라즈베리파이의 한쪽편엔 확장을 위한 GPIO 핀이 40개 배열되어 있다.
이 40개 핀엔 확장할 부품의 전원 소싱용 핀과 프로그래머블한 GPIO 핀 등이 포함되어 있다.
(초기엔 20개 핀이었지만, 모델B+ 이후 40개 핀으로 변경되어 이후 계속 쓰이고 있다.)
40개 핀 배열은 이후에도 유지되지만 허용전류나 초기값, 풀업저항 값 등, 세부적인 것은 제품군에 따라 조금씩 다르다.
이하 내용의 디테일한 전류값 등은 가장 널리 쓰이는 3B를 기준으로 했다. (기본적으로 4B도 거의 동일하다.)
전원핀
- 3.3V 전원핀에선 최대 50mA 만 공급할 수 있다. 이 핀은 라즈베리파이에 전원을 공급하는 용도로는 쓸 수 없다.
- 5V 핀은 퓨즈를 거친 출력용이며, 연결 된 장치에서 300mA 이상을 끌어가지 않도록 주의해야 한다.
- 5V 핀은 퓨즈 이후에 위치하기에 전원 입력용으로 사용하는 것은 권장되지 않는다. 이곳에 외부의 전원을 통해 전원을 공급하면 아무런 보호 장치가 없기에 완벽하게 정류 된 전원이 아니라면 라즈베리파이를 영구적으로 손상시킬 수 있다. (USB, LAN, HDMI 관련 부품들의 VCC에 직결되어 있기 때문에 1차적으로 이들 부품에 직접적인 손상을 입힌다.) 전원은 GPIO 핀이 아닌, 꼭 전원 입력 단자로만 공급하는 것이 권장된다. (라즈베리파이4의 경우엔 GPIO 5V 핀이 DC 단자와 직결되도록 전원 회로가 변경되었기 때문에 GPIO 핀을 통해서 전원 공급을 해도 된다.)
GPIO 공통
- 라즈베리파이의 GPIO는 3.3V 레벨로 동작한다.
- GPIO 핀엔 일체의 과전압 보호 기능이 없기에 주의해야 한다.
- 3.3V보다 크거나 0V보다 작은 전압에 연결되면 즉각적이며 영구적인 손상이 발생할 수 있다. 만약 5V 주변 장치와 연결하려면 로직 레벨 컨버터가 필요하다.
출력으로 설정된 GPIO 핀
- 모든 핀의 최대 총계 50mA.
- 핀당 최대 8mA (리셋 직후엔 디폴트로 8mA)
- 2mA ~ 16mA로 2mA 단위로 소프트웨어적으로 증가시킬 수 있다. (핀 단위가 아닌 GPIO 블럭 전체에 대해 설정.)
- LED나 모터 등, 용량 성 부하가 발생하는 장치의 VCC에 연결하지 않도록 해야 한다.
입력으로 설정된 GPIO 핀
- 1.8V의 임계 값 (1.8V보다 크면 1로, 더 낮으면 0으로 해석)
- 핀당 최대 0.5mA (입력 핀이 출력 핀보다 더 섬세하다.)
- 3.3V 소스의 전류가 0.5mA를 초과 할 수 없도록 6Kohm이 보호 저항 사용 권장. ( 3.3 V / 6000 Ω = 0.00055 )
- 내부 Pull-up 저항은 50~65 kOhm, Pull-down 저항은 50~60 kOhm
- GPIO2와 GPIO3번 핀은 기본적으로 1.8KOhm으로 pull-up 되어 있다.
- 보통은 내부 Pull-up/Pull-down 저항과 동시에 GPIO 보호 저항을 함께 사용해도 별 지장이 없지만 GPIO2와 GPIO3는 그렇지 못 하다.
참고 링크:
천상 개발자?