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紹介

Raspberry Piとは、プリインストールされたLinuxシステムが搭載されたクレジットカードサイズのミニコンピューターです。ポートについては、Raspberry Piはマウスやキーボード用のポートを提供しています。また、SDカードやHDMIディスプレイやテレビの接続用のポートもあります。低コストで低消費電力なため、強力なGPIOピンを介して非常に複雑な組み込みプロジェクトを実行するのに非常に適しています。

GPIO（汎用入出力）は、RPiボードの上部にあるハードウェアピンの行です。Raspberry Piは、センサーやモーター、その他多くの周辺デバイスを含む他のハードウェアとのインタラクションにGPIOピンを使用します。このキットを通じて、GPIOを使用して簡単な実験を行い、GPIOをプログラムする方法を学ぶことができます。

Raspberry Piは、最新の（現時点での）Raspberry Pi Zero W、Pi 3 Model B、Pi 2 Model B、Pi 1 Model B+、Pi Zero、Pi 1 Model A+を含む多くのバージョンがあります。異なるバージョンによってGPIOのレイアウトが異なる場合があります。このチュートリアルでは、デフォルトのPiボードはBluetoothとWi-FiをサポートするRaspberry Pi 3 Model Bです。実際のニーズに応じて選択できます。

以下は、RPI3 Model BとPi Zeroの写真です。

GPIOピンの名称システム（BCM/Wiringpi）と物理的なピンの位置の関係について: 

最新のRaspberry Piにはピンが印刷されていないため、初心者にとっては困難を引き起こすことがあります。さらに悪いことに、実際には3つの主要なGPIO命名システムがあります。物理ピンシステム、BCMシステム、WiringPi(WPI)システムです。WPIはC言語でよく使用され、他の2つのシステムはPythonでよく使用されます。同じ物理ピンが異なる番号で表されることが多く、多くの初心者学習者を混乱させています。そこで、理解を始めてみましょう。

まず、物理ピン番号とBCMピン番号の関係について話しましょう。以下の図では、円内の数字は物理ピン番号であり、ピンの横にある言葉はGPIOピンの公式名前です。GPIOの後に続く数字はBCM番号です。たとえば、物理ピン番号#12 (in blue circle of following picture) の公式名前は「GPIO 18」です。つまり、物理ピン#12 = BCMピン#18ということです。

PythonでBCMと物理ピン番号をプログラムする方法
BCMピン番号を使用してPythonでプログラムする場合、以下のようなPythonコードを使用します:

import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
LedPin = 18
GPIO.output(LEDPIN,GPIO.HIGH)
GPIO.output(LedPin,True)
......

Pythonで物理ピン番号システムを使用する場合、上記のコードを以下のように変更する必要があります:

import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
LedPin = 12
GPIO.output(LEDPIN,GPIO.HIGH)
GPIO.output(LedPin,True)
......

両方のコードは、物理ピン12上のLEDを点灯させるのに完全に等しいです。

wiringPi（wPi）GPIO命名規則:
wiringPiライブラリは、Cプログラミングでよく使用されます。wiringPi（wPi）番号は、BCM（Raspberry公式命名システム）のそれとはかなり異なります。たとえば、物理ピン番号12はBCMピン番号18であり、wPiシステムではピン番号1です。物理ピン12のLEDを点灯させるには、以下のようなCプログラムを使用します。

#include < wiringPi.h>
#define LedPin 1
pinMode(LedPin, OUTPUT);
digitalWrite(LedPin,LOW);
......

コンソールコマンドgpio readallを実行することで、wiringPiの名前、番号、およびBCMおよび物理ピンシステムへの関係を取得できます。

物理ピン番号とBCMピン番号の関係を示すBCMピンマップの拡大版は以下の通りです

Tタイプ40ピンGPIO拡張ボード
拡張ボードの機能は、GPIO拡張ボードを使用してRaspberry Piのピンをブレッドボードに引き出し、頻繁な抜き差しによるGPIOの損傷を防止することです。接続の便利さのために、このキットには40ピンのGPIOフラットケーブルとT字型のGPIO拡張ボードが含まれています。

この40ピンGPIO拡張ボードとGPIOケーブルは、以下の図に示すようにRaspberry Pi 2 Model Bおよび3 Model Bに差し込むことができます。

この40ピンGPIOエクステンションボードとGPIOケーブルは、以下のグラフのようにRaspberry Pi ZeroおよびZero Wに接続できます。

各ピンの理解を深めるために、Tボードに印刷された名前とBCM＃、wiringPi＃の関係を理解するための表を作成しました。