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gpio digitalDer GPIO ist spätestens nach der Markteinführung des Raspberry Pi in aller Munde. Inzwischen gibt es viele weitere Geräte die mit GPIOs ausgestattet sind. Doch was ist ein GPIO eigentlich und wie kann man ihn nutzen. In diesem Tutorial will ich Euch die Anwendungsmöglichkeiten, aber auch die Herausforderungen, die die Nutzung von GPIOs mit sich bringen erläutern. Fachleute mögen mir verzeihen, dass ich hier manche Begriffe recht banal erkläre, aber Dank Raspberry Pi und Co gibt es inzwischen doch eine riesige Anwendergruppe und nicht jeder davon hat Elektrotechnik oder Elektronik studiert, was im übrigen auch überhaupt nicht notwendig ist, um sich mit den zahlreichen Möglichkeiten von GPIOs zu beschäftigen.

 

Was ist ein GPIO

Der Begriff GPIO ist die Abkürzung für General Purpose Input / Output, was frei übersetzt soviel heißt wie Eingang / Ausgang für allgemeine Zwecke. Diese GPIOs gibt es nicht erst seit dem Raspberry Pi. Die Chiphersteller wollten natürlich, dass ihre Entwicklungen möglichst breite Anwendungsspektren haben, was lag also näher, viele Pins der Schaltkreise so flexibel wie möglich zu gestalten und ihnen erst durch entsprechende Programmierung eine Funktion zuzuteilen. GPIOs gibt es also schon bedeuten länger, waren aber bisher nicht so gut zugänglich, um sie auch als "Normalo" zu nutzen. Im Allgemeinen können wir in solche Schaltkreise nicht ohne weiteres hineinschauen, müssen uns also darauf verlassen, was der Hersteller preisgibt und das ist oft nicht allzuviel. Aus diesem Grund nehmen wir so einen GPIO mal als einen Anschluss mit unbekanntem Innenleben hin.

gpio allgemein

Als Bauteil könnte man einen GPIO so wie im Bild darstellen. Wir haben eine Spannungsversorgung (V ist dasZeichen für Spannung, das untere Zeichen nennt man Masse oder auch Erde) und erst mal einen Anschluss, der ohne Programmierung gar nichts kann. Wir und der GPIO wissen noch nicht mal, ob da Strom rauskommt oder welcher rein soll. Was wir aber unbedingt bedenken sollten ist, dass in so einem Schaltkreis tausende Bauelemente ihrer Arbeit nachgehen sollen und dass alles ziemlich klein ist. Also viel Leistung dürfen wir dem GPIO nicht abverlangen. Wieviel das sein darf ist von Schaltkreis zu Schaltkreis unterschiedlich und wir müssen dann wohl oder übel in der Dokumentation des Gerätes oder im Datenblatt des Schaltkreises nachschauen, was unser GPIO vertragen kann.

Kommentare   

0 #7 yassine Müller 2019-07-17 15:51
zitiere raven:
Ok, wie mache ich das wenn ich drei GPIO´s mit drei Tastern schalten will ? Bei mir werden beim betätigen einer Taste alle drei GPIO´s geschaltet.

Du nimmst drei schalter die mit high verbunden sind und mit dem GPIO-Pin.
Wichtig ist, dass der sie alle einzeln sind also nicht hintereinander sondern nebeneinander also von High-Spannung zum Schalter zum GPIO und das 3 mal.
Diese verbindest du über einen Pulldownwieders tand wieder alle einzeln mit GND.
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0 #6 raven 2016-07-03 19:52
Ok, wie mache ich das wenn ich drei GPIO´s mit drei Tastern schalten will ? Bei mir werden beim betätigen einer Taste alle drei GPIO´s geschaltet.
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0 #5 Jörg Neumann 2015-10-23 16:27
zitiere Michael:
habe mir gerade eine 8-Kanal-Relaiskarte bei Pollin gekauft. (daypower) Diese verfügt über Optokoppler im jeweiligen Eingang. In der Anleitung heisst es, dass die Eingänge auf Masse gezogen werden müssen, damit die jeweiligen Relais schalten. Das sagt mir so gar nichts. Können Sie mir da weiterhelfen?


Die GPIOs müssen dazu als Ausgang konfiguriert sein. An COM (nicht an Vcc) können die 3,3V vom Raspberry Pi genommen werden. Sollte es nicht funktionieren, kann da durch die Dioden die Spannung verringert, auch 5V genommen werden. Wenn die Relais aus sein sollen, muss der GPIO auf high gesetzt werden, sobald er auf low gesetzt wird zieht das Relais an.
Für weitere Fragen würde ich bitten, ein Thread im Forum dazu zu eröffnen.
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0 #4 Michael 2015-10-23 12:30
Hallo Herr Neumann,

habe mir gerade eine 8-Kanal-Relaisk arte bei Pollin gekauft. (daypower) Diese verfügt über Optokoppler im jeweiligen Eingang. In der Anleitung heisst es, dass die Eingänge auf Masse gezogen werden müssen, damit die jeweiligen Relais schalten. Das sagt mir so gar nichts. Können Sie mir da weiterhelfen? (Link: zum PDF: www.pollin.de/.../D810273B.PDF )
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0 #3 H.Freitag 2015-08-22 13:16
Hallo Herr Neumann,

ich besitze noch den Vorgänger der Pi 2 und überlege mir ob ich mir die ganz neue Version zulegen soll. Nachdem ich aber, per Zufall ^^, auf Ihre Seite und vor allem dieses GPIO Tutorial, gestoßen bin werde ich mir jetzt gleiche ein PI 2 bestellen. Ich bin absoluter Laie in Sache Elektronik usw. aber ich denke mit Ihrer Seite und evtl. Sachbücher werde ich auch die Hürde meistern. Vielen Dank für Ihre Mühe und machen Sie bitte weiter so.

MfG H.Freitag
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+3 #2 Jörg Neumann 2015-02-19 17:55
Ich habe die Bilder nicht nummeriert. Welches Bild ist genau gemeint? Einen Kurzschluss gibt es offensichtlich nur bei dem zweiten Bild im Absatz "Pullup und Pulldown" und dass ist gewollt.
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-4 #1 User 2015-02-19 17:19
In Bild 2 wäre das ein glatter Kurzschluss!
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