que nous pouvons connecter des composants électroniques tels que des émetteurs infrarouges et des moteurs. De plus, les rangées de trous dans n'importe quelle version de Raspbian sont pratiques pour recevoir des données de composants physiques externes. Ceux-ci incluent des commutateurs et des modules de capteurs.

Tout d'abord, vous devez configurer correctement le matériel pour vous assurer que les broches fonctionnent comme prévu. Ensuite, vous devez également effectuer des configurations logicielles pour tout type de modèle Pi afin de faciliter le fonctionnement des broches.

Expliquer le brochage GPIO du Raspberry Pi

Figure 2 :Un microcontrôleur Raspberry Pi

Pour Raspberry Pi B +, Raspberry Pi Zero ou tout microcontrôleur avec un système d'exploitation Raspberry Pi, vous trouverez un en-tête à 40 broches.

Néanmoins, le calcul physique des versions antérieures de Raspberry Pi était différent. Par exemple, le Raspberry Pi Model B comportait 26 broches.

Il convient de noter que toutes les 40 broches GPIO du système d'exploitation de Raspberry Pi ont leurs fonctions respectives. Ainsi, lors de votre configuration initiale, il est impératif de bien maîtriser les fonctions.

Voici une explication détaillée des différents modes de broches.

Comment programmer les broches GPIO du Raspberry Pi avec Python ?

Figure 3 :Illustration du concept de codage Python

Notre tutoriel GPIO va maintenant explorer comment contrôler les composants matériels via un logiciel exécuté dans le Pi via les broches GPIO.

Configuration matérielle

De préférence, un Pi Wedge est le kit de dérivation requis pour configurer le matériel pour ce didacticiel Pi GPIO. Cependant, s'ils sont absents, les fils de liaison mâle-femelle seront utiles pour vous aider à établir les connexions avec les compagnons de planche à pain disponibles.

Vous aurez également besoin des composants suivants :

•  Breadboard  et  rails de Breadboard
• Fil de pontage mâle et fil de pontage femelle
• Résistance pull-up (pull-up interne) et résistance pull-down 
• Une résistance de 330 ohms
• Lumière infrarouge passive ou LED

Bibliothèque API Python Gpiozero

Vous aurez besoin de cette bibliothèque pour contrôler les broches d'entrée et de sortie du Raspberry Pi en python. Vous n'avez pas besoin de visiter le répertoire Python-Projects pour comprendre comment cela fonctionne, car la plupart des composants Pi sont définis dans la bibliothèque.

Comment configurer l'API Python (RPi.GPIO)

Figure 4 :Concept du langage Python

Si vous optez pour le système d'exploitation Raspbian, vous n'avez pas besoin de télécharger la bibliothèque Python GPIO car elle est déjà disponible par défaut. Néanmoins, si vous n'êtes pas sur l'option Raspbian, vous devez utiliser des commandes spécifiques pour l'installer sur d'autres langages de programmation.

Une fois que vous avez installé le système d'exploitation Raspbian, importez-le en exécutant le chemin d'importation de Gpiozero Import. Le temps d'importation n'est pas long et une fois terminé, vous pouvez passer à l'étape suivante.

Remarque :Votre OP n'a pas nécessairement besoin d'être dans l'option Raspbian pour installer python. Le système d'exploitation Raspbian vous donne un chemin simple pour configurer la bibliothèque Python.

Configuration Python

Principalement, vous aurez besoin d'un module RPi.GPIO pour ce projet sympa. Comme indiqué précédemment, avec l'API Python (RPi.GPIO), vous n'avez pas besoin de télécharger de fichiers pour activer le fonctionnement des broches GPIO.

Étapes de configuration

Tout d'abord, exécutez l'instruction ci-dessous :

Ensuite, vous devez sélectionner le système de numérotation des broches idéal que vous avez l'intention d'utiliser dans ce projet sympa. Vous pouvez choisir l'un des schémas de numérotation suivants :

• Codes PIN spécifiques à la puce Broadcom (mode BCM).
• Schéma de numérotation des cartes

Ensuite, configurez un mode Pin. L'exécution de la commande ci-dessous facilitera le processus de configuration du mode broche.

Projets GPIO Raspberry Pi

Figure 5 :Raspberry Pi

Maintenant que vous connaissez les configurations matérielles et logicielles, avec un outil Raspi-Config, vous pouvez réaliser l'un des projets sympas suivants. Tout ce dont vous avez besoin est de comprendre le didacticiel Pi GPIO mis en évidence ci-dessus, et vous êtes prêt à participer à divers projets informatiques physiques.

Projets de Tutoriel Pi GPIO possibles :

• Capteurs de mouvement infrarouges Raspberry Pi/détecteurs d'événements de mouvement
• Alarme détecteur de mouvement Raspberry Pi
• Projets Raspberry Pi Imager

Conclusion

C'est tout sur la configuration des broches d'en-tête GPIO avec divers composants externes et des connexions à diverses entrées. Les rangées d'en-têtes de broches (broches GPIO) font du Raspberry Pi zero un appareil informatique incroyable. Pour plus d'informations sur cet outil essentiel, contactez-nous à tout moment.