Raspberry Pi の GPIO

Created Date: 2016-06-03/ updated date: 2016-06-13
  • Medium raspi study
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Summary
Raspberry Pi (以降ラズパイと記す) の勉強会の資料です。
この記事は Raspberry Pi 勉強会 の一部です。

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • ラズパイのGPIO

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          Thumb 889785
          ラズパイのGPIOは、デジタル入力とデジタル出力の他に、
          PWMシリアルI2CSPI などの機能があります。
          アナログ入力はありません。
          MCP3208 などの I2C や SPI などのインターフェイスを有するAD変換器を使います。
          シリアルは、初期状態では、シリアルコンソール になっていますが。
          プログラムから使うこともできます。

        • ピン配置

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          Thumb 889785
          図は、ラズパイ 2B のものです。
          ピン番号の呼び方には、物理ピン、BCM_GPIOピン、WiringPi ピンなどがあります。
          プログラムでは BCM_GPIOピンを使うことは多いです。
          Small raspi pin
          • 発光ダイオード LED

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            Thumb 889785
            発光ダイオード(LED : Light Emitting Diode)はダイオードの一種で、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子である。
            Small red led x5
            • 電気特性

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              Thumb 889785
              順方向電圧 (Forward Vias) と呼ばれる一定の電圧を境に、電流が流れない状態 (LED消灯) から、電流が流れる状態 (LED点灯) に変化します。
              電流が流れる状態では、無限に電流が流れるので、ドライブ側の半導体やマイコンの端子が焼き切れることがあります。
              それを防止するため位、電流値を制限する制限抵抗を挿入します。
              Small led rectifier vi curve
            • LEDの制限抵抗

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              Thumb 889785
              GPIOの電流制限に留意して、抵抗値を決めます。
              例えば、LEDに10mA 流したときは
              180Ω = 3.3V - 1.5V(LEDの順方向電圧) / 10mA

              参考

              Small simple circuit
          • 抵抗器

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            Thumb 889785
            抵抗器(resistor)とは、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電子部品であり受動素子である。
            Small r 25102
            • カラーコード

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              Thumb 889785
              小型の抵抗器には色の帯により抵抗値と誤差を表現するカラーコードが使われています。

              Small color code
          • タクトスイッチ

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            Thumb 889785
            タクトスイッチは、タクタイルスイッチ (Tactile switch) の略で、「感触のあるスイッチ」という意味です。
            人が操作部を押し込むことで電気回路を通電させます。
            具体的には、操作部を押すとオンに、離すとオフになる「モーメンタリ」といわれる動作になります。
            通電できる電圧および電流は、小さい領域に限定されます。
            Small p 03649
            • 回路図

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              Thumb 889785
              スイッチをP1(+3.3V)とP13(GPIO 27)の間に入れます。
              スイッチには縦横があるので注意してください。
              10KΩの抵抗をP13(GPIO 27)とP9(GND)の間に入れます。
              抵抗は、スイッチがオンしたときに、+3.3V と GND が短絡されて、無限に電流が流れるのを防止するためです。
              通常は、GPIO 27入力は Low ですが、 Hスイッチを押すと High になります。
              Small button circuit
          • ブレッドボード

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            Thumb 889785
            ブレッドボード (breadboard)とは、電子回路の試作・実験用の基板のことである。
            各種電子部品やジャンパ線を差し込むだけで電子回路を組むことの出来る、はんだ付けが不要な基板である。


            Small breadboard exsample
            • ブレッドボードの配線

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              Thumb 889785
              図のように、内部で配線されている。
              Small breadbord
            • ブレッドボード接続キットのハンダ付け

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              Thumb 889785
              ハンダ付けの際には、注意してください。
              ピンヘッダが2種類あります。
              基板に対して、表裏からはさみ込むようになります。
              ブレッドボードに刺したときに、ピン番号が見えるようにします。
              Small img 20160528 183321
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