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Mit Java die GPIO des Raspberry Pi 2 ausreizen

Kaffeebohne trifft Himbeere


Seit einigen Jahren erfreut sich der Raspberry Pi steigender Beliebtheit. Er wird als Mediacenter oder auch als Miniserver im Heimnetzwerk eingesetzt. Ein weiterer interessanter Aspekt des Raspberry Pi ist allerdings seine GPIO. Mit ihr ist es möglich, die unterschiedlichste Hardware an den Rasp­berry Pi anzubinden.

Mit dem Raspberry Pi Typ 2 ist Anfang des Jahres ein wirklich sehr leistungsfähiger Vertreter der Pi-Familie auf den Markt gekommen. Mit seinem ARM-Cortex-A7-Chip ist er seinen Vorgängern um Längen überlegen. Auf dem Raspberry Pi Typ 2 kann man ohne Probleme Java als Programmiersprache verwenden. Dieser Artikel wird Schritt für Schritt erklären, was zu tun ist, um mit Java die GPIO des Raspberry Pi zu verwenden. Im zweiten Abschnitt zeigen wir am Beispiel einer Dachfenstersteuerung, was alles mit der GPIO und Java möglich ist.

GPIO im Detail

Der Rasperry Pi ist von Haus aus mit einer flexiblen und leistungsfähigen IO-Schnittstelle ausgestattet, die GPIO (General Purpose Input/Output). Wie wir in Tabelle 1 sehen, sind die einzelnen Anschlüsse der GPIO nicht nur einfache IOs – es gibt auch einige Anschlüsse, die für Spezialaufgaben wie I2C- und SPI-Bus vorgesehen sind. I2C und SPI sind serielle Bussysteme, an die zusätzliche IO-Bausteine angeschlossen werden können. Diese Bausteine müssen keine einfachen IOs sein; es können sehr komplexe A/D-, D/A-Wandler, digitale Sensoren, Timer oder auch Speicher sein. Für unsere Dachfenstersteuerung werden wir I2C, SPI, PWM und natürlich auch die einfache IO verwenden. Wer nicht mit diesen Schnittstellen vertraut ist, sollte sich einen Moment gedulden – wir werden gleich einen Blick darauf werfen.

Funktion

Pin des GPIO-Headers

Funktion

3,3 Volt

1

2

5 Volt

SDA.1

3

4

5 Volt

SCL.1

5

6

0 Volt

GPIO. 7

7

8

TxD

0 Volt

9

10

RxD

GPIO. 0

11

12

GPIO. 1

GPIO. 2

13

14

0 Volt

GPIO. 3

15

16

GPIO. 4

3.3v

17

18

GPIO. 5

MOSI

19

20

0 Volt

MISO

21

22

GPIO. 6

SCLK

23

24

CE0

0 Volt

25

26

CE1

SDA.0

27

28

SCL.0

GPIO.21

29

30

0v

GPIO.22

31

32

GPIO.26

GPIO.23

33

34

0v

GPIO.24

35

36

GPIO.27

GPIO.25

37

38

GPIO.28

0v

39

40

GPIO.29

Tabelle 1: Die einzelnen Anschlüsse der GPIO

Pi from scratch

Um den Raspberry Pi verwenden zu können, benötigen wir zu allererst ein Betriebssystem – Raspbian ist hier die erste Wahl. Wie der Name schon vermuten lässt, handelt es sich dabei um eine Debian-Portierung. Man kann sich einfach die aktuelle Version unter [1] herunterladen. In der Zip-Datei steckt ein Image, das man ...

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