Raspberry Pi GPIOピン名と役割完全ガイド
📝 はじめに
Raspberry PiのGPIOピンは、センサーやLED、I2C機器などを接続するための「電子工作の入口」です。しかし、ピンのラベル（例: 3V3, SDA1, GPIO17）にはそれぞれ意味があり、正しく理解しないと誤配線や機器破損の原因になります。この記事では、ピン名の意味と機能、そして物理ピン番号との対応表をまとめます。
📜 ピン名の意味と役割
電源関連
| ピン名 | 意味 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 3V3 | 3.3ボルト電源出力 | センサーやICの電源供給（最大約50mA） |
| 5V | 5ボルト電源出力 | モジュールや小型モーター駆動（USB電源と直結） |
| GND | グラウンド（0V） | 電気回路の基準点、共通接地 |
5Vピンを誤って3.3V対応の機器に接続すると即座に破損します。
デジタル入出力（GPIO）
| ピン名 | 意味 | 主な用途 |
|---|---|---|
| GPIOXX | Broadcom SoCの汎用I/O番号 | LED制御、スイッチ入力、PWMなど |
GPIO番号（BCM番号）と物理ピン番号は異なるため、プログラムの設定と配線を必ず一致させる必要があります。
通信系ピン
I2C（Inter-Integrated Circuit）
| ピン名 | 意味 | 用途 |
|---|---|---|
| SDA1 | Serial Data Line（データ線） | I2C機器との双方向データ通信 |
| SCL1 | Serial Clock Line（クロック線） | I2C同期信号 |
Raspberry PiのI2Cはバス番号1（SDA1/SCL1）が標準です。プルアップ抵抗はボード内蔵。
SPI（Serial Peripheral Interface）
| ピン名 | 意味 | 用途 |
|---|---|---|
| MOSI | Master Out Slave In | マスターからスレーブへのデータ送信 |
| MISO | Master In Slave Out | スレーブからマスターへのデータ受信 |
| SCLK | Serial Clock | クロック信号 |
| CE0/CE1 | Chip Enable | 接続デバイスの選択信号 |
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）
| ピン名 | 意味 | 用途 |
|---|---|---|
| TXD | Transmit Data | データ送信（3.3Vレベル） |
| RXD | Receive Data | データ受信（3.3Vレベル） |
5VレベルのUART機器を直結すると破損します。レベル変換器を使用してください。
📊 GPIOピン対応表（Raspberry Pi 40ピン）
| 物理ピン | BCM番号 / 名称 | 機能 |
|---|---|---|
| 1 | 3V3 | 3.3V電源 |
| 2 | 5V | 5V電源 |
| 3 | GPIO2 (SDA1) | I2Cデータ |
| 4 | 5V | 5V電源 |
| 5 | GPIO3 (SCL1) | I2Cクロック |
| 6 | GND | グラウンド |
| 7 | GPIO4 | 汎用I/O |
| 8 | GPIO14 (TXD) | UART送信 |
| 9 | GND | グラウンド |
| 10 | GPIO15 (RXD) | UART受信 |
| 11 | GPIO17 | 汎用I/O |
| 12 | GPIO18 | PWM出力など |
| 13 | GPIO27 | 汎用I/O |
| 14 | GND | グラウンド |
| 15 | GPIO22 | 汎用I/O |
| 16 | GPIO23 | 汎用I/O |
| 17 | 3V3 | 3.3V電源 |
| 18 | GPIO24 | 汎用I/O |
| 19 | GPIO10 (MOSI) | SPI送信 |
| 20 | GND | グラウンド |
| 21 | GPIO9 (MISO) | SPI受信 |
| 22 | GPIO25 | 汎用I/O |
| 23 | GPIO11 (SCLK) | SPIクロック |
| 24 | GPIO8 (CE0) | SPIチップ選択0 |
| 25 | GND | グラウンド |
| 26 | GPIO7 (CE1) | SPIチップ選択1 |
| 27 | GPIO0 (ID_SD) | EEPROMデータ（HAT用） |
| 28 | GPIO1 (ID_SC) | EEPROMクロック（HAT用） |
| 29 | GPIO5 | 汎用I/O |
| 30 | GND | グラウンド |
| 31 | GPIO6 | 汎用I/O |
| 32 | GPIO12 | PWM出力など |
| 33 | GPIO13 | PWM出力など |
| 34 | GND | グラウンド |
| 35 | GPIO19 | SPI MISO / PWM |
| 36 | GPIO16 | 汎用I/O |
| 37 | GPIO26 | 汎用I/O |
| 38 | GPIO20 | SPI MOSI |
| 39 | GND | グラウンド |
| 40 | GPIO21 | SPI SCLK |
💡 まとめ
-
3V3/5Vは電源供給用、GNDは必ず共通化。 -
GPIO番号はBCM番号で管理するのが一般的。 -
I2C・SPI・UARTなどの通信ピンは専用機能が割り当てられている。
-
物理ピン番号とBCM番号の違いを意識することが安全で確実な配線の第一歩。