GPIO (Raspberry)

GPIO define os pinos que fazem comunicação digital de entrada e saída de sinal. São 26 pinos no Raspberry Pi B e 40 Pi B+. Estas entradas e saídas permitem o controlo ou leitura de dispositivos externos. Mapa de Pinos

Função	Pino	Pino	Função
3.3v	1	2	5V
GPIO 2	3	4	5V
GPIO 3	5	6	GND
GPIO4	7	8	GPIO 14
GND	9	10	GPIO 15
GPIO 17	11	12	GPIO 18
GPIO 27	13	14	GND
GPIO 22	15	16	GPIO 23
3.3V	17	18	GPIO 24
GPIO 10	19	20	GND
GPIO 09	21	22	GPIO 25
GPIO11	23	24	GPIO 8
GND	25	26	GPIO 7
ID_SD	27	28	ID_SC
GPIO 5	29	30	GND
GPIO 6	31	32	GPIO 12
GPIO13	33	34	GND
GPIO 19	35	36	GPIO 16
GPIO 26	37	38	GPIO 20
GND	39	40	GPIO 21

Para que possamos entender nosso diagrama de uma forma mais clara, separamos em 8 cores diferentes. As características de cada uma:

Vermelho: Saída para alimentação, tem uma tensão de 5V. Não deve ser colocada em contacto directo com outras portas que tem têm tensões lógicas de 3V3. Deve ser usada unicamente como alimentação.
Laranja: Saída para alimentação, tem uma tensão de 3.3V. É possível comunicar com outras portas, deve ser sempre usado uma resistência(resistor) ou em pull_up ou pull_down, ou uma resistência(resistor) limitador de modo a não sobrecarregar a placa RPi.
Preto: Portas Terra (GROUND).
Azul: Portas para o interface 2C (Inter-Integrated Circuit).
Amarelo: Portas serie com protocolo RS-232 para o envio e receção de sinal digital.
Verde: Pinos GPIO enviam e recebem dados digitais.
Violeta: Pinos para entrada e saída de dados digitais com comunicação serie Full Duplex síncrono, que permite ao processador do Raspberry comunicar com algum periférico externo de forma bidirecional. Mas essa comunicação só acontece, se e somente se o protocolo for implementado.
Cinza: Portas do ID EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory). Este é um tipo de memória que pode ser programado e apagado várias vezes, através de uma tensão elétrica interna ou externa.

GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Usa o pino na placa
GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Usa a referenciação BCM

Níveis lógicos CMOS 3,3 V

O avanço tecnologico permitiu criar dispositivos que exigem menor consumo de energia e funcionam com uma tensão de base mais baixa (Vcc = 3,3 V em vez de 5 V). Intervalo de tensão Em circuitos digitais os níveis de tensão correspondente a HIGH e LOW ficam em um intervalo determinado. A tensão que representa o valor "alto" e "baixo" varia em função da tecnologia, tecnologias diferentes (TTL, CMOS, ETL, BTL, GTL, LowV) têm valores diferentes, entradas e saídas podem ter valores diferentes. Por exemplo, a tecnologia TTL, na entrada(input) Nível 1(2 a 5V) Nível 0 (0 a 0,8V), na saída(output) Nível 1(2,7 a 5V) Nível 0 (0 a 0,4V). Tensão porta lógica Tensão sinal lógico CMOS A tecnologia CMOS onde o nível LOW está a menos de 1,5 V do nível da terra (entre -0,3V e +1,5V) e o nível HIGH a 1,5V dos +5V (entre 3,5 e 5,5V), a qual é a tensão de alimentação. Isto permite ter em conta os defeitos de fabrico, as variações com a temperatura e com a tensão de entrada, a presença de ruído, etc. tabela tensões níveis lógicos em função tecnologia

TTL 5V	CMOS 3,3V

Software de controlo GPIO

Wiring Pi

GPIO Interface library para o Raspberry Pi

O WiringPi é pré-instalado nos sistemas Raspbian padrão.

Instalação wiringPI no Raspberry

1. Verificar se o wiring pi já está instalado

sudo gpio -v

2. Instalar o wiring pi

sudo apt install wiringpi

verificar todas as portas do rpi

sudo gpi readall
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B+-+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 | ALT0 | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 0 | OUT  | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 1 | 11 || 12 | 1 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 0 | OUT  | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | OUT  | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 1 | OUT  | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B+-+---+------+---------+-----+-----+

Instalar RPi.gpio

sudo apt-get update
sudo apt-get install rpi.gpio

Verificar se o RPI.GPIO está instalado

find /usr | grep -i gpio