Привет, Raspberry Pi! Заставляем светодиод мигать.

Вступление.

Привет, друзья! Помните, как мы недавно заставили мигать светодиод на Arduino? Если вы пропустили этот увлекательный опыт, обязательно посмотрите эту статью:

Сейчас мы продолжим наши эксперименты, но уже с Raspberry Pi!

Мигание светодиодом — классическое упражнение, с которого начинаются проекты на основе Raspberry Pi. Это простой, но полезный способ познакомиться с работой GPIO-пинов и основами программирования на Python. Давайте разберемся, как подключить светодиод к Raspberry Pi и заставить его мигать. 😎

Что понадобится:

• Raspberry Pi (любой модели, начиная с Raspberry Pi 2)
• Светодиод (любой цвет)
• Резистор на 220 Ом
• Провода для подключения
• Макетная плата (breadboard) — рекомендуется для удобства сборки

Установка и настройка Raspberry Pi.

Если ваш Raspberry Pi ещё не настроен, следуйте этим шагам:

1. Скачайте Raspberry Pi Imager и установите операционную систему Raspberry Pi OS на microSD-карту.
2. Вставьте microSD-карту в Raspberry Pi и подключите его к монитору, клавиатуре и мыши.
3. Подключите питание, и Raspberry Pi загрузится. Следуйте инструкциям для завершения настройки системы.

P.S. Если возникнут сложности, то пишите в комментариях, сделаю статью по подготовке SD-карты 😉

GPIO-пины Raspberry Pi.

Прежде чем подключать компоненты, важно понять, что такое GPIO-пины.

GPIO (General Purpose Input/Output) — это универсальные входы/выходы, которые позволяют Raspberry Pi взаимодействовать с внешними устройствами, такими как светодиоды, кнопки, датчики и многое другое.

Raspberry Pi имеет 40 пинов, каждый из которых имеет своё назначение. Среди них есть питание (5V и 3.3V), земля (GND) и универсальные GPIO-пины, которые можно настраивать как вход или выход.

Распиновка GPIO.

Вот схема распиновки GPIO на Raspberry Pi:

Основные пины, которые мы будем использовать:

• GPIO 17 — будем использовать как выход для управления светодиодом.
• GND — земля, отрицательный контакт для замыкания электрической цепи.

Подключение светодиода.

Расположение выводов светодиода.

Светодиод имеет два вывода:

• Длинный вывод — это анод (положительный контакт).
• Короткий вывод — это катод (отрицательный контакт).

Сборка схемы.

Размещаем компоненты на макетной плате (breadboard): Вставляем светодиод так, чтобы его выводы были в разных дорожках. Подключаем резистор 220 Ом к аноду светодиода.

Анод через резистор подключаем к GPIO 17 с помощью соединительных проводов. Катод подключаем к одному из пинов GND (земля).

Программирование на Python.

Если вы ещё не умеете писать на Python, то я начал курс по программированию на Python, изучайте!

На Raspberry Pi мы будем использовать язык Python для управления светодиодом. Этот язык программирования встроен в Raspberry Pi OS, поэтому дополнительных установок не потребуется.

Открытие терминала.

Нажмите на иконку терминала на рабочем столе или нажмите Ctrl + Alt + T.

Создание и запуск скрипта.

В терминале откройте текстовый редактор, чтобы написать скрипт:

nano blink.py

Вставьте следующий код в редактор:

import RPi.GPIO as GPIO

import time

# Устанавливаем режим нумерации пинов

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# Настраиваем пин 17 как выход

led_pin = 17

GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)

try:

while True:

GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH) # Включаем светодиод

time.sleep(1) # Ждем 1 секунду

GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW) # Выключаем светодиод

time.sleep(1) # Ждем еще 1 секунду

except KeyboardInterrupt:

GPIO.cleanup() # Очищаем все настройки при завершении

Сохраните и закройте редактор: нажмите Ctrl + X, затем Y и Enter.

Запуск кода.

В терминале введите команду:

python3 blink.py

Если всё настроено правильно, светодиод начнёт мигать!

Объяснение кода.

• Импорт библиотек: RPi.GPIO управляет GPIO-пинами, а time используется для пауз.
• Настройка режима GPIO: GPIO.setmode(GPIO.BCM) — выбираем режим нумерации пинов по стандарту BCM, который соответствует номерам GPIO на плате.
• Настройка пина: GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT) — настраиваем пин GPIO 17 как выход.
• Основной цикл: GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH) — подаём высокий сигнал на пин, включаем светодиод.
• time.sleep(1) — ждём 1 секунду.
• GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW) — подаём низкий сигнал, выключаем светодиод.
• Цикл повторяется бесконечно.
• Очистка: При нажатии Ctrl + C программа прерывается, и выполняется GPIO.cleanup(), освобождая ресурсы.

Настройка интервалов мигания.

Попробуйте изменить time.sleep(), чтобы светодиод мигал быстрее или медленнее. Например, используйте time.sleep(0.5) для полусекундных интервалов.

Задание для самостоятельной работы.

1. Подключите несколько светодиодов к разным GPIO-пинам, например, GPIO 18, GPIO 23 и GPIO 24.
2. Создайте последовательное мигание — заставьте светодиоды зажигаться по очереди.
3. Измените код, чтобы управлять каждым светодиодом отдельно.

Заключение.

Поздравляю! Вы только что освоили первое упражнение с Raspberry Pi и познакомились с GPIO-пинами. Теперь вы понимаете, как использовать их для управления светодиодами и другими компонентами. В отличие от Arduino, Raspberry Pi открывает множество возможностей для интеграции с Python, что позволит вам создавать более сложные и интересные проекты.

Не забывайте, что практика — залог успеха. Продолжайте экспериментировать и создавать! 🚀