GPIOって、そもそもナニ?

はじめに

「電子工作をはじめたい!」「ラズパイ(Raspberry Pi)で何か動かしてみたい!」――そんな情報を調べていると、必ず登場する言葉があります。
それが GPIO(ジーピーアイオー) です。でも、「GPIOって、そもそもナニ?」って思いませんか?
今日は、その疑問をスッキリ解消しましょう。

まずは言葉の意味から

GPIO は英語で General Purpose Input/Output port の略。日本語にすると、「汎用入出力ポート(港)」といいます。 うーん……いきなり難しそうですね。
もう少しかみ砕いて説明します。

  • Input(インプット):外から信号を“受け取る”
  • Output(アウトプット):信号を“出す”

たとえば、

  • ボタンが押された → GPIOが「入力」としてそれを受け取る(Input)
  • LEDを光らせたい → GPIOが「出力」として電気を流す(Output)

というように、“電気のやりとりをする小さな口” だと思ってください。

マイコンやラズパイの「手足」

人間の体でたとえると分かりやすいです。
ラズパイなどのマイコン(小さなコンピュータ)は「脳」ですが、GPIOは「手」や「目」といった 外界とつながる部分 です。

コンピュータ単体では、外の世界を感じたり、動かしたりできません。でもGPIOという“手足”を使えば――

  • 「ボタンが押されたのを感じ取る」
  • 「温度センサーの値を読む」
  • 「LEDやモーターを動かす」

といったように、現実世界とやり取りできるようになります。

ピン番号と電圧の世界

GPIOは、基板の上に並んでいる “ピン(針のような端子)” です。ラズパイにはたとえば、「GPIO17」「GPIO22」などと番号が振られています。

プログラムの中ではこの番号を指定して、
「GPIO17に電気を出して!」とか、「GPIO22が押されたか確認して!」と命令を出します。

GPIOは0V(OFF)か3.3V(ON)など、電圧の違いでデジタル信号を表現 します。
これが「High」「Low」と呼ばれるものです。

実際に使うとどうなる?

たとえば、LEDを光らせる回路をつなぐとき。

  1. LEDの片方をGPIOピンに、もう片方をGND(グランド=電気の戻り道)に接続します。
  2. プログラムでGPIOピンを「High」に設定すると、電気が流れてLEDがピカッ!

たったこれだけで、「コンピュータが光をコントロール」できるわけです。
これが電子工作の第一歩です。

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ほかにどんなことができるの?

GPIOを組み合わせると、

  • 温度・湿度を測る
  • 表示を変える(LCDなど)
  • ロボットを動かす
  • 音を出す
    など、さまざまなことが実現できます。

つまり、GPIOを使いこなせば、
「パソコンの中の世界」から「現実の世界」へ アイデアを広げることができるのです。

まとめ

GPIOとは?      汎用入出力ピン

何ができる         ボタンやセンサーの信号を読む(Input)、LEDやモータを動かす(Output)

なぜ大事?        コンピュータが現実世界とやり取るするための「手足」になる

GPIOは、電子工作の「いちばん最初のトビラ」です。最初は難しそうに見えても、LEDを一つ光らせてみると、一気に世界が広がります。 次は、「実際にGPIOを使ってLEDを光らせてみよう!」 に挑戦してみてください。きっとワクワクするはずですよ。