GPIO LED-Steuerung mit dem Raspberry Pi

Der Raspberry Pi verfügt über einen 40-Pin GPIO-Header (General Purpose Input/Output). Diese Pins ermöglichen es dir, elektronische Bauteile wie LEDs, Sensoren und Motoren direkt an den Pi anzuschließen.

The Raspberry Pi has a 40-pin GPIO header (General Purpose Input/Output). These pins allow you to connect electronic components like LEDs, sensors and motors directly to the Pi.

Wichtige Pin-Typen:

Important pin types:

• 3.3V (Pin 1, 17) – Spannungsversorgung 3,3 Volt

• 5V (Pin 2, 4) – Spannungsversorgung 5 Volt

• GND (Pin 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34, 39) – Masse/Ground

• GPIO – Programmierbare Ein-/Ausgangs-Pins

Zeige das GPIO-Layout mit folgendem Befehl an:

Display the GPIO layout with the following command:

pinout

Für dieses Projekt benötigst du folgende Bauteile:

For this project you need the following components:

• 1x LED (beliebige Farbe)

• 1x Widerstand 220Ω oder 330Ω

• 2x Jumper-Kabel (Male-to-Female)

• 1x Breadboard (optional, aber empfohlen)

Schaltungsaufbau:

Circuit setup:

1. Verbinde GPIO17 (Pin 11) über ein Jumper-Kabel mit einer Reihe auf dem Breadboard

2. Setze den 220Ω-Widerstand in dieselbe Reihe wie das Kabel und in eine benachbarte Reihe

3. Setze die LED so ein, dass das längere Bein (Anode, +) in der Reihe mit dem Widerstand ist

4. Verbinde das kürzere Bein (Kathode, –) der LED mit GND (Pin 6) über ein Jumper-Kabel

Zusammenfassung der Verbindungen:

Connection summary:

GPIO17 (Pin 11) ---[ 220Ω ]---[LED +]---[LED -]--- GND (Pin 6)

Du kannst GPIO-Pins direkt über das Dateisystem steuern, ohne zusätzliche Software zu installieren. Hier nutzen wir das sysfs-Interface:

You can control GPIO pins directly through the filesystem without installing any additional software. Here we use the sysfs interface:

GPIO-Pin aktivieren (exportieren):

Activate (export) GPIO pin:

echo 17 | sudo tee /sys/class/gpio/export

Pin als Ausgang konfigurieren:

Configure pin as output:

echo out | sudo tee /sys/class/gpio/gpio17/direction

LED einschalten:

Turn LED on:

echo 1 | sudo tee /sys/class/gpio/gpio17/value

LED ausschalten:

Turn LED off:

echo 0 | sudo tee /sys/class/gpio/gpio17/value

Pin wieder freigeben (unexport):

Release (unexport) pin:

echo 17 | sudo tee /sys/class/gpio/unexport

Für fortgeschrittene Steuerung verwenden wir die Python-Bibliothek RPi.GPIO. Diese ist auf Raspberry Pi OS vorinstalliert. Falls nicht, installiere sie mit:

For advanced control, we use the Python library RPi.GPIO. It comes pre-installed on Raspberry Pi OS. If not, install it with:

sudo apt install python3-rpi.gpio -y

Erstelle eine neue Python-Datei:

Create a new Python file:

nano led_blink.py

Füge folgenden Code ein – die LED blinkt 10 Mal im Sekundentakt:

Paste the following code – the LED will blink 10 times at one-second intervals:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# BCM-Nummerierung verwenden
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# GPIO17 als Ausgang konfigurieren
LED_PIN = 17
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)

try:
    # LED 10 Mal blinken lassen
    for i in range(10):
        GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)  # LED an
        print(f"LED AN  (Durchlauf {i + 1}/10)")
        time.sleep(1)

        GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)   # LED aus
        print(f"LED AUS (Durchlauf {i + 1}/10)")
        time.sleep(1)

    print("Fertig!")

except KeyboardInterrupt:
    print("\nAbgebrochen durch Benutzer.")

finally:
    # GPIO-Pins zuruecksetzen
    GPIO.cleanup()
    print("GPIO aufgeraeumt.")

Speichere die Datei (Ctrl+O, dann Enter, dann Ctrl+X) und führe sie aus:

Save the file (Ctrl+O, then Enter, then Ctrl+X) and run it:

sudo python3 led_blink.py

Die LED sollte nun 10 Mal blinken. Du kannst das Skript jederzeit mit Ctrl+C abbrechen – der finally-Block sorgt dafür, dass die GPIO-Pins sicher zurückgesetzt werden.

The LED should now blink 10 times. You can stop the script at any time with Ctrl+C – the finally block ensures that the GPIO pins are safely reset.