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라즈베리 파이 딥 스위치

전자 장치에서 DIP(듀얼 인라인 패키지) 스위치는 기기 주소 설정, 기능 전환 등 구성 작업에 널리 사용됩니다. 이 튜토리얼의 목적은 Raspberry Pi에서 DIP 스위치를 사용하는 방법을 탐구하는 것입니다. 특히, 다음 내용을 다룰 예정입니다:

딥 스위치가 있는 라즈베리 파이

Hardware Preparation

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DIP 스위치에 대하여

DIP 스위치는 주로 장치를 구성하는 데 사용되며, 다양한 산업 및 응용 분야에서 장치 주소, 통신 설정, 보안 코드, 작동 모드, 시스템 선호도와 같은 매개변수를 사용자가 설정할 수 있도록 합니다.

DIP 스위치는 여러 개의 작은 슬라이드 스위치가 함께 포장된 것입니다. 각 슬라이드 스위치는 "포지션"이라고 불립니다. DIP 스위치는 포지션의 수에 따라 다양한 유형이 있습니다. 예를 들어, 2포지션, 4포지션, 5포지션, 6포지션, 8포지션, 10포지션 DIP 스위치가 있습니다.

DIP 스위치는 구성 가능한 숫자를 나타낼 수 있습니다. 스위치의 각 위치는 숫자의 비트에 해당합니다. 위치를 켜기(ON)와 끄기(OFF)로 전환함으로써 원하는 숫자를 설정할 수 있습니다.

핀아웃

딥 스위치 핀아웃
image source: diyables.io

DIP 스위치는 두 줄의 핀으로 구성되며, 각 줄의 핀 수는 사용할 수 있는 스위치 위치 수와 일치합니다. 예를 들어, 4포지션 DIP 스위치는 총 8개의 핀을 포함하고 있으며, 각각의 측면에 4개의 핀으로 균등하게 나뉩니다. DIP 스위치 구조에서 서로 반대편에 있는 핀 쌍은 슬라이드 스위치를 나타냅니다. 특히 두 측면의 핀을 구분할 필요가 없으며, 서로 교환할 수 있습니다.

작동 방식

DIP 스위치에서 스위치가 ON 위치에 있으면 스위치가 작동되었거나 닫힌 것을 의미합니다. 이는 전기 연결이 설정되어 전류가 스위치를 통해 통과할 수 있음을 나타냅니다.

반대로, 스위치가 OFF 위치에 있을 때는 스위치가 분리되거나 열려 있음을 나타냅니다. 이 상태에서는 전기 연결이 끊어져 전류가 스위치를 통해 흐를 수 없습니다.

명확히 하기 위해:

  • ON 위치: 폐회로를 나타내며, 전류 흐름을 허용합니다.
  • OFF 위치: 개회로를 나타내며, 전류 흐름을 방해합니다.

스위치의 한쪽을 GND에 연결하고 다른 쪽을 Raspberry Pi 핀에 연결한 다음, Raspberry Pi 핀을 풀업 디지털 입력으로 설정하면, 아래 표는 스위치 위치와 Arduino에서 읽은 값 간의 관계를 보여줍니다.

DIP switch position Binary representation Circuit state Raspberry Pi pin state
ON 1 CLOSED LOW
OFF 0 OPEN HIGH

다음 부분에서는 예를 들어 4-포지션 DIP 스위치를 사용할 것입니다. 2-포지션 DIP 스위치, 3-포지션 DIP 스위치, 5-포지션 DIP 스위치, 6-포지션 DIP 스위치, 8-포지션 DIP 스위치, 10-포지션 DIP 스위치에 쉽게 적용할 수 있습니다...

Wiring Diagram

라즈베리 파이 DIP 스위치 배선도

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

배선 구성을 간단하고 체계적으로 만들기 위해, Raspberry Pi용 스크루 터미널 블록 실드 사용을 권장합니다. 이 실드는 아래와 같이 더욱 안정적이고 관리하기 쉬운 연결을 제공합니다:

Raspberry Pi Screw Terminal Block Shield

라즈베리 파이 코드 - DIP 스위치

우리는 두 개의 코드 조각을 통해 배울 것입니다:

  • DIP 스위치의 개별 위치에 대한 ON/OFF 상태 읽기.
  • 위치를 숫자로 인코딩하기.

Raspberry Pi 코드 - DIP 스위치의 ON/OFF 상태 읽기

Detailed Instructions

  • Raspberry Pi에 Raspbian 또는 다른 Raspberry Pi 호환 운영 체제가 설치되어 있는지 확인하세요.
  • Raspberry Pi와 PC가 동일한 로컬 네트워크에 연결되어 있는지 확인하세요.
  • 라이브러리를 설치해야 하는 경우 Raspberry Pi가 인터넷에 연결되어 있는지 확인하세요.
  • Raspberry Pi를 처음 사용하는 경우, Raspberry Pi 설정 방법을 참조하세요.
  • Linux 및 macOS에서는 내장된 SSH 클라이언트를 사용하고 Windows에서는 PuTTY를 사용하여 SSH를 통해 PC를 Raspberry Pi에 연결하세요. SSH를 통해 PC를 Raspberry Pi에 연결하는 방법을 참조하세요.
  • RPi.GPIO 라이브러리가 설치되어 있는지 확인하세요. 설치되어 있지 않으면 다음 명령어를 사용하여 설치하세요:
sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio
  • 위 배선도에 따라 배선을 하세요.
  • Python 스크립트 파일 dip_switch.py를 생성하고 다음 코드를 추가하세요.
# 이 Raspberry Pi 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 # 이 Raspberry Pi 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. # 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: # https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-dip-switch import RPi.GPIO as GPIO import time POSITION_NUM = 4 ON = GPIO.LOW OFF = GPIO.HIGH SWITCH_PINS = [23, 18, 15, 14] # Set up GPIO mode GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Set the dip switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for pin in SWITCH_PINS: GPIO.setup(pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) try: while True: # Read the state of each switch position for i, pin in enumerate(SWITCH_PINS): print("position {}: {}".format(i + 1, "ON" if GPIO.input(pin) == ON else "OFF")) print() # Add a delay to prevent rapid readings time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup()
  • 파일을 저장하고 다음 명령어를 터미널에서 실행하여 Python 스크립트를 실행하세요:
python3 dip_switch.py
  • 디핑 스위치의 각 위치를 하나씩 켭니다.
  • 터미널에서 결과를 확인합니다.
PuTTY - Raspberry Pi
position 1: OFF position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: OFF position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: OFF position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: OFF position 1: ON position 2: ON position 3: ON position 4: ON

스크립트는 터미널에서 Ctrl + C를 누를 때까지 무한 루프에서 계속 실행됩니다.

라즈베리 파이 코드 - DIP 스위치 상태를 숫자로 인코딩하기

Detailed Instructions

  • Python 스크립트 파일 dip_switch_encode.py을(를) 생성하고 다음 코드를 추가하세요:
# 이 Raspberry Pi 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 # 이 Raspberry Pi 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. # 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: # https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-dip-switch import RPi.GPIO as GPIO import time POSITION_NUM = 4 ON = GPIO.LOW OFF = GPIO.HIGH SWITCH_PINS = [23, 18, 15, 14] # Set up GPIO mode GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Set the DIP switch pins as inputs with pull-up resistors enabled for pin in SWITCH_PINS: GPIO.setup(pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) try: while True: encoded_state = 0 for i, pin in enumerate(SWITCH_PINS): state = GPIO.input(pin) if state == ON: encoded_state |= 1 << (POSITION_NUM - i - 1) print("encoded state: {}".format(encoded_state)) # add a delay to prevent rapid readings time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup()
  • 파일을 저장하고 터미널에서 다음 명령어를 실행하여 Python 스크립트를 실행하세요:
python3 dip_switch_encode.py
  • DIP 스위치의 각 위치를 하나씩 켜세요.
  • 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요. 아래와 같이 보입니다.
PuTTY - Raspberry Pi
encoded state: 0 encoded state: 1 encoded state: 2 encoded state: 3 encoded state: 4 encoded state: 5 encoded state: 6 encoded state: 7 encoded state: 8 encoded state: 9 encoded state: 10 encoded state: 11 encoded state: 12 encoded state: 13 encoded state: 14 encoded state: 15

각 슬라이드 스위치의 위치에 따라 값이 달라질 수 있음을 유의하세요. 아래 표는 4-포지션 DIP 스위치의 ON/OFF 위치와 정수 값 간의 매핑을 보여줍니다:

Position-1Position-2Position-3Position-4Binary ValueDecimal Value
OFF OFF OFF OFF 0000 0
OFF OFF OFF ON 0001 1
OFF OFF ON OFF 0010 2
OFF OFF ON ON 0011 3
OFF ON OFF OFF 0100 4
OFF ON OFF ON 0101 5
OFF ON ON OFF 0110 6
OFF ON ON ON 0111 7
ON OFF OFF OFF 1000 8
ON OFF OFF ON 1001 9
ON OFF ON OFF 1010 10
ON OFF ON ON 1011 11
ON ON OFF OFF 1100 12
ON ON OFF ON 1101 13
ON ON ON OFF 1110 14
ON ON ON ON 1111 15

Video Tutorial

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관련 튜토리얼

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