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GPIO

학습 목표

한 번 누른 버튼에서 여러 신호가 들어오는 현상을 시간 기록으로 읽고, 입력 처리 규칙을 정합니다.

실행 조건

기준 실습은 기록된 파형으로 수행합니다. 장치 확장에서는 원본 RPi.GPIO 코드의 BCM 번호·입력/출력 설정을 사용한 보드와 대조하세요.

GPIO Edge Detection

시작 조건

(t_ms,level)=[(0,0),(10,1),(12,0),(14,1),(50,0),(80,1)]입니다. 두 기록 사이에는 직전 level이 유지됩니다.

진행 방법

  1. 0~100 ms를 1 ms 간격으로 재구성하고 step plot을 그리세요.
  2. 원 기록에서 rising·falling edge 시점을 각각 찾으세요.
  3. rising edge만 Counter에 반영한 누적 개수를 기록하세요.

남길 결과

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
events=[(0,0),(10,1),(12,0),(14,1),(50,0),(80,1)]
rising=[t for (t,x),(_,previous) in zip(events[1:],events[:-1]) if previous==0 and x==1]
print('raw rising',rising)
# TODO: 파형·falling edge·누적 Counter를 기록하세요.

결과 기록·자가 점검

t [ms]:

level:

edge 종류:

누적 rising count:

확인할 점

Polling 간격의 영향

시작 조건

같은 파형을 Δt∈{1,10,20}\Delta t\in\{1,10,20\} ms 간격으로 읽습니다. 원본 edge 기록은 바꾸지 않습니다.

진행 방법

  1. 각 Polling 시점에서 직전 event의 level을 찾아 읽으세요.
  2. 읽힌 표본에서 rising edge를 다시 세어 원 기록과 비교하세요.
  3. 어떤 짧은 pulse가 사라졌는지 실제 구간을 지목하세요.

남길 결과

def sample_level(t):
    return next(level for ts,level in reversed(events) if ts<=t)
for dt in [1,10,20]:
    times=np.arange(0,101,dt);levels=[sample_level(t) for t in times]
    print(dt,len(times))
# TODO: 샘플에서 전환을 세고 원 기록과 대조하세요.

결과 기록·자가 점검

Polling 간격 [ms]:

표본 수:

검출 rising 수:

놓친 구간:

확인할 점

접점 튐을 걸러내기

시작 조건

rising edge 사이의 최소 허용 간격을 20 ms로 둡니다. 마지막으로 허용한 edge를 기준으로 판단합니다.

진행 방법

  1. raw rising 목록에서 20 ms 미만 간격의 후속 edge를 무시하세요.
  2. 제한을 5,20,50 ms로 바꾸어 허용된 edge 수를 비교하세요.
  3. Week6-1_GPIO_LED_Test.ipynb의 GPIO.setmode와 time.sleep 인자를 읽고, 핀 번호 체계와 시간 단위를 이 활동의 기록과 연결해 설명하세요. 코드 읽기만으로 수행합니다.

남길 결과

def debounce(times,min_gap):
    accepted=[]
    for t in times:
        if not accepted or t-accepted[-1]>=min_gap:accepted.append(t)
    return accepted
print(debounce(rising,20))
# TODO: 5·20·50 ms를 비교하세요.

결과 기록·자가 점검

최소 간격 [ms]:

raw count:

허용 count:

허용 시점 [ms]:

확인할 점