Tutorial de Raspberry Pi GPIO Python:todos los pasos

Los pines GPIO son una característica principal de todos los tipos de microcontroladores Raspberry Pi. Su aporte es especialmente significativo en la expansión de la funcionalidad de la computadora de placa única (SBC). Exploremos los pines Pi GPIO en profundidad mientras también mostramos cómo programarlos con el lenguaje Python en este tutorial de Raspberry Pi GPIO.

¿Qué es GPIO y cómo funciona?

Figura 1:Pines GPIO

La entrada y salida de propósito general (GPIO) representa la interfaz común en los microcontroladores y SBC de Raspberry Pi. Son los terminales pin de entrada y salida del Raspberry Pi zero y otros módulos Raspberry.

Así, es a través de estos pines que podemos conectar componentes electrónicos como transmisores de infrarrojos y motores. Además, las filas de agujeros en cualquier versión de Raspbian son útiles para recibir datos de componentes físicos externos. Estos incluyen interruptores y módulos de sensores.

Primero, debe configurar correctamente el hardware para garantizar que los pines funcionen según lo requerido. A continuación, también debe realizar configuraciones de software para cualquier tipo de modelo Pi para facilitar el funcionamiento de los pines.

Explicación del pinout GPIO de Raspberry Pi

Figura 2:un microcontrolador Raspberry Pi

Para Raspberry Pi B+, Raspberry Pi Zero o cualquier microcontrolador con sistema operativo Raspberry Pi, encontrará un encabezado de 40 pines.

No obstante, la computación física de las versiones anteriores de Raspberry Pi era diferente. Por ejemplo, el Raspberry Pi Modelo B presentaba 26 pines.

Cabe destacar que todos los 40 pines GPIO en el sistema operativo de Raspberry Pi tienen sus respectivas funciones. Por lo tanto, durante su configuración inicial, es imperativo obtener las funciones correctas.

Aquí hay una aclaración detallada de los diferentes modos de pin.

¿Cómo programar Pines GPIO de Raspberry Pi con Python?

Figura 3:Ilustración del concepto de codificación de Python

Nuestro tutorial de GPIO ahora explorará cómo controlar los componentes de hardware a través del software que se ejecuta en el Pi a través de los pines GPIO.

Configuración de hardware

Preferiblemente, un Pi Wedge es el kit de conexión necesario para configurar el hardware para este tutorial Pi GPIO. Sin embargo, si están ausentes, los cables de puente de macho a hembra serán útiles para ayudarlo a realizar las conexiones a los compañeros de placa disponibles.

También necesitará los siguientes componentes:

•  Placa de prueba  y  Rieles de placa de prueba
• Cable de puente macho y cables de puente hembra
• Resistencia pull-up (pull-up interna) y resistencia pull-down 
• Una resistencia de 330 ohmios
• Luz infrarroja pasiva o LED

Biblioteca API Gpiozero de Python

Necesitará esta biblioteca para controlar los pines de entrada y salida de Raspberry Pi en python. No es necesario que visite el directorio de proyectos de Python para comprender cómo funciona, ya que la mayoría de los componentes de Pi están definidos en la biblioteca.

Cómo configurar la API de Python (RPi.GPIO)

Figura 4:Concepto del lenguaje Python

Si opta por el sistema operativo Raspbian, no necesita descargar la biblioteca GPIO de Python, ya que ya está disponible de forma predeterminada. No obstante, si no está en la opción Raspbian, debe usar comandos específicos para instalarlo en otros lenguajes de programación.

Una vez que haya instalado el sistema operativo Raspbian, impórtelo ejecutando la ruta de importación de Gpiozero Import. El tiempo de importación no es largo y, una vez que finaliza, puede continuar con el siguiente paso.

Nota:Su OP no necesariamente tiene que estar en la opción Raspbian para instalar python. El sistema operativo Raspbian le brinda una ruta directa para configurar la biblioteca de Python.

Configuración de Python

Principalmente, necesitará un módulo RPi.GPIO para este proyecto genial. Como se destacó anteriormente, con la API de Python (RPi.GPIO), no tiene que descargar ningún archivo para activar el funcionamiento de los pines GPIO.

Pasos de configuración

Primero, ejecute la siguiente instrucción:

A continuación, debe seleccionar el sistema de numeración de pines ideal que pretende utilizar en este proyecto genial. Puede elegir cualquiera de los siguientes esquemas de numeración:

• PIN específicos de chips de Broadcom (modo BCM).
• Esquema de numeración del tablero

Luego, configura un Modo Pin. Ejecutar el siguiente comando facilitará el proceso de configuración del modo PIN.

Proyectos GPIO de Raspberry Pi

Figura 5:Raspberry Pi

Ahora que conoce las configuraciones de hardware y software, con una herramienta Raspi-Config, puede realizar cualquiera de los siguientes proyectos geniales. Todo lo que necesita es comprender el tutorial Pi GPIO resaltado anteriormente, y estará listo para participar en varios proyectos de computación física.

Posibles proyectos tutoriales Pi GPIO:

• Raspberry Pi sensores de movimiento infrarrojos/detectores de eventos de movimiento
• Alarma detectora de movimiento Raspberry Pi
• Proyectos de generador de imágenes de Raspberry Pi

Conclusión

Eso es todo en la configuración de pines de encabezado GPIO con varios componentes externos y conexiones a varias entradas. Las filas de encabezado de pines (pines GPIO) hacen que Raspberry Pi zero sea un dispositivo informático increíble. Para más consultas sobre esta herramienta esencial, contáctenos en cualquier momento.