Как сделать мигающие светодиоды с помощью Raspberry Pi

Raspberry Pi — это больше, чем просто крошечный компьютер. Это мощная плата, которая позволяет делать очень многое с помощью контактов GPIO. Здесь мы покажем вам, как сделать мигающие светодиоды с помощью Raspberry Pi.

Читайте также: Как управлять Raspberry Pi через Windows через SSH

Что заставляет светодиоды мигать?

Когда вы посмотрите на верхнюю часть Raspberry Pi, вы обнаружите около 40 металлических контактов, торчащих из печатной платы. Если у вас Raspberry Zero, вероятно, т

Что заставляет светодиоды мигать?

Каждый вывод GPIO в любой момент времени имеет один из двух режимов: ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ. Для Характеристики распиновки Raspberry Pi вывод, заряженный на 3,3 В, считается ВЫСОКИМ или «логической 1», а все, что ниже 2,5 В, считается НИЗКИМ или «логическим 0». Говорят, что плата, основанная на напряжении 3,3 В для высокого и низкого выходов, имеет «логику 3,3 В».

Когда вы подключаете светодиод между контактом HIGH и контактом GND, вы по сути создаете полную цепь. Светодиод должен загореться из-за проходящего электричества.

Иногда светодиоды дымят, когда через них проходит слишком большой ток. Чтобы этого не произошло, можно добавить резистор. Неважно, находится ли он на стороне анода или катода — любая сторона должна уменьшать проходящий ток.

Читайте также: Как запрограммировать Arduino с помощью Raspberry Pi

GPIO и другие контакты

Давайте внесем ясность: не все эти металлические контакты считаются GPIO. Они являются GPIO только в том случае, если их можно запрограммировать на высокий или низкий уровень — отсюда и термин «Вход/Выход». Для Raspberry PI также имеются контакты для питания (3,3 В, 5 В и GND) и работы с EEPROM (ID_SD и ID_SC).

На этот раз вам не придется думать обо всех остальных контактах, кроме GND и одного контакта GPIO.

Программирование контактов GPIO

Как сообщить каждому выводу GPIO, что делать? На самом базовом уровне вам придется создавать команды в машинном коде. Новичкам это будет слишком сложно.

Вместо этого для Raspberry Pi вы можете использовать Питон или С++ , которые затем компилируются в машинный код.

Для этого конкретного проекта мы используем Python, так как его проще использовать.

Читайте также: Как установить Windows 11 на Raspberry Pi 4

Что вам нужно

• Любая модель Raspberry Pi, кроме Pico (предпочтительно Raspberry Pi 3 Model B+, как в этом примере, но подойдет любая), установленная с помощью ОС Малины Пи .
• Монитор

  GPIO и другие контакты

  лавиатура
• Зарядное устройство для телефона (для питания Raspberry Pi)
• Маленький светодиод
• Резистор сопротивлением 250 Ом (может быть любого номинала, близкого к этому)
• Беспаечный макет
• x2 перемычки «папа-гнездо» (или «папа-папа», если у вас есть головной убор)

Как сделать мигающие светодиоды

Давайте сделаем это шаг за шагом и заставим один светодиод мигать самостоятельно.

1. Откройте терминал и введите sudo apt-get install python3-rpi.gpio, чтобы установить модуль RPi.GPIO для Python 3.

Программирование контактов GPIOio">

2. Откройте текстовый редактор и введите этот код:

import RPI.GPIO as GPIO
from time import sleep
 
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(7, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
 
while True:
	GPIO.output(7, GPIO.HIGH)
	print("LED on")
	sleep(1)
	GPIO.output(7, GPIO.LOW)
	print("LED off")
	sleep(1)

3. Сохраните его где-нибудь в папке. Им

   Что вам нужно

   ть.py. НА моем Raspberry Pi я назвал его «rpi-blink.py», чтобы его было легче найти.

4. Выключите Raspberry Pi и отключите от него все источники питания.
5. Чтобы приступить к созданию схемы, подключите светодиод так, чтобы на катоде или аноде был резистор, затем направьте катодную сторону на контакт 7, а анодную сторону на контакт 9 (GND).

Совет. чтобы определить номер контакта, держите Raspberry Pi так, чтобы контакты GPIO находились справа. Левый верхний контакт — это контакт 1, верхний правый — контакт 2. Тот, что под контактом 1, — это контакт 3, затем справа от него — контакт 4 и так далее.

Как сделать мигающие светодиоды

python3 rpi-blink.py

чтобы светодиод мигал.

Альтернатива, если у вас есть Thonny Python IDE, нажмите кнопку «Запустить текущий скрипт», чтобы запустить его прямо из IDE.

7. Чтобы остановить его, нажмите Ctrl+ Cв терминале. Но если вы используете Thonny Python IDE, просто закройте редактор.

Читайте также: 10 полезных острот Python, которые вы должны знать

Как работает код

Есть две вещи, которые заставляют его работать: код и схема. Мы начинаем с кода и разрезаем его на три части:

1. Команды импорта
2. Команды настройки
3. Зацикленные команды

На практике полезно представлять код как небольшие функции, сгруппированные вместе для создания более крупных функций.

Команды импорта

Обычно Python не позволяет так просто программировать контакты GPIO. За кулисами происходит масса вещей. Хорошей новостью является то, что вы можете импортировать код, который обрабатывает все эти неприятные вещи.

Взгляните на строки 1 и 2:

import RPI.GPIO as GPIO
from time import sleep

Это пара строк, которые импортируют код из так называемого «модуля Python».

import RPI.GPIO as GPIOпозволяет импортировать содержимое модуля RPI.GPIO и использовать ключевое слово GPIOдля вызова функции, связанной с RPI.GPIO..

С другой стороны, from time import sleepпозволяет импортировать функцию sleep()из встроенного модуля времени Python. Это позволяет задержать следующую строку кода на заданное количество секунд.

Команды настройки

Некоторый код необходимо «настроить» или определить таким образом, поскольку он используется другим кодом для выполнения сложной логики. Мы будем вызывать эти команды настройки.

В отличие от команд импорта, команды настройки не «импортируют» код из внешних модулей. Они импортируют их из уже импортированных вами модулей.

Например, GPIO.setwarnings(False)импортирует функцию .setwarnings()из модуля RPI.GPIO, который ранее был определен как GPIO. Эта функция останавливает предупреждение о триггере при запуске кода. По умолчанию установлено значение True.

Чтобы объяснить два других, мы продолжим с GPIO.setmode(GPIO.BOARD). Это сообщит RPI.GPIO, какую распиновку вы собираетесь использовать. Существует два типа: BOARD и BCM. Распиновка BOARD позволяет выбирать контакты по их номерам. Между тем, распиновка BCM основана на обозначении канала Broadcomm SOC. Короче говоря, BOARD проще в использовании, потому что он всегда один и тот же, независимо от того, какую модель Raspberry Pi вы используете. С другой стороны, BCM, как правило, отличается от модели к модели.

Наконец, у нас есть GPIO.setup(7, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW), который использует функцию .setup(), которая запрашивает три вещи: номер контакта, его обозначение и его начальное значение. Номер контакта, который мы здесь используем, — номер контакта 7. Мы должны установить его в качестве выходного контакта и убедиться, что он начинается с LOW. Без этого Raspberry Pi никогда не узнает, что делать с контактом 7.

Зацикленные команды

Это самое интересное. Зацикленные команды позволяют вам приказывать Raspberry Pi что-то делать. Мы начали этот цикл с while True:, который повторяет следующие строки кода бесконечно.

В цикле было три функции: GPIO.output(), print()и sleep().

• GPIO.output()берет выходной контакт и устанавливает для него значение HIGHили LOW. Если вы задумывались об изменении того, какой контакт использовать на Raspberry Pi, вам следовало бы изменить 7на номер контакта по вашему выбору.
• print()заставляет его печатать что-то на консоли.

  Как работает код

  ло или переменную, содержащую предыдущие два.
• sleep()приостанавливает всю программу на определенное количество секунд. Используйте число меньше 1, чтобы сделать паузу менее секунды.

Трасса

Теперь, когда вы знаете, как работает код, давайте взглянем на схему. Код создает цепь, соединяя контакт 7 с GND. Когда контакт 7 подключен к HIGH, он выдает напряжение 3,3 В, которое проходит через резистор и светодиод, а затем поступает на землю. Это становится целостной цепью, и именно поэтому загорается светодио

Команды импорта