Raspberry Pi: LED ansteuern mit GPIO (Python)

Das Ansteuern einer LED ist der Klassiker jeder Mikrocontroller-Schaltung – nicht nur weil LEDs günstig sind, sondern weil diese Grundlage für zahlreiche weitere Projekte gilt.

Was benötigen wir?

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Wer gerade mit ersten Schaltungen startet, kauft sich am besten ein Raspberry Pi Starter Set* – darin sind neben den LED-Bauteilen auch Servos, Motoren, RFID-Kartenleser, Reed-Kontakte und mehr enthalten.

Vorwiderstand für eine LED

Eine LED darf nie direkt an die GPIO-Pins des Raspberry Pi angeschlossen werden. Immer einen Vorwiderstand verwenden, um den Strom zu begrenzen.

Vorwiderstand berechnen

Die benötigten Werte (Vorwärtsspannung UF und Vorwärtsstrom IF) findest du im Datenblatt der LED.

Formel:

R = (GPIO-Spannung − LED-Spannung) ÷ LED-Strom

Beispiel mit einer roten LED (UF = 2,0 V, IF = 10 mA):

R = (3,3 V − 2,0 V) ÷ 0,010 A = 130 Ohm → 150 oder 220 Ohm verwenden

GPIO Zero installieren

Als Bibliothek empfehle ich GPIO Zero – sie ist unter Raspberry Pi OS bereits vorinstalliert. Bei älteren Versionen:

sudo apt install python3-gpiozero

Bei anderen Betriebssystemen:

sudo pip3 install gpiozero

GPIO-Pin-Belegung

Mit GPIO Zero kann ein Pin auf verschiedene Arten angegeben werden:

roteled = LED(17)
roteled = LED("GPIO17")
roteled = LED("BCM17")
roteled = LED("BOARD11")
roteled = LED("WPI0")
roteled = LED("J8:11")

Üblich ist die Angabe per GPIO-Nummer (BCM-Schema).

LED ansteuern

Aufbau

Immer erst den Raspberry Pi von der Stromversorgung trennen, dann anschließen:

• LED Kathode (kürzeres Bein) → GND
• LED Anode (längeres Bein) → 220-Ohm-Widerstand → GPIO Pin 17 (Board Pin 11)

Code: LED einschalten

from gpiozero import LED

roteled = LED(17)

roteled.on()

Code-Erklärung

from gpiozero import LED

LED-Klasse aus GPIO Zero importieren.

roteled = LED(17)

Pin 17 als LED-Ausgang definieren. Der Name vor dem = ist frei wählbar.

roteled.on()

LED einschalten.

LED blinken lassen

Code

from gpiozero import LED
from time import sleep

roteled = LED(17)

while True:
  roteled.on()
  sleep(1)
  roteled.off()
  sleep(1)

sleep(1) hält den Code für 1 Sekunde an. Den Wert anpassen, um die Blinkfrequenz zu ändern.

Alternative: blink()-Funktion

from gpiozero import LED
from signal import pause

roteled = LED(17)

roteled.blink()

pause()

Mehrere LEDs ansteuern

Aufbau

5 LEDs an GPIO-Pins 5, 6, 13, 19 und 26 anschließen – jede mit einem 220-Ohm-Widerstand.

Code: Alle LEDs gemeinsam

from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep

leds = LEDBoard(5, 6, 13, 19, 26)

while True:
  leds.on()
  sleep(1)
  leds.off()
  sleep(1)

Einzelne LEDs gezielt ansteuern

Mit .value und einer Tupel-Belegung (1 = an, 0 = aus):

leds.value = (1, 0, 1, 0, 1)

Alle LEDs blinken lassen

from gpiozero import LEDBoard
from signal import pause

leds = LEDBoard(5, 6, 13, 19, 26)

leds.blink()
pause()