Raspberry Piの拡張コネクタ（GPIO）について

　こんにちは、タクト工房へようこそ！今回は、Raspberry Piの拡張コネクタ、通称GPIO（General Purpose Input/Output）について詳しく見ていきましょう。この小さなコンピュータの強力な機能の一つであり、電子工作やIoTプロジェクトにおいて欠かせない要素です。

GPIOとは？

　GPIOとは、Raspberry Piの拡張コネクタ上に配置されたピンのことを指します。これらのピンを使って、外部デバイス（センサー、LED、モーターなど）と直接接続し、信号の送受信を行うことができます。

GPIOピンの概要

　Raspberry Piの拡張コネクタには、40ピン（モデルA+、B+、2B、3B、4B）のコネクタが配置されています。各ピンにはそれぞれ異なる役割があり、以下のようなものが含まれています：

• 電源ピン（5V、3.3V）：デバイスに電力を供給するためのピン。

• GND（グランド）ピン：電気回路の基準点となるピン。

• GPIOピン：汎用の入出力ピン。入力または出力の信号を制御できます。

• 特定用途のピン：I2C、SPI、UARTなど、特定の通信プロトコルに使用されるピン。

ピン配置図

　以下に、Raspberry Pi 4BのGPIOピン配置図を示します：

各ピンの役割

• 電源ピン:

  • 5Vピン: 直接5V電圧を供給するピンです。大電流を必要とするデバイスに適しています。

  • 3.3Vピン: 3.3V電圧を供給するピンです。低電圧デバイスに適しています。

• グランドピン（GND）: 電気回路の基準点となるピンで、デバイスの共通グランドに接続されます。

• GPIOピン: 汎用入出力ピンとして設定できます。入力モードでは外部からの信号を受け取り、出力モードでは信号を送信します。

• 特定用途のピン:

  • I2Cピン（SDA、SCL）: I2C通信プロトコルを使用するためのデータ線（SDA）とクロック線（SCL）です。

  • SPIピン（MOSI、MISO、SCLK、CE0、CE1）: SPI通信プロトコルを使用するためのピンです。

  • UARTピン（TXD、RXD）: シリアル通信を行うための送信データ線（TXD）と受信データ線（RXD）です。

GPIOピンのモード設定

GPIOピンは、ソフトウェアでモード（入力、出力、特殊機能など）を設定することで使用できます。これにより、外部デバイスとの柔軟なインターフェースが可能となります。

結論

Raspberry PiのGPIOピンは、多様なプロジェクトにおいて非常に強力なツールです。さまざまなデバイスを接続し、自分だけの電子工作プロジェクトを楽しんでください！