Ahn Heesuk

(Python) 1. Python을 이용하여 라즈베리파이 gpio를 제어해보자.

2018/09/16

오늘은 Python을 이용해서 라즈베리파이의 gpio를 제어해보려고 합니다.

gpio는 라즈베리파이의 제어할 수 있는 핀들인데, 이 핀들을 센서와 연결하고, 해당 센서로부터 input 되는

값을 이용하여 google iot core에 publish 해보려고 합니다.

Python Gpio 라이브러리를 다운로드 받자.

파이썬에서 Gpio 라이브러리는 WiringPi와 RPI.Gpio가 있는데, 이 포스트에서는 RPI.Gpio를 이용해보려고 합니다.

RPI.GPIO 라이브러리에 대한 상세설명은 https://pypi.org/project/RPi.GPIO/에서 확인이 가능합니다.

python과 pip이 설치되어 있다면, pip install RPi.GPIO 커맨드를 이용해서 간단하게 라이브러리를 받아올 수 있습니다.

단, Gpio는 라즈베리파이 모듈이므로, 라즈베리파이의 OS 환경에서 받는 것이 아니라면, 에러가 발생할 수 있습니다.

저의 경우, 제 PC의 환경이 Mac OS이고, Mac OS 환경에서 Pycharm IDE를 이용해서 코딩을 하고 싶어서

RPi.GPIO 가짜 라이브러리를 마치 모킹하듯이 만들어서 진행하려고 합니다.

물론, 실제 라즈베리 환경에서는 Python GPIO 라이브러리를 다운로드 받아서 쓸 생각입니다.

실제 여러분들의 환경이 만약 저와 같이 다른 OS 환경에서 코딩 후에 Github에 올린 후, 라즈베리파이에서

Git을 이용해서 가져오실 예정이라면, 제가 하는 방법이 도움이 될 수 있을 것 같습니다.

물론, 실제로 라즈베리파이 환경에서 코딩을 하시는 분들의 경우에도 코드상으로는 같은 코드이기 때문에

아래 코드 예제들을 따라해주시면 되겠습니다.

Rpi.Gpio의 기본 함수들을 알아보고, Config 설정을 해보자.

GPIO.setmode

라즈베리파이는 여러 버젼들이 있습니다. 구버젼의 라즈베리파이는 26핀이고, B+ 이상의 버젼은 40핀입니다. 즉, 하드웨어의 핀 구조가 다르기 때문에 GPIO 라이브러리에서는 어떤 버젼인지에 따라서 mode를 설정해줄 수 있습니다. mode에는 2가지가 있는데, 구버젼의 경우는 BOARD를 사용하고, 신버젼의 경우에는 BCM 모드를 사용합니다.

   만약, 구버젼 라즈베리파이일 경우

      `GPIO.setmode(GPIO.BOARD)`

   B+ 이상의 라즈베리파이일 경우,

      `GPIO.setmode(GPIO.BCM)`

GPIO.getmode

만약, 시스템 레벨에서 어떤 mode인지를 가져오기 위해서는 getmode 함수를 사용하시면 됩ㄴ디ㅏ.

    mode = GPIO.getmode()

이때, mode는 optional한 값이며, 그 값은 GPIO.BOARD 또는 GPIO.BCM 또는 None 값일 수 있습니다.

GPIO.setup

setup 함수의 경우, GPIO의 핀들에 대한 설정을 해준다고 생각하시면 됩니다. 센서로부터 값이 input이 되는 경우가 있고, 아니면 라즈베리파이보드에서 => 센서로 out이 되는 경우가 있습니다. 간단하게 예를 들면, 만약 습도 센서로부터 데이터 값을 입력받을 건데, 그 핀 번호를 14번 핀으로 부터 input을 받겠다 라고 한다면,

GPIO.setup(14, GPIO.IN)

위와 같이 사용하실 수 있으며, 반대로, 어떤 릴레이 모듈의 전원을 on / off 제어를 해야해서 라즈베리파이에서 센서로 output 이벤트를 줘야하는 경우에는

GPIO.setup(14, GPIO.OUT)

위와 같이 설정을 할 수 있습니다.

만약, 여러 채널을 동시에 등록하고 싶다면, RPI.Gpio는 이것 또한 지원을 해주는데,

  chan_list = [11,12]    # add as many channels as you want!
                       # you can tuples instead i.e.:
                       #   chan_list = (11,12)
  GPIO.setup(chan_list, GPIO.OUT)

위와 같이 채널을 튜플 형태나, 어레이 형태로 넣을 수도 있습니다.

이러한 setup은 채널을 개통한다라고 생각하시면 됩니다.

GPIO.input

이제 실제로 설정한 채널로 부터 센서값을 받는다고 해봅시다. 센서값을 읽어들이기 위해서

  GPIO.input(channel)

를 이용하여서 데이터 값을 읽어들일 수 있습니다. 데이터 값을 읽어들였을 때, 돌아올 수 있는 return 값은

0 / GPIO.LOW / False or 1 / GPIO.HIGH / True. 이 있습니다.

GPIO.output

GPIO.cleanup

GPIO 핀을 설정 후에, 만약 프로그램을 종료한다고 했을 때, 설정된 pin 값들에 대한 정보를 모두 초기화 해주어야 합니다. 그렇지 않을경우, 다시 실행할 때, 경고 메세지가 나오게 됩니다. clean up함수는 아래와 같은 방식으로 사용할 수 있습니다.

    GPIO.cleanup() : 모든 채널을 클린업 하고 싶을 때.  
    GPIO.cleanup(channel) : 특정 채널만 클린업 하고 싶을 때.
    GPIO.cleanup( (channel1, channel2) ) : 여러 채널을 클린업 하고 싶을 때. (tuple 사용)
    GPIO.cleanup( [channel1, channel2] ) : 여러 채널을 클린업 하고 싶을 때. (array 사용)

[Mocking!] 위의 GPIO 함수들을 가짜로 만들어보자.

위에서 제가 한번 말한 것처럼, GPIO 라이브러리를 OS X에서 직접적으로 사용할 수 없으므로, 가짜 함수들을 만들어보려고 합니다.

만약, 이미 라즈베리파이 환경이고, GPIO 라이브러리를 받으셨다면, 이 부분은 패스하셔도 됩니다.

  • 참조 : https://sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/BasicUsage/ : python gpio library documentation https://kocoafab.cc/tutorial/view/310 : GPIO핀을 이용하여 LED제어해보기 by kocoafab

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