Raspberry Pi: GPIO steuern und programmieren

Raspberry Pi: GPIO - General Purpose Input Output

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten um die GPIOs zu steuern und zu programmieren. Welche man verwendet hängt von den Anforderungen ab, die man hat. Oder einfach auch von den eigenen Fähigkeiten sich in bestimmte Programmiersprachen und Bibliotheken einzuarbeiten. Vorkenntnisse machen den Einstieg einfacher. Aber unter Umständen ist das dann nicht der richtige Weg für das, was man eigentlich mit den GPIOs vorhat. Deshalb hier eine kleine Auswahl zu den Möglichkeiten GPIOs zu steuern und zu programmieren.

Shell/Bash: sysfs
Shell/Bash: wiringPi
Shell/Bash: pigpio
Programmieren mit Python

Shell/Bash: sysfs

Auf der Kommandozeile (Shell) steht "sysfs" zur Verfügung. Es gehört zur Raspbian-Linux-Distribution. Im Prinzip handelt es sich um einen Verzeichnisbaum, über den sich die GPIOs ansprechen lassen.
Die Verwendung von "sysfs" ist die naheliegendste Möglichkeit, die GPIOs zu steuern. Aber, es ist kaum intuitiv bedienbar. In der Regel wird man versuchen sich selber Vereinfachungen zu bauen oder andere Lösungen ausprobieren.

GPIO mit "sysfs" steuern und programmieren (Shell/Bash)

Shell/Bash: wiringPi

Eine Vereinfachung auf der Kommandozeile ist "wiringPi". Über einfache Kommandos lassen sich die GPIOs steuern und programmieren. Aber, "wiringPi" ist schon etwas älter und nicht mehr die bevorzugte Methode, um GPIOs anzusprechen.

GPIO mit "wiringPi" steuern und programmieren (Shell/Bash)

Shell/Bash: pigpio

Eine Vereinfachung auf der Kommandozeile ist "pigpio". Es ist gleichzeitig auch die bevorzugte Methode, mit der sich die GPIOs auf der Kommandozeile einfach steuern und programmieren lassen.

GPIO mit "pigpio" steuern und programmieren (Shell/Bash)

Python: GPIO Zero

Python ist eine einfache Programmiersprache für die es viele Bibliotheken, Erweiterungen und fertige Quelltexte gibt.
Eine solche Bibliothek ist GPIO Zero, pigpio oder RPi.GPIO, die eine einfache Schnittstelle bietet, um Bauelementen, Bauteilen und Geräten, die mit den GPIOs eines Raspberry Pi verbunden sind, anzusteuern. Es ist die einfachste Art, um mit Elektronik und dem Raspberry Pi zu arbeiten und zu programmieren.
Mit nur wenigen und verständlichen Zeilen Code kann man Bauteile funktional miteinander verbinden. Nicht nur LEDs, Taster, sondern auch Sensoren und Analog-Digital-Wandler lassen sich damit steuern.

GPIO-Belegung

Egal wie man die GPIOs programmiert, es besteht immer das selbe Problem. Welches Nummernsystem wird für die Ansteuerung der einzelnen GPIOs verwendet? Wird die GPIO-Nummer (BCM) verwendet? Oder wird die Pin-Nummer verwendet? Beides ist nicht identisch und wird von Anfängern gerne mal verwechselt. Welches Nummernsystem man verwendet ist eigentlich egal. Der einfache Weg geht über die Pin-Nummer, weil man dann im Zweifelsfall einfach nur durchzählen muss. Das vereinfacht auch die Beschaltung. Tendenziell ist jedoch die GPIO-Nummer (BCM) zu empfehlen, weil die maßgeblich ist, welcher GPIO gemeint ist.