GPIO

Connecteur

La partie la plus importante pour ce qui nous concerne est le port GPIO. Ce connecteur à 40 points est le moyen fourni par les créateurs du Raspberry Pi pour nous permettre d’accéder aux ports d’entrée/sortie du processeur BCM2837.

Nota : La broche 1 est identifiée sous la carte par une pastille carrée.

Intitulé des broches

Les ports du connecteur GPIO ont tous un rôle bien déterminé. On trouve des alimentations 5V et 3,3V ainsi que des masses.

Les ports GPIO sont identifiés par un chiffre ; GPIO1, GPIO2, … Certains ont une fonction supplémentaire précisée entre parenthèses. Cette fonction n’empêche pas d’utiliser les GPIO de façon classique, comme entrée/sortie numérique (0 ou 1).

Les GPIO utilisables comme entrée/sortie numérique sont au nombre de 26. Ils ne fonctionnent qu’en tout ou rien, 0 ou 1, 0V ou 3,3V. Il n’y a pas de port analogique (tension continument variable). Si vous avez besoin de plus de ports ou de ports analogiques, il faudra ajouter des cartes d’extension.

[stextbox id=’warning’ caption=’Attention !’]L’utilisation des broches 27 et 28 (ID_SD et ID_SC) est interdite. Elle sont réservées à l’accès aux mémoires EEPROM des cartes HAT connectées sur le Raspberry Pi.

Limitations

Les entrées/sorties GPIO ne peuvent pas consommer/fournir un courant important. Des limitations existent, même si de nombreuses sources donnent des informations différentes.

Le courant maximum (en entrée ou en sortie) par broche est de 16mA et le courant total pour l’ensemble du GPIO ne peut pas dépasser 50mA.

Il vous appartient de dimensionner les composants pour ne pas aller au delà de ces limites, et de prévoir éventuellement un « buffer » (amplificateur) entre le GPIO et le composant externe (LED par exemple).[stextbox id=’info’ caption=’Attention !’]

• Une sortie ne fournit que le courant demandé par ce qui est connecté sur la broche. Ce n’est donc pas parce que la sortie est à 1 que le courant est de 16mA.
• Il n’y a pas de protection sur les entrées/sorties. Si le composant externe consomme plus que le courant maximum, la tension de sortie diminue et les niveaux logiques ne sont plus assurés.
• Si le courant maximum pour une broche ou pour l’ensemble des broches est dépassé, cela peut provoquer la détérioration définitive de l’entrée/sortie et/ou du CPU complet.

Première génération de Raspberry Pi

Sur les premières générations de Raspberry Pi, le connecteur GPIO ne proposait que 26 broches, compatibles avec les 26 premières broches du connecteur 40 broches actuel.

Carte de prototypage

Cette carte existe en plusieurs dimensions, plus ou moins longues, donc comportant plus ou moins de positions pour connecter des composants.

Les trous sont reliés en rangées. Le schéma ci-dessous montre comment les trous sont connectés les uns aux autres.

De chaque côté de la plaque, un trait rouge et un trait bleu indiquent les « rails » d’alimentation. Il n’y a pas d’obligation de respecter le + et le – mais… c’est tellement plus simple  On a donc 2 lignes + et – de chaque côté. Par exemple il est possible de dédier un côté au 5V et l’autre au 3,3V en repérant bien ce qu’on fait. N’hésitez pas à coller des étiquettes.

N’oubliez pas que votre Raspberry Pi n’accepte absolument pas de tension 5V sur ses GPIO… Je vous aurai prévenu (ça fait déjà 2 fois depuis le début de cet article).

Chaque trou peut être repéré par ses coordonnées : Numéro de ligne et lettre de a à j. Cela permet de relever les schémas très exactement, si nécessaire.

Sur cet exemple on peut voir une breadboard avec des composants en place.

J’ai choisi un modèle court pour mes breadboards car cela permet de les « embarquer » par exemple sur un petit robot, ce qui est moins facile avec la version longue. Après, vous adapterez la taille de la plaque à vos besoins et à la disponibilité du matériel.

Fils de liaison

J’utilise ces deux modèles de fils de liaison. Ils sont équipés de connecteur dupont mâle et femelle. Je n’ai que des M/M et F/F quand il faut un M/F j’en mets 2 en série 

Connecteur dupont femelle

Connecteur dupont mâle.