FR:RPi Tutorial Easy GPIO Hardware & Software

Avertissement
Bien que la plupart de ces circuits puisse être interfacée directement avec le RPi, l'usage d'une interface tampon (comme celle fournie par la Gertboard) est conseillée car elle contribuera à la protection contre tout dommage. Autrement, il est possible de faire les expérimentations avec l'une des.

Les broches GPIO sont reliées directement au cœur du proccesseur ARM, et sont sensibles à l'électricité statique. Par conséquent, il est préférable d'éviter de les toucher autant que possible. Si vous portez une charge électrostatique, par exemple en ayant sur vous un pull en acrylique, ou en marchant sur un tapis en nylon, le fait de toucher les broches GPIO peut détruire votre R-Pi. Il faut donc toucher une masse soi-même avant de toucher aux broches ou à quoi que ce soit qui y est connecté.

'''Il faut faire preuve d'une précaution extrême lors de l'interfaçage d'un matériel à bas niveau, vous pouvez endommager votre RPi, votre équipement et éventuellement vous blesser vous-même ou d'autres. Le faire est à vos propres risques et périls !'''

Objectifs
Ce tutoriel est basé sur ce fil de discussion et a pour but de présenter des circuits électriques sommaires à utiliser avec les entrées/sorties à usage générique (GPIO) du RPi. Des connaissances de base en électronique seront nécessaires (i.e. connaître les composants classiques comme les transistors, diodes et résistances).

Il est grandement conseillé d'utiliser des circuits de protection GPIO supplémentaires pour protéger les fragiles broches GPIO si elles sont employées comme interface avec le RPi.

Liens utiles/Ressources

 * Tutorial: How to use your RPi like an Arduino - Guide approfondi pour utiliser les broches GPIO en Python, Bash et C.


 * Circuit Lab en ligne - Conception et simulation de circuits - Excellent outil pour expérimenter des circuits (également utilisé pour les schémas des circuits utilisés ici)


 * Introduction To Embedded Programming - GPIO - Beaucoup d'informations détaillées sur les entrées et sorties GPIO pour que les débutants comprennent les principes sous-jacents aux circuits.


 * PDF PIC Tips and Tricks de Microchip - Contient des tas d'exemples de circuits utiles à employer avec des micro-contrôleurs PIC, peut être adapté pour une utilisation avec le RPi (GPIO 3.3V).


 * The Electronics Club - D'excellentes ressources pour les débutants en électronique, expliquant de nombreux circuits de base.

Circuits de protection
Afin de protéger l'électronique du Raspberry Pi, il est vivement recommandé d'assurer la protection des broches GPIO d'une façon ou d'une autre pour éviter tout dommage.

Le lien suivant présente quelques manières de le faire :

Circuits de protection GPIO

Plateformes de tests alternatives
Jusqu'à ce que vous ayez un RPi pour faire les tests avec, vous pouvez essayez les circuits de base grâce aux nombreuses plateformes alternatives qui sont disponibles. De plus, ils pourront être interfacés directement en utilisant le RPi à l'avenir.


 * TI LaunchPad - Plateforme de développement à bas coût (les microprocesseurs coûtent seulement quelques USD et les frais de port sont gratuits à l'international). Comporte une carte de débogage/programmation, deux processeurs (avec 16 GPIO, dont I2C/SPI/UART, CAN 10 bits 8 canaux, etc).


 * Arduino - Plateforme de développement répandue chez les passionnés. Excellent support de la communauté et matériel additionnel.


 * PICAXE


 * STM32 Primer/EvoPrimer - Plateforme de développement tout-compris. Mentionnée car j'en ai utilisé une jusqu'à un certain point (j'avais acheté le Primer original il y a longtemps). Elle contient une batterie, des accéléromètres et un écran d'affichage intégré.

=Tutoriels terminés= Remarque : En attendant la disponibilité des RPi, je ne peux pas garantir le bon fonctionnement sur un RPi réel. Pour l'instant, j'utilise le TI LaunchPad (voir plateformes de test alternatives pour les détails) afin de tester le matériel dessus (car il n'est pas cher et les niveaux logiques sont semblables).

Circuits de base
1. Sortie sur DEL

Contrôlée directement (une DEL à très faible alimentation sera requise) ou par l'intermédiaire d'un transistor (ce qui permet l'emploi d'un courant plus élevé). Inclut comme exemple un module de test 8xDEL.

3. Simple entrée interrupteur marche/arrêt

Avec ou sans anti-rebond, résistances de protection etc. Contient comme exemple un module de test Interrupteursx8.

4. Circuit de commande de relais 12V

Circuit de commande de relais 12V avec opto-coupleur. Avec schéma.

=Tutoriels prévus=

Circuits de base
1. Sortie sur DEL

Terminé, voir plus haut.

2. Contrôle d'un petit moteur CC

Transistor Darlington ou MOSFET pour fournir un gain en courant élevé et diode bloquée comme protection contre les bobines du moteur.

3. Simple interrupteur marche/arrêt

Terminé, voir plus haut.

4. Capteur résistif analogique échantillonné en tant qu'entrée numérique

Utilisation d'un circuit basique avec un transistor comme interrupteur.

Circuits intermédiaires
1. Registres à décalage - Multiplexage de données

Une introduction à l'utilisation de CI supplémentaires. Dans le cas présent, utilisation d'un registre à décalage parallèle vers série 8 bits pour lire 8 entrées numériques depuis deux broches GPIO.

2. Circuit analogique vers numérique

Utilisation d'une puce CAN pour échantillonner des entrées.

3. Circuit de commande PWM

Contrôle de la vitesse du moteur par exemple.

4. Affichage ACL 2x16 alpha-numérique

(EN-COURS) Contrôle via 4 fils de données (6 GPIO au total) et également un autre circuit d'interface à 2 fils.

5. Interfaçage avec des périphériques I2C

Interfaçage d'un périphérique I2C connecté à l'un des bus I2C du Pi.

Circuits avancés
1. Contrôle matériel via Internet

Implémenter un contrôle via le web et une surveillance des composants branchés sur les GPIO.

2. Communication avec d'autres micro-contrôleurs

Communiquer avec d'autres micro-contrôleurs pour que des fonctionnalités comme des CAN puissent être utilisées.

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