{"id":1782,"date":"2017-08-17T18:22:11","date_gmt":"2017-08-17T18:22:11","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.usinainfo.com.br\/?p=1782"},"modified":"2025-05-02T10:44:53","modified_gmt":"2025-05-02T13:44:53","slug":"os-primeiros-passos-com-raspberry-pi-3-controlando-gpio-por-sysfs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/os-primeiros-passos-com-raspberry-pi-3-controlando-gpio-por-sysfs\/","title":{"rendered":"Tutorial Raspberry Pi 3 Com Primeiros Passos: Controlando a GPIO por SYSFS"},"content":{"rendered":"<p>N\u00e3o \u00e9 de se negar que a Raspberry Pi mudou o mundo dos dispositivos embarcados, da mesma forma que o Arduino mudou. H\u00e1 alguns anos atr\u00e1s, n\u00e3o pod\u00edamos imaginar que daria para construir o seu pr\u00f3prio computador, em casa e com pouco dinheiro. Sendo assim,muitas duvidas surgem e hoje vamos sanar algumas com esse <strong>Tutorial Raspberry Pi 3 Com Primeiros Passos.<\/strong><\/p>\n<p>Atualmente, conseguimos fazer muitos projetos complexos, que antes s\u00f3 eram poss\u00edveis com placas car\u00edssimas, das quais n\u00e3o t\u00ednhamos acesso, as vezes somente em universidades. Com a Raspberry Pi podemos fazer projetos que v\u00e3o desde uma simples automa\u00e7\u00e3o residencial, um media center, videogame e at\u00e9 sistemas de vis\u00e3o computacional que reconhecem rostos e objetos.<\/p>\n<p>Alguns projetos, fazem intera\u00e7\u00e3o com outros perif\u00e9ricos, como sensores, c\u00e2meras, unidades de armazenamento, atuadores, LEDs entre outros. Alguns deles fazem o uso das GPIOs, ou General Purpose Input\/Output, das quais vamos falar neste artigo a respeito das GPIO\u2019s.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>O que \u00e9 uma GPIO?<\/h2>\n<p>Uma GPIO \u00e9 uma porta, de entrada ou sa\u00edda gen\u00e9rica, digital, que possibilita ser controlada e programada para diversos fins, desde uma comunica\u00e7\u00e3o entre perif\u00e9ricos, controle de estado de entrada, como um bot\u00e3o ou sa\u00edda com um LED, por exemplo.<\/p>\n<p>A GPIO tem dois estados apenas, 0 e 1, ou seja, desligada ou ligada. Quando ligada, a tens\u00e3o medida no pino da GPIO \u00e9 de 3.3V e quando desligada \u00e9 0V.<br \/>\nO LED que pisca em uma placa, sinalizando um estado, por exemplo, \u00e9 uma GPIO programada para essa fun\u00e7\u00e3o.<br \/>\nPortanto, em um projeto em que queremos interagir com outros perif\u00e9ricos, o uso das GPIOs \u00e9 inevit\u00e1vel.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>GPIO Raspberry Pi<\/h2>\n<p>Desde a primeira vers\u00e3o da Raspberry Pi, em 2012, o n\u00famero de GPIOs tem aumentado. A tabela abaixo mostra o n\u00famero de GPIOs de acordo com cada modelo e dependendo do processador utilizado.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/222.jpg\" data-rel=\"lightbox-image-0\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-1764 size-medium\" title=\"\" src=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/222-300x276.jpg\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"276\" \/><\/a><\/p>\n<p>Vemos portando, que a Raspberry Pi B 3, da qual estamos tratando neste artigo, tem 46 GPIOs (nem todas est\u00e3o dispon\u00edveis para serem utilizadas), um n\u00famero mais que o suficiente para grande parte das aplica\u00e7\u00f5es. Mas antes de continuar, temos que entender algumas limita\u00e7\u00f5es e precau\u00e7\u00f5es no uso das GPIOs.<\/p>\n<p>A GPIO est\u00e1 diretamente ligada ao processador, sem nenhum tipo de prote\u00e7\u00e3o externa, portanto, se algo der errado, as chances de queimar o processador s\u00e3o grandes. Para isso vamos tomar alguns cuidados quando utilizarmos as GPIOs da Raspberry.<\/p>\n<ol>\n<li>A corrente m\u00e1xima de cada GPIO \u00e9 de 50mA.\n<ul>\n<li>Por isso o uso de um resistor para limitar a corrente \u00e9 essencial.<\/li>\n<li>Para correntes mais altas, use um driver de corrente, feito com um transistor, por exemplo.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>\u00a0A tens\u00e3o de cada GPIO \u00e9 de 3.3V.\n<ul>\n<li>A Raspberry n\u00e3o \u00e9 tolerante a 5V, portando n\u00e3o use tens\u00f5es superiores a 3.3V nas GPIOs.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>\u00a0Algumas GPIOs j\u00e1 est\u00e3o em uso por outros perif\u00e9ricos.\n<ul>\n<li>Tome cuidado ao usar as GPIOs para n\u00e3o utilizar alguma que j\u00e1 estiver em uso por outro<br \/>\nperif\u00e9rico.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>Existem pull-up e pull-down internos.\n<ul>\n<li>Se precisar, use-o.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li>\u00a0Curto-circuito pode danificar a sua Raspberry\n<ul>\n<li>Conecte os cabos nas GPIOs com ela desligada e verifique sempre as liga\u00e7\u00f5es.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ol>\n<h2>GPIO Header<\/h2>\n<p>Todas as GPIOs dispon\u00edveis est\u00e3o no barramento de 40 pinos da Raspberry. A figura abaixo mostra todos os pinos do barramento e sua respectiva fun\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/pi3_gpio.jpg\" data-rel=\"lightbox-image-1\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-1786\" title=\"\" src=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/pi3_gpio.jpg\" alt=\"\" width=\"558\" height=\"582\" \/><\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Para ligar um LED nas GPIOs da Raspberry Pi 3, devemos seguir conforme o esquem\u00e1tico abaixo:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/raspberry-led-1.jpg\" data-rel=\"lightbox-image-2\" data-rl_title=\"\" data-rl_caption=\"\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-1767\" title=\"\" src=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/raspberry-led-1.jpg\" alt=\"\" width=\"663\" height=\"568\" \/><\/a><\/p>\n<p>O pino anodo (+) do LED deve ser conectado no GPIO21 e o catodo (-) dever\u00e1 ser conectado no GND, utilizando um resistor de 220 ohms, para limitar a corrente na porta.<br \/>\nDevemos nos atentar ao fazer as conex\u00f5es de forma correta, pois um erro pode danificar a placa.<\/p>\n<h2><\/h2>\n<h2>Controlando uma GPIO por Sysfs<\/h2>\n<p>Para entender como funciona o controle da GPIO, devemos primeiramente entender o funcionamento de um peda\u00e7o do Kernel Linux, que os sistemas operacionais baseados nele utilizam.<\/p>\n<p>Deve-se obter uma vers\u00e3o atualizada da imagem do Raspbian (<a href=\"http:\/\/raspbian.org\/RaspbianImages\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">http:\/\/raspbian.org\/RaspbianImages<\/a>) e gravar utilizando o Etcher (<a href=\"https:\/\/etcher.io\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">https:\/\/etcher.io\/<\/a>).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Sysfs<\/h3>\n<p>No Linux, uma das formas de fazer a comunica\u00e7\u00e3o com o hardware \u00e9 por meio do sysfs. O sysfs \u00e9 um pseudo sistema virtual de arquivos que faz interface entre os drivers e hardware e o espa\u00e7o de usu\u00e1rio.<br \/>\nEm outras palavras, para enviar um comando do n\u00edvel de usu\u00e1rio para o hardware, fazemos escritas e leituras em um arquivo virtual, que por sua vez faz a intera\u00e7\u00e3o com o hardware ou o driver do dispositivo.<br \/>\nCom o sysfs, \u00e9 poss\u00edvel o usu\u00e1rio acessar recursos de hardware por meio dos arquivos virtuais, em uma abstra\u00e7\u00e3o com o driver que controla o dispositivo no mais baixo n\u00edvel.<br \/>\nPara entender melhor, vamos fazer o controle de uma GPIO diretamente pelo terminal. Para isso vamos precisar acessar o terminal da Raspberry.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Acessando o terminal<\/h3>\n<p>O terminal, ou console de comandos, \u00e9 uma interface de linha de comandos em que o sistema operacional pode ser controlado e manipulado. No terminal \u00e9 poss\u00edvel acessar e manipular arquivos, iniciar programas, controlar o funcionamento do sistema entre outras funcionalidades.<\/p>\n<p>Existem diversas formas de acessar o terminal da Raspberry Pi. A mais f\u00e1cil \u00e9 conect\u00e1-la a um monitor por meio de um cabo HDMI e um teclado USB.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Controlando a GPIO<\/h3>\n<p>Para usar uma GPIO, devemos seguir alguns passos antes de propriamente control\u00e1-la. A GPIO tem que ser configurada atrav\u00e9s de dois passos, o <strong>export\/unexport<\/strong> e a configura\u00e7\u00e3o da dire\u00e7\u00e3o da GPIO.<br \/>\nO <strong>export<\/strong> de uma GPIO \u00e9 a cria\u00e7\u00e3o dos arquivos de interface com ela, sem esse passo, a GPIO n\u00e3o pode ser controlada uma vez que as interfaces com ela n\u00e3o foram criadas. O comando <strong>unexport<\/strong> \u00e9 o contrario, remove as interfaces.<br \/>\nPara os pr\u00f3ximos passos, vamos utilizar o comando <strong><em>echo<\/em><\/strong> para escrever no arquivo.<br \/>\nPara fazer o export, vamos escolher uma GPIO, por exemplo a GPIO21 (pino 40). Para fazer o <strong>export\u00a0<\/strong>da GPIO21, devemos executar a seguinte linha de comando no terminal:<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1\">$ echo \u201c21\u201d &gt; \/sys\/class\/gpio\/export<\/pre>\n<p>Feito isso, note que agora no diret\u00f3rio \/sys\/class\/gpio\/ existe um diret\u00f3rio chamado gpio16. Dentro deste diret\u00f3rio, est\u00e3o todas as interfaces desta GPIO, como por exemplo o arquivo direction, que determina se a GPIO ser\u00e1 INPUT ou OUTPUT.<\/p>\n<p>Os arquivos criados s\u00e3o:<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1 \">\/sys\/class\/gpio\/gpio21\/direction<\/pre>\n<p>Determina se \u00e9 GPIO de entrada ou sa\u00edda<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1 \">\/sys\/class\/gpio\/gpio21\/value<\/pre>\n<p>\u00c9 o estado da GPIO<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1 \">\/sys\/class\/gpio\/gpio21\/edge<\/pre>\n<p>Determina o momento da troca do estado<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1 \">\/sys\/class\/gpio\/gpio21\/active_low<\/pre>\n<p>Inverte a l\u00f3gica de leitura da GPIO<\/p>\n<p>Para configurar a dire\u00e7\u00e3o, devemos executar o seguinte comando:<\/p>\n<p>Para OUTPUT:<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1\">$ echo \u201cout\u201d &gt; \/sys\/class\/gpio\/gpio21\/direction<\/pre>\n<p>Para INPUT:<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1\">$ echo \u201cin\u201d &gt; \/sys\/class\/gpio\/gpio21\/direction<\/pre>\n<p>Lembrando que \u00e9 poss\u00edvel apenas um modo de cada vez.<\/p>\n<p>Com a GPIO j\u00e1 com as interfaces criadas e a dire\u00e7\u00e3o escolhida, j\u00e1 podemos fazer o controle ou a leitura do estado. Para isso podemos fazer a escrita ou a leitura do arquivo <strong>value<\/strong>.<\/p>\n<p>Para escrever:<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1\">$ echo \u201c0\u201d &gt; \/sys\/class\/gpio\/gpio21\/value<\/pre>\n<p>ou<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1 \">$ echo \u201c1\u201d &gt; \/sys\/class\/gpio\/gpio21\/value<\/pre>\n<p>Ap\u00f3s a execu\u00e7\u00e3o do comando, o estado da GPIO dever\u00e1 alterar de acordo com o n\u00edvel l\u00f3gico escrito no arquivo.<\/p>\n<p>Para ler:<\/p>\n<pre class=\"lang:csharp decode:1 \">$ cat \/sys\/class\/gpio\/gpio21\/value<\/pre>\n<p>Executado o comando de leitura do arquivo value, o mesmo retornar\u00e1 o estado atual da GPIO.<\/p>\n<p>Com esses comandos j\u00e1 d\u00e1 para fazer o controle e leitura de qualquer GPIO dispon\u00edvel, at\u00e9 mesmo implementar um script em bash para uma automa\u00e7\u00e3o ou a implementa\u00e7\u00e3o do controle das GPIOs em linguagem C.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Conclus\u00e3o<\/h2>\n<p>Este Tutorial Raspberry Pi 3 teve como objetivo mostrar como funciona o controle das GPIOs da Raspberry diretamente pelo sysfs. \u00c9 importante para entender o funcionamento do sistema operacional, antes de embarcar com o uso de bibliotecas que abstraem isso.<\/p>\n<p>Essa t\u00e9cnica pode ajudar at\u00e9 a criar uma biblioteca para uma linguagem ou mesmo um script em bash para o controle direto das GPIOs sem o uso de bibliotecas.<\/p>\n<p>Se o projeto j\u00e1 faz uso de uma linguagem de programa\u00e7\u00e3o como o Python, o indicado nesse caso \u00e9 usar uma biblioteca j\u00e1 pronta, como a Rpi.GPIO, pigpio ou wiringpi2.<\/p>\n<p>Conhe\u00e7a toda <a href=\"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/raspberry-pi-395\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Linha de Produtos Raspberry Pi no Site da UsinaInfo.<\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Refer\u00eancias:<\/h2>\n<ul>\n<li>http:\/\/elinux.org\/RPi_GPIO_Code_Samples<\/li>\n<li>http:\/\/elinux.org\/RPi_Low-level_peripherals<\/li>\n<li>https:\/\/www.kernel.org\/doc\/ Documentation\/ filesystems\/sysfs.txt<\/li>\n<li>https:\/\/www.raspberrypi.org\/ documentation\/ usage\/gpio-plus-and-raspi2\/<\/li>\n<li>https:\/\/www.element14.com\/community\/ servlet\/ JiveServlet\/previewBody\/73950-102-11-<br \/>\n339300\/pi3_gpio.jpg<\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>N\u00e3o \u00e9 de se negar que a Raspberry Pi mudou o mundo dos dispositivos embarcados, da mesma forma que o Arduino mudou. 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