====== Raspberry PI GPIO ======

  * existuje více revizí raspberry s rozdílným rozložením vývodů
  * vývody bývají označovány podle BCM nebo raspberry značení
  * následující přehled obsahuje popisy pinů podle BCM pro různé revize

{{:raspberry-pi-gpio-pinouts.png?direct&600|}}

===== Raspbery PI B =====

  * já mám model B, revizi 2.0
  * revizi lze identifikovat například podle ''/proc/cpuinfo''

<code>
cat /proc/cpuinfo 
processor	: 0
model name	: ARMv6-compatible processor rev 7 (v6l)
BogoMIPS	: 2.00
Features	: half thumb fastmult vfp edsp java tls 
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xb76
CPU revision	: 7

Hardware	: BCM2708
Revision	: 000f                   <---------- revize 2.0
Serial		: 00000000a2fe0aff
</code>

  * následující přehled obsahuje popis pro revizi 2.0 podle BCM
  * některé vývody mají speciální použití (bílou barvou raspberry značení)

{{:raspberry-pi-rev2-gpio-pinout.jpg?direct&600|}}

===== Raspberry PI zero W =====

{{:raspi_zero_w_header.jpg?direct&700|}}
===== Upozornění =====

  * pozor na napětí a proud
  * na GPIO IN pin nesmí přijít napětí vyšší než 3.3V
  * 3.3V VCC piny lze použít na napájení externího zařízení, proud by neměl ale překročit 50 mA (hodnota s plnou zátěží raspi, jinak může být prý vyšší, 50 mA je ale jistota)
  * GPIO OUT pin může poskytovat maximálně proud 16 mA

====== Knihovny ======

  * [[http://wiringpi.com/download-and-install/|Wiring PI pro C/C++, shell]]

<code>
apt-get install git-core gcc sudo
mkdir gpiotest
cd gpiotest
git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build
</code>

  * [[https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO|RPi.GPIO pro python]]
    * podle INSTALL souboru stačí na raspbian pouze
<code>
apt-get install python-rpi.gpio python3-rpi.gpio
</code>

====== Blikání LED ======

  * [[electro_intro|základy k LED]]
  * proud, který je na GPIO raspberry pi povoleno používat je  2-**16mA**!! při překročení dojde ke spálení
  * výpočet odporu
    * na pinu máme 3.3V
    * ledka nám odebere 0.7V
    * zůstává 2.6V, kterých se chceme zbavit
    * chceme, aby procházel proud například 5mA
    * podle ohmova zákona: 2.6 / 0.005 = 520 ohm 
  * já jsem použil odpor 330 ohm, to znamená proud 7.88mA, což je ok
  * LED diodu mám připojenou k BCM 18

  * tento triviální program má i praktické použití. Reálně jsem ho použil pro záchranu AVR mikroprocesoru jako externí generátor hodinového signálu :) Použil jsem Wiring C verzi s usleep(1) místo delay().

===== Python RPi.GPIO =====

<code python>
import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
while True:
        GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
        time.sleep(.5)
        GPIO.output(18, GPIO.LOW)
        time.sleep(.5)
</code>

===== Wiring =====

  * u wiring se používá raspberry značení pinů
  * pro zjištění raspberry značení lze využít tabulku aktuálního stavu
  * LED diodu mám připojenou k BCM 18, což odpovídá wPI 1

<code>
root@piAP:/tmp# gpio readall
 +-----+-----+---------+------+---+-Model B2-+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5V      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | ALT0 | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT0 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |  28 |  17 | GPIO.17 |   IN | 0 | 51 || 52 | 0 | IN   | GPIO.18 | 18  | 29  |
 |  30 |  19 | GPIO.19 |   IN | 0 | 53 || 54 | 0 | IN   | GPIO.20 | 20  | 31  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
</code>

==== C ====

  * lze použít přímo příklad z archívu knihovny ''wiringPi/examples/blink.c''
  * pouze jsem přepsal číslo pinu

<code c>
#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>

#define LED     1  // pin 1 is BCM_GPIO 18.

int main (void)
{
  printf ("Raspberry Pi blink\n") ;

  wiringPiSetup () ;
  pinMode (LED, OUTPUT) ;

  for (;;)
  {
    digitalWrite (LED, HIGH) ;  // On
    delay (500) ;               // mS
    digitalWrite (LED, LOW) ;   // Off
    delay (500) ;
  }
  return 0 ;
}
</code>

  * zkompilovat lze pomoci ''make blink''

==== Shell ====

  * lze použít přímo příklad z archívu knihovny ''wiringPi/examples/blink.sh''
  * pouze jsem přepsal číslo pinu

<code bash>
PIN=1 # pin 1 is BCM_GPIO 18.

gpio mode $PIN out

while true; do
  gpio write $PIN 1
  sleep 0.5
  gpio write $PIN 0
  sleep 0.5
done
</code>

====== DHT22/AM2302 ======

  * senzor teploty a vlhkosti DHT22/AM2302 ([[https://zabbix.tips/monitor-temperature-and-humidity-zabbix/|návod]])
  * zakoupen na ebay (včetně desky plošných spojů s odporem a káblíkem)
  * destička má tří vývody
    * ''+'' napájení, 3.3V, libovolný pin s tímto napájením
    * ''out'' data, libovolný GPIO
    * ''-'' GND, libovolná zem

  * zkoušel jsem instalaci přes pip, ale to skončilo chybou

<code>
apt-get install pip
pip install adafruit_python_dht

Collecting adafruit_python_dht
  Downloading Adafruit_Python_DHT-1.1.2.tar.gz
    Complete output from command python setup.py egg_info:
    Could not detect if running on the Raspberry Pi or Beaglebone Black.  If this failure is unexpected, you can run again with --force-pi or --force-bbb parameter to force using the Raspberry Pi or Beaglebone Black respectively.
</code>

  * instalace přes git se povedla, dokonce je tam i novější verze

<code>
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
cd Adafruit_Python_DHT/
python setup.py install
</code>

  * pro otestování jsem použil ukázkový python skript

<code>
examples/AdafruitDHT.py 2302 4
Temp=21.8*  Humidity=73.1%
</code>

  * první měření dopadlo o dost jinak než následující, možná nějaká inicializace


====== MP3/radio přehrávač ======

  * inspirováno projektem mp3 přehrávač z knížky
  * cílem je přehrávání internetových rádií, přepínání tlačítkem :D
  * mpg321 místo mpg123 .. navíc podporuje streaming
  * ''apt-get install alsa-mixer''
  * ''modprobe snd-bcm2835''
  * ''speaker-test -f 80 -t sine''
  * jak ochránit repro před rány při on/off? 
    * soft start - ale to chrání jen před on/off zesilovače ne zdroje signálu :)

====== UART ======

  * stačí tři vodiče RX (zelená), TX (bílá), zem (černá)
  * používá napěťové úrovně 3.3V (lze sehnat přímo sériový kabel USB-TTL)
  * napájení z USB-TTL kabelu (červený drát) pro raspberry nestačí, neutáhne to
  * sériová linka se používá pro zobrazení boot zpráv kernelu a login prompt. 
  * vlastní init proces (po kernelu a před login prompt) vidět nejde (a asi ani nijak zapnout?)
  * pokd chceme používat UART na něco jiného, musíme jej uvolnit (a naopak)
  * login prompt je zapsán:
<code>
/etc/initab
T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0115200 VT100
</code>
  * kernel serial konzole je zapsána:
<code>
/boot/cmdline.txt 
dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p5 rootfstype=ext2 rootwait
</code>
  * klientů pro sériovou linku je víc

  * cutecom 
    * s GUI klikací, jako terminál asi nic moc
  * screen
    * skutečný terminál :) 
    * spouští se např ''screen /dev/ttyUSB0 112500''
  * cu
    * další terminálového typu
    * příklad spuštění: ''cu -l /dev/ttyUSB0 -s 115200''
====== SPI ======

  * 4 vodiče
    * **SCLK** (master) / **CLK** (slave) .. Clock (hodinový signál)
    * **MOSI** (master) / **Din** (slave) .. Master Out Slave In
    * **MISO** (master) / **Dout** (slave) .. Master In Slave Out
    * **CS/SHDN** (master) / **SS** (slave) .. Slave Select
  * princip komunikace
    * master řídí komunikaci, generuje hodinové impulzy, bez hodin se nic neděje
    * nastavením SS na LOW se vybere cílové zařízení (pokud je po zapnutí už na LOW, nastaví se nejdřív na HIGH)
    * první bit (MOSI) bývá HIGH (tzv. startovací bit)
    * komunikace je full duplex, s každým tikem pošle Master (na MOSI) a Slave (na MISO) bit současně
    * počet a pořadí zaslaných bitů si zařízení určují sami
    * přenos se ukončuje nastavením SS na HIGH
  * příklad komunikace
    * MCP3008 - AD převodník 8x 10Bit s SPI rozhraním
    * po start bitu se zašle SGL/DIFF (single nebo diferenciální) příznak
    * následuje číslo požadovaného kanálu (8 kanálů, tj 3 bity: D2, D1, D0)
    * ukázka komunikace z [[https://www.adafruit.com/datasheets/MCP3008.pdf|datasheet MCP3008]]

{{::mcp3008-spi-comm.gif|}}

  * komunikaci lze provést i bez speciálního SPI rozhraní pomocí techniky bit-bang
<file python Test-ADC_vyrez.py>
def adc(chan, clock, mosi, miso, cs):
    if((chan < 0) or (chan > 7)):
        return -1
    GPIO.output(cs, True)           # preventivně
    GPIO.output(clock, False)
    GPIO.output(cs, False)          # aktivujeme slave
    cmd = chan
    cmd |= 0x18                     # nastavíme start bit + SGL bit
    cmd <<= 3

    for i in range(5):              # pošleme start, SGL, channel
        if(cmd & 0x80):
            GPIO.output(mosi, True)
        else:
            GPIO.output(mosi, False)
        cmd <<= 1
        GPIO.output(clock, True)
        GPIO.output(clock, False)
    result = 0
    for i in range(12):             # načteme mezeru (čas pro čtení hodnoty) + nulový bit + 10 bitů
        GPIO.output(clock, True)
        GPIO.output(clock, False)
        result <<= 1
        if(GPIO.input(miso)):
             result |= 0x1
    GPIO.output(cs, True)
    result >>= 
    return result 
</file>

  * jak využít rozhraní nativně?
    * raspi má dva  chip select porty (CE0, CE1) - tj. SS vývod
    * spi je default vypnuté, je třeba načíst kernel modul ''spi-bcm2708''
    * jako sw lze použít: [[http://wiringpi.com|wiringpi]], [[http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/|C knihovna BCM2835]], ''spidev'' (v C nebo dokonce přímo v shell)
    * zdroje
      * [[https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/spi/README.md|Vše SPI na raspi, oficiální stránka]] 
      * [[http://www.hertaville.com/interfacing-an-spi-adc-mcp3008-chip-to-the-raspberry-pi-using-c.html|C++ třída pro komunikaci s MCP3008 SPI využívající spidev s moc pěkným úvodem k MCP3008 SPI]]
      * [[http://www.brianhensley.net/2012/07/getting-spi-working-on-raspberry-pi.html|Ukázka využití demo příkladu spidev_test.c z linux kernelu (spidev)]]
      * [[http://www.raspberry-projects.com/pi/programming-in-c/spi/using-the-spi-interface|Ukázka s využitím knihovny BCM2835 a bez (spidev)]]
      * [[http://wiringpi.com/reference/spi-library|Ukázka ve wiringPI]]

  * lze použít ke komunikaci více zařízení (slave)
    * možnost 1
      * SCLK, MOSI a MISO se propojí se všemi Slave
      * SS je pro každého Slave zvlášť
    * možnost 2
      * SCLK, SS se propojí se všemi Slave, 
      * MOSI se připojí do prvního Slave, jeho Dout se použije pro Din druhého Slave, .. , poslední Dout se použije jako MISO
    * více [[https://learn.sparkfun.com/tutorials/serial-peripheral-interface-spi|zde]]

====== 433 Mhz ======

  * TODO
  * http://www.instructables.com/id/Super-Simple-Raspberry-Pi-433MHz-Home-Automation/