Erstveröffentlichung ·
Von Thierry Stadler
Die Abbildung zeigt den 40-poligen GPIO-Header des Raspberry Pi 2. Über diese Leiste lassen sich digitale Signale sowie I²C-, SPI- und UART-Geräte anschliessen. Physische Pinnummern und BCM-GPIO-Nummern sind zwei unterschiedliche Bezeichnungen: Pin 3 ist zum Beispiel GPIO2.
Technische Daten
- Bezug der Abbildung
- Raspberry Pi 2, 40-poliger Header
- GPIO-Logikpegel
- 3,3 V; keine 5-V-toleranten GPIO-Eingänge
- Versorgung des Pi 2
- 5 V über Micro-USB
- Versorgungspins am Header
- 3,3 V, 5 V und GND
- Nummerierung
- Physische Pins 1–40; GPIO-Bezeichnungen nach BCM
Anschlüsse und Pinbelegung
| Physischer Pin | BCM / Versorgung | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | 3,3 V | Versorgung |
| 2 | 5 V | Versorgung |
| 3 | GPIO2 | I²C SDA1 |
| 4 | 5 V | Versorgung |
| 5 | GPIO3 | I²C SCL1 |
| 6 | GND | Masse |
| 7 | GPIO4 | Digitaler I/O / GPCLK0 |
| 8 | GPIO14 | UART TXD |
| 9 | GND | Masse |
| 10 | GPIO15 | UART RXD |
| 11 | GPIO17 | Digitaler I/O |
| 12 | GPIO18 | Digitaler I/O / PWM-Funktion |
| 13 | GPIO27 | Digitaler I/O |
| 14 | GND | Masse |
| 15 | GPIO22 | Digitaler I/O |
| 16 | GPIO23 | Digitaler I/O |
| 17 | 3,3 V | Versorgung |
| 18 | GPIO24 | Digitaler I/O |
| 19 | GPIO10 | SPI0 MOSI |
| 20 | GND | Masse |
| 21 | GPIO9 | SPI0 MISO |
| 22 | GPIO25 | Digitaler I/O |
| 23 | GPIO11 | SPI0 SCLK |
| 24 | GPIO8 | SPI0 CE0 |
| 25 | GND | Masse |
| 26 | GPIO7 | SPI0 CE1 |
| 27 | GPIO0 / ID_SD | Für HAT-ID-EEPROM reserviert |
| 28 | GPIO1 / ID_SC | Für HAT-ID-EEPROM reserviert |
| 29 | GPIO5 | Digitaler I/O |
| 30 | GND | Masse |
| 31 | GPIO6 | Digitaler I/O |
| 32 | GPIO12 | Digitaler I/O / PWM-Funktion |
| 33 | GPIO13 | Digitaler I/O / PWM-Funktion |
| 34 | GND | Masse |
| 35 | GPIO19 | Digitaler I/O |
| 36 | GPIO16 | Digitaler I/O |
| 37 | GPIO26 | Digitaler I/O |
| 38 | GPIO20 | Digitaler I/O |
| 39 | GND | Masse |
| 40 | GPIO21 | Digitaler I/O |
Stromversorgung, 3,3 V, 5 V und GND
Beim Raspberry Pi 2 dient Micro-USB der 5-V-Stromversorgung. Pin 1 und 17 stellen 3,3 V bereit, Pin 2 und 4 führen 5 V. GND bezeichnet Masse. Schutzschaltungen im USB-Versorgungspfad dürfen nicht als universeller Schutz der GPIO-Leiste verstanden werden.
Reset / RUN
Beim Pi 2 liegt der RUN-Anschluss getrennt von der 40-poligen Leiste. Ein geeigneter Taster an den RUN-Kontakten kann einen Hardware-Reset auslösen. Das ersetzt kein geordnetes Herunterfahren.
Digitale Ein- und Ausgänge
GPIOs lesen oder setzen einen logischen Zustand. Damit lassen sich beispielsweise Schalter abfragen oder eine LED mit geeignetem Vorwiderstand steuern. Für Lasten wie Motoren und Relais ist eine passende Treiberschaltung erforderlich.
SPI: SCK, MISO, MOSI und CE
SPI verwendet eine Taktleitung, getrennte Datenleitungen für beide Richtungen und eine Chip-Select-Leitung pro ausgewähltem Gerät. Am Header liegen SPI0-Signale an Pin 19, 21 und 23; CE0 und CE1 an Pin 24 und 26.
I²C: SDA und SCL
I²C verbindet adressierte Geräte über die gemeinsame Datenleitung SDA und die Taktleitung SCL. Für den üblichen I²C-Bus stehen GPIO2 an Pin 3 und GPIO3 an Pin 5 bereit. Im Unterschied zu SPI erfolgt die Datenübertragung über eine gemeinsame Datenleitung.
UART: TX und RX
TX ist die Sendeleitung, RX die Empfangsleitung. Am Header liegen TX auf Pin 8 und RX auf Pin 10. Dabei handelt es sich um eine serielle Schnittstelle mit 3,3-V-Logik, nicht um einen RS-232-Anschluss.
Häufige Anschlussfragen
Was ist der Unterschied zwischen Pin 3 und GPIO3?
Die physische Nummer beschreibt die Position auf der Steckerleiste; die GPIO-Nummer bezeichnet das Signal. Physischer Pin 3 ist GPIO2 (SDA), GPIO3 liegt dagegen auf physischem Pin 5 (SCL). Prüfe vor dem Verdrahten, welche Nummerierung deine Software verwendet. Auch die Orientierung der Leiste zählt: Suche die Pin-1-Markierung am Board statt von einer beliebigen Ecke aus zu zählen.
Kann ich einen analogen Sensor direkt anschliessen?
Der hier beschriebene Raspberry Pi 2 hat an seiner GPIO-Leiste keinen eingebauten Analogeingang. Für einen Sensor mit analoger Ausgangsspannung benötigst du einen externen Analog-Digital-Wandler, beispielsweise einen MCP3008, oder einen Sensor mit digitaler Schnittstelle. Die Beschaltung und der Messbereich richten sich nach dem Wandler. Der Raspberry Pi Pico ist ein anderes Board und besitzt eigene ADC-Eingänge.
Welche Anschlüsse nutze ich für einen I²C-Sensor?
Für den üblichen Bus am 40-poligen Header sind SDA auf Pin 3 (GPIO2) und SCL auf Pin 5 (GPIO3) vorgesehen. Ein Masseanschluss ist beispielsweise Pin 6. GPIO0 und GPIO1 an Pin 27/28 sind für die HAT-Erkennung reserviert. Ein Sensor muss zur 3,3-V-Logik passen; ein mit 5 V versorgtes Modul ist nicht automatisch an seinen Datenleitungen kompatibel.