Raspberry Pi GPIO (Shell編)

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GPIO について †

• Raspberry Pi には、電子工作用のポート (GPIO) が付いている
  IMG SEARCH ERR for "Raspberry pi gpio"
• Raspbian (Linux) では、/sys/class/gpio/ 以下のデバイスファイルに値を書き込んだり、読み込んだりして GPIO にアクセスできる

  root@raspberrypi:/home/pi# ls /sys/class/gpio/
  export	gpio2  gpiochip0  unexport
  root@raspberrypi:/home/pi# ls /sys/class/gpio/gpio2/
  active_low  direction  edge  power  subsystem  uevent  value

• 本命の制御プログラムは Python (RPi.GPIO) で書くとして、とりあえず Shell から使う練習をしてみる

テスト用の電子回路 †

• GPIO を使った単純な回路を作ってみる
  
  • LED についている 220Ω の抵抗は、LED にかかる電圧・電流の調整用
    • LED に抵抗を付けずに電圧をかけると、ショートさせたのとおなじになる → LED が壊れる
    • 回路の両端電圧 E
    • LEDにかけたい電圧 V_F 電流 I_F
    • 抵抗 R
    • 抵抗にかかる電流は、LED にかかる電流と同じなので I_F

      \(I_{F} = \frac{E - V_{F}}{R} \\ R = \frac{E - V_{F}}{I_{F}} \\ \\ \frac{2.5V - 1.4V}{5mA} = \frac{1.1V}{5mA} = 220\Omega \)

  • スイッチに付いている 10kΩ の抵抗は、プルダウン抵抗
    • 抵抗値はそこそこ大きければなんでもいい
    • スイッチ OFF : コンピュータの入力端子は GND と接続されている状態
    • スイッチ ON : コンピュータの入力端子は 10kΩ の抵抗と並列つなぎ ≒ コンピュータの入力端子は VCC と接続されている状態
• ブレッドボードとジャンパワイヤ−で、ハンダ付けなしに回路が作れる
  
  • 上下の赤線・青線は、横方向に結線されている
  • 中の二段は縦方向に結線されている

LEDを光らせる †

 $ ssh pi@raspberrypi.local
 pi@raspberrypi ~ $ sudo -s
 root@raspberrypi:/home/pi# echo 2 > /sys/class/gpio/export
 root@raspberrypi:/home/pi# echo out > /sys/class/gpio/gpio2/direction
 root@raspberrypi:/home/pi# echo 1 > /sys/class/gpio/gpio2/value
 root@raspberrypi:/home/pi# echo 0 > /sys/class/gpio/gpio2/value
 root@raspberrypi:/home/pi# echo 2 > /sys/class/gpio/unexport

• LL3.GPIO2 の使用を宣言
• LL4.GPIO2 の入出力方向を宣言
• LL5.GPIO2 に 1 (ON) を設定
  • 光ったでー
    
• LL6.GPIO2 に 0 (OFF) を設定
  • 消えたでー
• LL7.GPIO2 の解放を宣言

スイッチの ON/OFF を読み込む †

$ ssh pi@raspberrypi.local
pi@raspberrypi ~ $ sudo -s
root@raspberrypi:/home/pi# echo 11 > /sys/class/gpio/export
root@raspberrypi:/home/pi# echo in > /sys/class/gpio/
export     gpio11/    gpiochip0/ unexport
root@raspberrypi:/home/pi# echo in > /sys/class/gpio/gpio11/direction
root@raspberrypi:/home/pi# cat /sys/class/gpio/gpio11/value
0
root@raspberrypi:/home/pi# cat /sys/class/gpio/gpio11/value
1
root@raspberrypi:/home/pi# echo 11 > /sys/class/gpio/unexport

今度は GPIO 11 を入力モードにする。
/sys/class/gpio/gpio11/value で値を読み込むことができる

• スイッチオン (1.5V よりも電圧が高い) 1
• スイッチオフ (1.5V よりも電圧が低い) 0

Raspberry Pi