Raspberry Pi: Die GPIO-Schnittstelle (Grundlagen+Belegung)

Mit GPIO (General Purpose Input Output) werden die Ein-/Ausgänge am Raspberry Pi bezeichnet, die oben rechts in Form von Stiftleisten (manchmal auch als Pfostenstecker bezeichnet) angebracht sind. Sie sind je nach verwendetem Raspberry Pi-Modell in unterschiedlicher Anzahl und Anordnung vorhanden. Mit dieser Schnittstelle ist es möglich, LEDs und Relais anzusteuern, Zustände zu messen, serielle Datenübertragung zu realisieren, und vieles mehr.

Die einfachste Weise, diese Schnittstelle zu verwenden, ist die digitale Ein- und Ausgabe. Alle Anschlüsse, die mit GPIO beschriftet sind, können wahlweise als Eingang oder Ausgang konfiguriert werden. Verwendet man einen Anschluss als Ausgang und schaltet ihn auf logisch 1 (d.h. man schaltet ihn ein), liegen am entsprechenden Anschluss 3,3V an. Schaltet man ihn auf logisch 0 (also aus), liegen 0V an. Wenn ein Anschluss als Eingang konfiguriert wird, so ist dieser logisch 1, wenn 3,3V anliegen und logisch 0, wenn 0V anliegen.

Für diese einfache Anwendung gibt es jedoch etwas zu beachten: nur der root-Benutzer darf Ausgänge schalten. Ein Standardbenutzer muss seinem Befehl also sudo voranstellen.

Die folgenden Grafiken sollen einen kleinen Überblick über die Belegung der Pins geben. Einige Erläuterungen dazu weiter unten.

Raspberry Pi 233+ZeroZero W / WH

Raspberry Pi 2, 3, 3+, Zero, Zero W / WH: GPIO-Belegung

Raspberry Pi 2, 3, 3+, Zero, Zero W / WH: GPIO-Belegung

Raspberry Pi Modell B+

Raspberry Pi Model B+: GPIO-Belegung

Raspberry Pi Model B+: GPIO-Belegung

Raspberry Pi Modell B (Rev. 2)

Raspberry Pi Model B (Rev. 2): GPIO-Belegung

Raspberry Pi Model B (Rev. 2): GPIO-Belegung

Erläuterungen

Die Abbildungen zeigen die GPIO mit Blick von oben (Bauteilseite) auf die Stiftleisten. Gezählt wird bei den Haupt-Stiftleisten immer ab dem ersten Pin, von links nach rechts, von oben nach unten. Den ersten GPIO-Pin am Raspberry Pi erkennt man, indem man die Platine umdreht – er besitzt als einziger eine viereckige Lötstelle. Alle anderen sind rund.

Die Pins, die mit +3,3V und +5V beschriftet sind, liefern Spannung in entsprechender Höhe und können für die Versorgung von angeschlossenen Bauteilen verwendet werden. Pins, die mit „GND“ beschriftet sind, liefern das Bezugspotenzial (Masse). Pins, die mit GPIO beschriftet sind, können als Ein- und Ausgänge genutzt werden. Sie besitzen jedoch noch weitere, alternative Funktionen. Die erste alternative Funktion (ALT0) steht in hellgrauer Schrift daneben – und hier kommen auch die Farben ins Spiel, denn diese gruppieren zusammengehörige Pins für Alternativ-Funktionen. Weitere Funktionen kann man dem Datenblatt ab Seite 102 entnehmen.

Hinweis: Der Raspberry Pi Model B (Rev. 2) besitzt eine zweite Stiftleiste mit der Bezeichnung P5. Diese ist zwar ab Werk nicht montiert, kann aber ganz einfach mit einem kleinen Lötkolben selbst aufgelötet werden. Hierzu eignet sich am besten eine gerade Standard-Stiftleiste mit 2×4 Pins und einem Rastermaß von 2,54mm.

Sebastian

Sebastian

...ist staatlich geprüfter Techniker für Elektrotechnik, Schwerpunkt Prozessautomatisierung und Energietechnik. Die Themen Automatisierung und Programmierung haben es ihm besonders angetan.
Außerdem ist er für jede technische Spielerei zu haben 😉
Sebastian

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