Raspberry PiのGPIOを使って周辺機器のコントロールが可能です。周辺機器からの信号をRaspberry PiのGPIOで受け取ったり、逆に周辺機器に信号を送ったりすることが出来ます。この記事では、Raspberry PiのGPIOの電気的仕様について紹介します。
下の記事でRaspberry Piの種類と購入先の情報をまとめています。ご購入を検討されてはいかがでしょうか。
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GPIOピンの電圧/電流仕様 GPIO1～GPIO26
下図の通り、Raspberry Piの外部IF用に40本のピンが出ています。
Raspberry PiのGPIOの動作は、Python等から様々に設定することが出来ます。40ピンの機種であれば、基本的にピン配置は同じです。全てGPIOとして使う場合、最大26点のIOとすることが出来ます。GPIOとして使用する場合の電気的仕様は次の通りです。
・Raspberry Pi最新機種
GPIO出力仕様(アウトプット端子としてピン割付する場合)
Raspberry Piから周辺機器へ信号を送る際の出力仕様です。小さなLEDであれば、GPIOの出力で十分に光らせることが出来ます（電流を制限する抵抗が必要）。大きな負荷の駆動は出来ず、リレーを駆動したり、モーターを動かす場合には、別途増幅回路が必要です。また、GPIOのピンはRaspberry Piの制御チップ(SoC)に直接繋がっているので、電源を落とした状態で接続するようにして下さい。
- 電圧：3.3V
- 電流：ピン当たり16mA、合計50mA以下
GPIO入力仕様(インプット端子としてピン割付する場合)
外部からRaspberry Piへ信号を送る際の入力仕様です。スイッチやリレーの出力信号などをRaspberry Piに取り込むことが可能です。Raspberry Pi内には、電圧クランプ回路等の保護回路が含まれていないため、3.3V以上が印加されないように注意が必要です。また、繰り返しになりますがGPIOピンは制御チップ(SoC)に直接繋がっているので、Raspberry Piの電源を落とした状態で接続するようにしてください。
- 電圧(THレベル)：Low 0～1.19V, High 1.34～3.3V
- 電流：0.5mA以下推奨(数十kΩのプルアップ/ダウン抵抗)
3.3V 電源仕様 ①番ピン
①番ピンは3.3V電源になっていて、電源供給できます。電流は50mA程度の供給が可能です。
- 電圧：3.3V
- 電流：50mA
5V 電源仕様 ②番、④番ピン
②番ピント④番ピンは5V電源になっていて、外部機器の電源として使用可能です。Raspberry Piの周辺に繋げる機器によって変わってきますが、700-1000mAは十分に出力可能なようです。
- 電圧：5V
- 電流：700-1000mA
4 まとめ
Raspberry PiのGPIOの電気的仕様について紹介しました。Webエンジニアから入ってIoTシステムの構築に携わるようになった方には馴染みが無いトピックだったかもしれません。別の記事では、実際にRaspberry Piから周辺機器を動かしたり、周辺機器からRaspberry Piへ信号を入力する方法を紹介したいと思います。
最後までお読み頂きありがとうございます。