GPIO란 무엇이며 무엇에 사용할 수 있습니까?

Raspberry Pi 또는 기타 유사한 취미 컴퓨터를 소유하고 있다면 GPIO(범용 입출력) 기능이 있다는 것을 보았을 것입니다. 대부분의 사용자는 GPIO를 사용하지 않을 것이지만, 무언가를 구축하려면 GPIO가 필수적입니다.

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GPIO는 핀 세트입니다.

가장 기본적인 수준에서 GPIO는 컴퓨터의 메인보드 또는 추가 카드에 있는 핀 세트를 나타냅니다. 이 핀은 전기 신호를 보내거나 받을 수 있지만 특정 목적을 위해 설계되지는 않았습니다. 이것이 “범용” IO라고 불리는 이유입니다.

이것은 USB 또는 DVI와 같은 일반적인 포트 표준과 다릅니다. 이러한 케이블을 사용하면 연결 내부에 배선된 각 핀에 지정된 목적이 있으며 이는 표준을 만든 관리 기관에서 결정합니다.

GPIO는 각 핀이 실제로 하는 일을 담당하게 합니다. GPIO 어레이에는 여전히 다양한 유형의 핀이 있습니다.

Raspberry Pi를 다시 예제로 사용하면 몇 가지 유형의 핀을 찾을 수 있습니다.

• 3.3V 또는 5V와 같은 일반적인 전압에서 전원을 제공하는 핀입니다. 이것은 간단한 LED와 같이 자체 전원이 없는 연결된 장치에 전원을 공급하기 위한 것입니다.
• 전원을 출력하지 않지만 일부 회로를 완성하는 데 필요한 접지 핀.
• 전기 신호를 보내거나 받도록 구성할 수 있는 GPIO 핀.
• 문제의 특정 GPIO에 따라 달라지는 특수 목적 핀.

GPIO 구현은 장치별로 정확한 세부 사항이 다를 수 있지만 아이디어는 항상 사용자가 거의 모든 것에 전기 신호를 받거나 보낼 수 있도록 하는 것입니다.

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GPIO는 무엇에 사용됩니까?

GPIO의 가장 일반적인 용도는 맞춤형 전자 장치를 작동하는 것입니다. 자신의 로봇 팔을 구축하든 DIY 기상 관측소를 구축하든 GPIO 인터페이스를 사용하면 신호가 장비를 올바르게 작동하도록 사용자 정의할 수 있습니다.

GPIO 인터페이스는 일반적으로 “브레드보드”와 함께 사용됩니다. 브레드보드는 일종의 임시 회로 기판입니다. 전자 부품을 추가, 제거 또는 이동하여 회로의 프로토타입을 만들 수 있습니다. Raspberry Pi와 같은 장치와 관련된 많은 프로젝트에서는 장치를 브레드보드에 조립한 다음 와이어를 사용하여 GPIO 핀에 연결합니다.

일부 고급 Raspberry Pi 키트는 CrowPi 2 노트북과 같은 통합 브레드보드와 함께 제공됩니다. 여기에는 Raspberry Pi와 막대기를 흔들 수 있는 것보다 더 많은 센서가 모두 포함되어 있습니다.

Raspberry Pi 컴퓨터를 위한 가장 간단한 GPIO 프로젝트 중 하나는 표준 보드에 없는 간단한 전원 버튼을 추가하는 것입니다.

GPIO를 특징으로 하는 또 다른 인기 있는 장치는 Arduino 마이크로컨트롤러입니다. 이것은 Raspberry Pi와 같은 완전한 컴퓨터가 아니라 다른 장비를 제어하기 위해 특별히 프로그래밍할 수 있도록 설계된 장치입니다. 예를 들어, 광 센서를 Arduino에 연결한 다음 해가 질 때 정원 조명을 켜도록 프로그래밍할 수 있습니다. Arduinos는 엔지니어링 및 프로그래밍에 들어갈 수단이 없는 사람들에게 로봇 공학 및 발명의 세계를 여는 데 중추적 역할을 했습니다.

관련된Raspberry Pi의 새로운 $4 “Pico”는 Arduino와 유사한 마이크로 컨트롤러입니다.

Raspberry Pi Foundation에는 $4 Pico 형태의 자체 Arduino 경쟁자가 있습니다. Pico에는 30개의 GPIO 핀이 있으며 그 중 일부는 더 일반적인 디지털 펄스가 아닌 아날로그 신호를 처리할 수 있습니다.

GPIO 사용 방법

GPIO 핀을 외부 회로 기판이나 장치의 올바른 연결에 연결하는 것 외에도 컴퓨터나 마이크로컨트롤러는 이러한 전선을 통해 무엇을 보낼지 또는 GPIO 인터페이스로 들어오는 신호를 이해하는 방법을 알아야 합니다.

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즉, 소프트웨어를 작성해야 하는 경우가 더 많습니다! Raspberry Pi 시스템에서는 GPIO 컨트롤러에 도착하는 신호에서 무엇을 보내거나 수신할지 알려주는 소프트웨어를 Python으로 작성하는 것이 일반적입니다. 결국 “Pi”는 Python을 나타냅니다!

특히 Python에는 Rpi.GPIO 및 Gpiozero로 알려진 두 개의 모듈이 있습니다. 이러한 모듈을 호출하여 GPIO 시스템을 제어하고 입찰을 수행하도록 할 수 있습니다.

Arduino 마이크로컨트롤러에는 자체 프로그래밍 언어가 있어 특히 프로젝트를 쉽게 구성할 수 있습니다. 그러나 MicroPython으로 알려진 특수 버전의 Python도 사용할 수 있습니다.

GPIO의 위험성

인증된 USB 케이블을 사용하여 USB 장치를 USB 포트에 꽂으면 치명적인 문제가 발생할 가능성이 거의 없습니다. 이는 이러한 IO 표준이 신중하게 설계되고 테스트된 다음 안전한지 확인하기 위해 몇 가지 추가 테스트를 거쳤기 때문입니다.

GPIO와 관련하여 벅은 당신과 함께 멈춥니다. 당신은 당신의 인터페이스와 회로를 설계하는 사람입니다. 핀을 단락시키거나, 전원이 공급되지 않아야 하는 것들에 전원을 연결하거나, 그렇지 않으면 회로 및 연결이 빠르고 느슨해지면 손에 죽은 구성 요소(및 GPIO 보드)가 쌓일 수 있습니다. 이것이 좋은 라즈베리 파이 키트에 투자하려는 이유입니다. 필요한 하드웨어와 실습 프로젝트가 함께 제공되어 안전하게 로프를 배울 수 있기 때문입니다.

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