【開封の儀】ラズベリーパイを購入したのでpythonでできることのメモ

Programming Memo
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本記事では、せっかくPythonを学んでいるのならば、データだけでなく、物も動かしてみよう!とのことで、小さなコンピューターで噂の「Raspberry Pi(ラズベリーパイ)」の購入にあたって「できること」「やってみたいこと」をアウトプットします。

ラズベリーパイとPythonで何ができるの?

という疑問について参考になれば幸いです。

私自身初めて「ラズベリーパイ」と聞いた時になにそれ?美味しいの?状態だったので、いざ調べてみると結構面白そうなことができるぞ!特に研究で必要なちょっとしたツール作製なんかにも使える…Pythonを使って制御もできる。
ちょうどPythonの勉強もしているので、これは買うしかないということで、購入に当たって調べたことを記していきます。

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ラズベリーパイとは何か?

「Raspberry Pi(ラズベリーパイ)」とは簡単に言うと「小さなコンピューター」だそうです。
「シングルボードコンピューター」とも言われており、これは1枚の基板(シングルボード)上に必要最低限のパーツを付けただけの非常にシンプルなコンピューターとのこと。
コンピューターといえば、自宅にあるパソコンを想像すると思いますが、そのパソコンの中から動作に必要なものだけを残して限界まで最小化したものと言えるでしょうか。

教育用のコンピューターとして開発・販売され、

  • 夏休みの電子工作キットとして利用
  • 大学の情報系学部の授業でも採用

されていたり教育現場で広く利用されているそうです。
最近では、IoTを手軽に体験できるツールとしても注目を浴びているそうです。

ラズベリーパイでできることは何か?

ラズベリーパイを使ってできる具体的なことは下記のものが代表的とのこと。

  • 音楽プレーヤー・ラジオ
  • スマートスピーカー
  • ゲーム機
  • ロボット    など

上記のことは代表的なものであって、創意工夫でなんでもできるそうです。

応用としては、

  • 工場生産ラインのモニタリングなどのプロの現場での利用
  • 自作の実験装置の作成

などもできるらしく、私も以前所属していた研究室では、ラズベリーパイを使って実験装置を自作している人がいました。
今回私がラズベリーパイに手を出すに至ったのも実験装置の自作に使っているのを見て、私も使えるようになりたいなと思ったことがきっかけです。

さらに大きな魅力の一つとして、「Pythonで動かすことができる」というのがあるそうです。
Pythonといえば機械学習やデータサイエンスのイメージが強いですが、ものを動かすような制御もすることができるんですね!

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購入したラズベリーパイのモデル

ラズベリーパイの種類

ラズベリーパイのモデルはかなり種類があるそうです。

Raspberry Pi 1A+、1B+、2B、3B、3B+、ZeroW、ZeroWH など

今回購入したラズベリーパイのモデルは、「Raspberry Pi 3 Model B+」にしました。
これにした理由は参考書が3B+を使っているので、それに従った形になります。

参考書

「ゼロからよくわかる!ラズベリー・パイで電子工作 入門ガイド」タカラエディット 著、技術評論社

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ラズベリーパイのキット

ラズベリーパイは本体を購入しただけでは、基板が1つしか入っていないため、使用することができません。
電源やモニターへの出力のコード、SDカードなどが必要になります。

本来は自分で揃える必要があるのですが、便利なことに「キット」として販売されています。
今回はAmazonでLABISTSのセットを購入しました。

Amazon.co.jp: LABISTS Raspberry Pi 3 Model b+ ラズベリーパイ 3 b+ MicroSDHCカード32G/NOOBSシステムプリインストール/カードリーダ /5V/3A スイッチ付電源/高品質HDMIケーブルライン/ヒートシンク/簡単に取り付けケース/日本語取扱説明書/24ヶ月保証: パソコン・周辺機器
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起動に必要最小限のものが付属したセットで、本体が6000円前後ぐらいに対して、キットが1万円と、初心者が苦労して自分で買い揃える手間を考えると安いものかなと感じます。

やることに応じて追加でパーツの購入も必要とのことで、便利なキットも合わせて購入したので、次回紹介したいと思います。

開封の儀

キットのパッケージはこんな感じ。

フタを開けると、ラズベリーパイ本体が出てきました。ロゴがかわいいですね!

キット内容を全て並べてみたところ。
ひとまずはこれと、キーボード、マウス、ディスプレイを付け足せば動かすことができるそうです。

ラズベリーパイとiPhone8を並べておきさを比べてみました。
iPhone8よりも小さいサイズになっています。
本当に小さいですね。

本体をアップして撮影してみました。

ここについているピンたちにいろいろな機器を繋いで動かしていくそうです。

左上についているラズベリーパイのマークが可愛い。

USBは4つまで差すことができるそうです。

というわけで無事に開封できました。これから実際に設定して動かしていきます!

やってみたいこと・やること

やってみたいこと

当面の目標としてやってみたいことは下記の2つ。

  • カメラに接続して、動くものの速度を計測する
  • モーターを制御して電動ステージやアームの駆動をする

なぜこの2つかというと、研究をやっていてこれぐらいのことがとりあえずできるようになれば、「買うと高いけど、手動でやると大変すぎる」ということを解決することができそうだからということが理由になります。

おそらく、これらができるようになる頃にはまた色々知ることができ、やってみたいことが増えてくると思うので、その時が来るのが楽しみです。

やること

上記の目標は「やってみたいこと」であり、初心者がすぐにできるものではないので、まずはじめに「やること」としてラズベリーパイの基礎を学びます。

参考書はこちら。

参考書

「ゼロからよくわかる!ラズベリー・パイで電子工作 入門ガイド」タカラエディット 著、技術評論社

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ざっと一通り読んでみると下記のことが学ぶことができるそうです。

  • ラズベリーパイの基本動作
  • 電球の点灯の制御
  • モーターの制御で扇風機の作製
  • 温湿度計の作製
  • 定点カメラの作製
  • お天気ボードの作製
  • スマホで操作できるロボットの作製

ひとまず一通り目を通した感じ、写真が多く解説もしっかりしていて非常にわかりやすいです。
やってみる中でつまづくところとかもあると思うので、そういった点を補足しながらまたアウトプットしていきたいと思います。

まとめ

以上、ラズベリーパイを購入したのでpythonでできることやってみたいことのメモでした。
ラズベリーパイは創意工夫次第でなんでもできる万能な小さなコンピューターとのことで、ものを動かす制御を勉強してみたいという人にとって良い教材になりそうです。

できることの大半は、「買えばいいじゃないか」というものが多いですが、わざわざ自分で作る意味としては、「それがどんな原理で動いているかを理解する」があると思います。
普通に生活していればあまり必要ない能力なのかもしれませんが、「ものづくり」に携わる者としては必要な能力だと感じます。

今後、ラズベリーパイを使ってやってみたことを随時アウトプットしていきます!

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