Radxa Zero 3W GPIO 제어하기

Radxa Zero 3W 모델이다. 나온지 좀 된 모델이고 RK3566은 에뮬레이터 게임기에도 많이 사용되고 있는 칩이다. 가격은 RaspberryPi Zero 2W 랑 가격 차이는 별로 안나지만 성능은 확실히 차이가 있다.

1. 동작 클럭이 더 높다. 그러나 발열도 더 느껴진다

2. LPDDR4 를 지원하여, LPDDR2 보다 더 빠른 전송 속도와 넓은 대역폭 그리고 저전력으로 동작한다. 

3. eMMC 추가 옵션

4. 외부 안테나 지원 (오버레이로 내장 외장 안테나 선택 가능 [sudo rsetup] )

5. 더 좋은 네트워크 및 무선 연결 

6. RaspberryPi 와 동일한 레이아웃의 GPIO 헤더, 전원 및 그라운드의 위치 동일

7. 기본적으로 핀들이 I2C, UART, SPI 등의 기능에 할당되어있다.
    사용하려면 디바이스 트리구조를 수정해야 한다.

8. GPIO 제어를 위해 libgpiod 를 사용하지만 gpiochip* 넘버와 line* 넘버를 설정하여 코드를 작성해야한다.
    이런 점은 RaspberryPi 의 RPi.GPIO 보다 다소 귀찮다고 할수 있다.

9. USB C 타입 사용

이런 점들을 보면 RaspberryPi Zero 2W 와 비교해보면 성능에 비해 가격이 저렴하게 느껴진다.

하지만 운용면에서는 다소 불편 할수도 있다.

Radxa Zero 3W는 GPIO 를 제어하려면 libgpiod 를 사용해야한다.

먼저 아래 명령어를 입력해서 라이브러리를 설치한다.

sudo apt update 

sudo apt install libgpiod-dev

문서에 보면 각 핀 정보를 알아 볼 수 있다.

만일 본인이 핀을 설정하여 프로그램을 작성하였으나 의도대로 동작하지 않는다면 이미 해당 핀이 다른기능으로 설정이 되어있거나 사용중인 것일수도 있다.

다음 사용할 핀들을 알아보기 위해 아래 명령어를 입력한다.

gpioinfo gpiochip3

line 뒤에오는 숫자가 라인 넘버이고 PIN_*  이런식으로 이름이 붙은 것은 실체 핀의 넘버와 일치한다.

RaspberryPi 처럼 깔끔하게 정리되어있지는 않고 이렇게 각 gpiochip* 에 여기저기 퍼져있다.

어떻게 운용 할지는 본인의 선택이다.

다음은 PIN 11, 13, 12, 15 에 연결된 릴레이를 제어하는 간단한 c 예제이다.

어떤 보드가 되었건 기본은 켜고 끄는것 부터 시작이다.

#include <gpiod.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
// 상수 정의
#define CHIP_NAME "gpiochip3" // 사용할 GPIO 칩 이름
#define INTERVAL 100000       // 간격 (마이크로초)
// 사용할 GPIO 라인 번호
int gpio_lines[] = {1, 2, 3, 8}; // 핀 헤더 11, 13, 12, 15 에 해당
int num_lines = sizeof(gpio_lines) / sizeof(gpio_lines[0]);
// 함수 선언
struct gpiod_chip* initialize_chip(const char *chipname);
int initialize_lines(struct gpiod_chip *chip, struct gpiod_line *lines[], int *gpio_lines, int num_lines);
void control_gpio(struct gpiod_line *lines[], int *gpio_lines, int num_lines, int interval);
void release_resources(struct gpiod_chip *chip, struct gpiod_line *lines[], int num_lines);
int main() {
    struct gpiod_chip *chip;
    struct gpiod_line *lines[4]; // 최대 4개의 GPIO 라인 관리
    // GPIO 칩 초기화
    chip = initialize_chip(CHIP_NAME);
    if (!chip) return 1;
    // GPIO 라인 초기화
    if (initialize_lines(chip, lines, gpio_lines, num_lines) < 0) {
        gpiod_chip_close(chip);
        return 1;
    }
    // GPIO 제어
    control_gpio(lines, gpio_lines, num_lines, INTERVAL);
    // 리소스 해제
    release_resources(chip, lines, num_lines);
    return 0;
}
// GPIO 칩 초기화 함수
struct gpiod_chip* initialize_chip(const char *chipname) {
    struct gpiod_chip *chip = gpiod_chip_open_by_name(chipname);
    if (!chip) {
        perror("gpiod_chip_open");
    }
    return chip;
}
// GPIO 라인 초기화 함수
int initialize_lines(struct gpiod_chip *chip, struct gpiod_line *lines[], int *gpio_lines, int num_lines) {
    for (int i = 0; i < num_lines; i++) {
        lines[i] = gpiod_chip_get_line(chip, gpio_lines[i]);
        if (!lines[i]) {
            perror("gpiod_chip_get_line");
            return -1;
        }
        // GPIO를 출력으로 요청
        if (gpiod_line_request_output(lines[i], "gpio_control", 0) < 0) {
            perror("gpiod_line_request_output");
            return -1;
        }
    }
    return 0;
}
// GPIO 제어 함수
void control_gpio(struct gpiod_line *lines[], int *gpio_lines, int num_lines, int interval) {
    for (int i = 0; i < num_lines; i++) {
        gpiod_line_set_value(lines[i], 1); // GPIO On
        printf("GPIO C3-L%d: ON\n", gpio_lines[i]);
        usleep(interval);
        gpiod_line_set_value(lines[i], 0); // GPIO Off
        printf("GPIO C3-L%d: OFF\n", gpio_lines[i]);
        usleep(interval);
    }
}
// 리소스 해제 함수
void release_resources(struct gpiod_chip *chip, struct gpiod_line *lines[], int num_lines) {
    for (int i = 0; i < num_lines; i++) {
        gpiod_line_release(lines[i]);
    }
    gpiod_chip_close(chip);
}

아래 명령어를 사용해서 컴파일하고 실행한다.

gcc gpio_test.c -o gpio_test -lgpiod
sudo ./gpio_test

다음과 영상과 같이 릴레이가 동작한다면 성공이다.