USBドングル化したRaspberry Pi Zeroを再活用

Raspberry Pi Zeroを直接コンピュータと接続するUSBドングル化しました。これだと電源も要らずRaspberry Pi ZeroとSSHで接続して使用できます。Python環境が整っているRaspberry Pi OSなら、気軽にPython学習にも使用できます。

記事では2019年当時のキットを使っています。現在も同様の商品が販売されていますね。

Raspberry Pi Zero2 Wでは電源が足りない。本来はZero v1.3用です。

この記事の主な流れ

USBドングル

今回の環境と利用したパーツです。初代Zero v1.3で組み上げました。

現在、残念ながら初代Zeroが手に入りません。Raspberry Pi Zero W/WHまでならギリギリ可能です。2だとカタログスペック的に消費電力が足りません。

  • Raspberry Pi Zero v1.3
  • Raspberry Pi Zero W/WH
  • Raspberry Pi Zero2 W

Raspberry Pi Zeroの消費電力は5V100mA(0.5 W)で推奨電圧は1.2Aです。USB2.0の規格が5V500mA(2.5 W)で、USBの1ユニットロードは100mAですから大丈夫です。

画像元:Power Supply

Raspberry Pi Zero W/WHだと、同じ1.2A推奨でも消費電力が150mAとありますから、CUI環境のRaspberry Pi OS liteで、あまりCPUを酷使しない使い方なら何とかでしょうか。

Raspberry Pi Zero2 Wに至っては、消費電力が350mAですから、USB1つからでは足りませんね。

今回の環境とパーツ

rpiusbkit-title
2019年当時のドングル化キットを使用
  • アクリル製ケース+Raspberry Pi ゼロW USB-Aアドオンボード
  • Raspberry Pi Zero v1.3
  • microSDカード

古いキットでの紹介ですが、2022年も似たようなキットは存在します。Zero 2は供給電力が足りないと思います。

ドングル化は、USBガジェットモードやUSB Stemキットとも呼ばれます。

注意!ケースによっては干渉する

この記事で利用した2019年当時のUSB-Aアドオンボードには、アクリルケースが付属していました。有り難いのですけど、この初代Raspberry Pi Zero v1.3には対応していません。(ドングル化ボードは対応しています)

Zero系はほとんど基板サイズが同じなのですが、基板のチップ構成が異なるので、ケースによって干渉してしまいます。

Zero Wだと真ん中のCPUチップの切れ込みは余裕があります。

zero w 1.1

次はZeroで、チップの右側が干渉します。ネジで締めるケースなのでマズイですね。

Zero

このケースは使わず、自作のフリスクケースに収めました。

フリスクケースに初代Zero

利用のアイディア

例えば、Raspberry Pi OS liteなら、SSH接続でCUI環境ということを利用して、Pythonプログラムやスクリプトファイル作成、コマンド操作の学習用にも使えます。

CUIなら快適

Raspberry Pi OSはプログラム言語のPythonを実行する環境が整っているためすぐに実行を試せます。それにCUI環境ですから、コマンド操作の練習にもってこいです。

仮に通常のRaspberry Pi OSでも、VNCを利用すれば仮想マシンのようにも使えます。実用的ではないけど。

Zeroでは厳しいGUI

LAMP環境を構築すれば、操作側のPCのブラウザからアクセスすることも可能です。

USBメモリーみたいなRaspberry Pi はお手軽です。

USBガジェットモードで使うセットアップ

Raspberry Pi OS liteを使っていつものようにmicroSDカードを用意します。いつものままではUSBで使えませんので、2箇所の変更をします。

config.txtへ追記

OSを書き込んだmicroSDカードを別のPCから中身を見てみましょう。config.txtに次を追記します。

dtoverlay=dwc2

cmdline.txtも追記

同じくcmdline.txtにも追記します。「rootwait」の後へ追記しました。挿入場所は画像を参考にしてください。

modules-load=dwc2,g_ether
zero-otg10

Raspberry Pi OS Bullseye 32bit

(画像をクリックして拡大)

cmdline.txtは1行で書かれています。改行しないでください。半角スペースで区切ります。

SSHを有効

SSHを有効にするのをお忘れ無く。Raspberry Pi Imagerなら、SSHもオンにできますし、ホスト名も変更できます。

USBポートに接続してから、ターミナル画面(Putty等)からSSH接続できます。

ssh ユーザー名@ホスト名.local

VNCは遅い

通常のRaspberry Pi OSの場合、VNCは後からでもコマンドで有効にできます。SSH接続後、sudo raspi-configからVNCインターフェイスを有効にしましょう。

ただ、ZeroなのでVNCは実用的な速度ではありません。オススメはCUI環境のRaspberry Pi liteですね。

アドオンボードの仕組み

zero-otg8

非常に簡単なので拍子抜けするかも知れません。電源も繋がないで接続できるので軽便です。

裏の配線をみてもらう分かるように、電源とmicroUSBの端子をUSB-Aに配線で繋いでいるだけなんです。この形式だとはんだ付けが要りません。

ただ、はんだ付けしていませんから、ネジでしっかりと固定しないと、接点がズレて外れて危険です。

zero-otg6

曲がってやがる・・・! 中華クオリティ!

使用感は悪くない

このような感じで使っています。

初代Zero v1.3はWi-Fiが付いていませんから助かります。Zero W/WHではメリットはあまりないかも知れませんね。

残念ながら逆向き・・・

SSHで繋いでCUI環境では実用的に使えます。

sshで接続

VNCでも接続できるけど、実用的な速度ではなく、確認する程度に使えます。

ケースは考えないとなりませんかね。

もしも古いZero系があるなら試してください。まだなんとか手に入るW/WHであれば適合します。Zero2は電力が足りないと思う。

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コメント一覧 (2件)

  • USBアドオンボード!私も先日購入しました。HID化してキー自動入力で効率改善を考えています。調べるとBack doorやattack platformなどキーワードがちらほら、セキュリティについて考えさせられました。GPIOですが手持ちpHat(micro dot)が動きましたよ!W無しのzero込みの消費電流は0.3Aでした。

    • おお!同志よ!w コメントありがとうございます。
      そうなんですよねー。怪しい情報と一緒なんで紹介しようかどうか迷いました。そういう使い方ばかりではないのにな。
      GPIOの情報をありがとうございます!
      0.3Aですか。USB2.0は1ユニットで0.1A、1つだけの接続なら0.5Aということらしいですが、実際はどうなんでしょう??

      何のpHATがいいですかねー。
      micro dotでIP表示させて簡易サーバもいいなー。
      あまり電力を使えないと思うのですが、Speaker pHATでミュージックサーバーが使い勝手ありそうな??

      またお越しください! んで、情報をください!

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