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Die GPIOs kann man mit verschiedenen Software-Tools wie z.B. Python programmieren (in dieser Bedienungsanleitung verwendet).
Fast alle GPIOs besitzen einen internen Pullup- bzw. Pulldown-Widerstand, den man in seinem Programm ein- und ausschalten kann. Mit
diesen intern zuschaltbaren Widerständen kann der Eingangspegel auf einen definierten Zustand geschaltet werden, so dass ein für den
Prozessor eindeutiger Zustand vorliegt (Pull-down = Pin über Widerstand auf GND/Masse; Pull-Up: Pin über Widerstand auf 3,3 V/DC = High).
Mit den Widerständen wird außerdem der Strom begrenzt. Ohne einen solchen Widerstand könnte ein zu hoher Strom fließen und
die Bauteile beschädigen. Deswegen sind auf der Platine absichtlich externe Widerstände integriert.
Ansteuerung der GPIOs
Die Ansteuerung der GPIOs über Python kann über verschiedene Arten von Bibliotheken erfolgen. Nachfolgend die möglichen Bibliotheken
zur Ansteuerung der GPIOs über Python:
„wiringPi"
Diese Bibliothek ist schon etwas älter und wird bei unseren Beispielen nicht verwendet.
„RPi.GPIO"
Die Bibliothek „RPi.GPIO" ist eine sehr robuste Bibliothek, die gerne von Anfängern benutzt wird.
„GPIO Zero"
Diese Bibliothek ist intuitiv und optimiert den Python-Code, d.h. der Code wird dadurch sehr kurz und ist deshalb auch leicht lesbar.
„pigpio"
Diese Bibliothek schaltet alle GPIOs über die Hardware und ist daher geeignet für zeitkritische Programme. Und sie besitzt die Fähigkeit, die
GPIO-Pins sogar über das Netzwerk zu steuern. pigpio kann manuell installiert werden mit dem Befehl: sudo apt install pigpio
Vergessen Sie nicht, das Programm „pigpiod" zu starten (siehe Kapitel 7).
Die Beispiele in dieser Bedienungsanleitung sind in Python 3 geschrieben und getestet. Es ist möglich, dass manche Programmbei-
spiele auch mit anderen Versionen von Python funktionieren, dies kann aber natürlich nicht garantiert werden.
Kopieren Sie sich am besten unter „Entwicklung" das Icon von „Python 3 (IDLE)" auf den Desktop. Neben „IDLE" ist bei NOOBS seit
kurzer Zeit auch die neue Version der „Thonny Python IDE" enthalten, die mit dem „Step"-Befehl den Code sogar Schritt für Schritt
durchgehen kann.
Im Kapitel 20. a) ist das Programm „Alles_aus.py". Vor Beginn jeder Übung sollte dieses Programm immer einmal aufgerufen wer-
den, um alle Ports in einen definierten Zustand (Input) zu bringen.
Andernfalls müssten in jedem Programm jedes Mal alle Pins definiert werden.
Alle Python-Programme in dieser Anleitung könnte man natürlich ganz leicht kopieren, in den Editor einfügen und dann starten.
Dabei geht jedoch der Lerneffekt verloren, beim Programmieren sauber zu arbeiten und Fehler zu vermeiden (bzw. auftretende
Fehler selbst zu finden und zu beseitigen). Wir empfehlen, mindestens zwei bis drei Programme selbst einzugeben, um sich mit dem
System vertraut zu machen.
Sehen Sie die nachfolgenden Programme außerdem nur als eine der möglichen Lösungen an. Nachdem Sie die Beispielprogramme
durchgearbeitet und ihre Funktionen verstanden haben, können Sie diese abändern oder miteinander kombinieren, um die Möglich-
keiten der Aufsteckplatine in Verbindung mit einem Raspberry Pi
anstatt vorgefertigte Programme zu verwenden.
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zu erkunden. Optimal ist es, wenn Sie eigene Lösungen suchen,
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