I pin GPIO generici inclusi nelle schede Raspberry fungono da interfaccia di connessione con il mondo esterno.
Per iniziare ad usarli è necessario capire che la loro funzione principale è quella di fornire ingressi e uscite digitali, con cui controllare componenti elettronici programmabili come sensori e motori, con librerie Python o qualsiasi altro linguaggio di programmazione scelto dall’utente che sono molto utili . .
In questa occasione ci riferiamo a uno dei progetti base con cui entrare nelle applicazioni elettroniche dei computer Raspberry.
Materiale necessario
- 1 Raspberry Pi 4
- 1 LED da 5 mm
- 1 resistenza da 330 ohm o 1K ohm
- 1 scheda di prototipazione
- cavi maschio/maschio, femmina/maschio
Cos’è un LED?
Un LED è un semiconduttore che emette luce quando la corrente lo attraversa. Il suo funzionamento è simile a quello di una lampadina, tranne per il fatto che consente il flusso di corrente solo in una direzione: dal polo positivo (anodo) al polo negativo (catodo).
Quanti ampere può supportare un LED da 5 mm?
La maggior parte dei LED da 5 mm supporta intensità di corrente comprese tra 20 mA e 30 mA. Questo valore è inferiore a quello fornito dai pin Raspberry, quindi deve essere sempre accompagnato da una resistenza.
Quanti Volt consuma un LED?
La tensione utilizzata da un LED quando è acceso (tensione diretta) varia da 1,85 V a 2,5 V. Un valore medio sarebbe 2,2 V.
Calcolo della resistenza per il LED
Per non bruciare il LED, sarà necessario utilizzare un resistore tra esso e il pin GPIO a cui lo colleghiamo.
Il valore della resistenza viene calcolato utilizzando la legge di Ohm (V=I*R) e la legge della tensione di Kirchhoff. Quest’ultimo sostiene che la tensione fornita ad un circuito chiuso deve essere uguale a quella consumata.
Il dato che conosciamo è la tensione fornita dai pin (Vs= 3,3 v); la tensione utilizzata dal LED (Vled= 2,2 v); l’intensità di corrente tipica (I= 0,02 A).
Secondo la legge di Kirchhoff:
Vs = Vled + Vr ===> Vr = Vs – Vled
Applicando la legge di Ohm alla resistenza:
Vr = I*R ===> R = (Vs – Vled)/I= (3.3 – 2.2)/0.02= 55 Ω
Il valore di resistenza ottenuto è 55 Ω. Ma possiamo usare un valore maggiore. Tieni solo presente che maggiore è il valore della resistenza, minore è la luminosità del LED.
Utilizzando la breadboard e i cavi, collegare il pin più corto del LED al pin GND. Quindi, collega il pin più lungo a un resistore da 330 Ω. Collegare l’altra estremità del resistore al pin 23 GPIO.
Codice Python per far lampeggiare un LED
Successivamente presenteremo 3 script Python che consentono a un Raspberry di far lampeggiare un LED. Nei primi due utilizzeremo la libreria GPIO Zero e nel resto la libreria RPi.GPIO.
Script 1
from gpiozero import LED
from time import sleep
led=LED(23)
while True:
led.on()
sleep(1)
led.off()
sleep(1)Script 2
from gpiozero import LED
from signal import pause
led=LED(23)
led.blink()
pause()Script 3
import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(23, GPIO.OUT)
while (True):
GPIO.output(23, True)
time.sleep(1)
GPIO.output(23, False)
time.sleep(1)