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Raspberry Pi で何が出来るの?素朴な疑問

Raspberry Pi制作物ラズパイ本体について
この記事は約13分で読めます。

Raspberry Pi に興味が沸いたものの、自分はパソコンの知識も無いし・・・、ましてやプログラミングなんて・・・、コマンド入力? そんなことしたことない・・・、そういった人は本当に多いですね。

興味が無いならともかく、興味はあるけどよく分からないから作って!という友人も居ます。それはプラモデルは欲しいけど、作って!と同じでして・・・。

作る工程も楽しいというのがRaspberry Pi が流行っている理由の一つですから、是非チャレンジしてみてはいかがでしょう。

今回はRaspberry Pi をどうやって設定したらいいの? 具体的に何が出来るのか? 素朴な疑問をお持ちの皆様に向けた記事です。

まだご存じないあなたへ。どんなOSがあるの?
Raspberry Pi にはRaspbianだけではないのです。よろしけば先にこちらもご覧ください。

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流行るRaspberry Pi

Raspberry Piの本来の背景は、2006年頃、コンピュータサイエンスを志望する学生の減少に危機感覚えたのがきっかけだそうです。これは創業者のアプトン氏がケンブリッジ大学の先生をしていたので、将来的に仕事が無くなる危機感があったからでしょうか?

理念として、広く安価にコンピュータサイエンスに触れて貰おうというものだったようですね。そのため発売された2011年当時は、そんなに売れないと見込んでいたようです。
(代表のエベン・アプトン氏の来日インタビューにて)

実際に世界で売れてみると、意外と産業用に使われることが多かったのも予測されていないようでした。

購入した人はオートメションのため産業用汎用機の代替であったり、テストサーバのように本格的な仕組みの前段階での利用、または、ユニバーサルスタジオのような遊園地のモニター制御だったり、意外と広い使われ方をされてきました。

ここ2016年くらいから教育用に広く認知されてきました。

Raspberry Pi は「お手軽」という言葉がピッタリです!

単機能にすればパワフルで、多機能もイケる。運用するにも省電力でランニングコストはあまりかかりません。そして本体自体が安価なため、思ったことを簡単に実行できます。試作品として利用するには相当に敷居が低いと思います。

  1. 単機能&多機能
  2. 省電力(コスト少)
  3. 比較的に簡単

その辺を順番にご案内します。

安価で簡単

流行る理由として、安価簡単だということ。

個人的にはこのように思っています。
手軽という言葉が適当でしょうか。

——流行った理由は?

  1. コンピュータの部類では格安
  2. 基本性能を抑えた造り
  3. これまでのコンピュータ基板と同じ構造
  4. 小さい!(組み込める)
  5. HDMI接続が標準装備
  6. 周辺機器は流用できる規格

一頃前までは、小さい端末で何かしたいと思ったら、どうしてもラップトップPC程度しかありませんでした。
それも余計な機能が盛りだくさんで、薄いといってもそれなりの面積も取り、やはり高価で電気代もそれなりにかかります。

単機能に使うのには勿体ないというのもあるでしょう。中古をあてがうとなると、ドライバソフトの問題やCPUやHDDの性能の問題など新たに面倒な対応が出てきます。それに24時間運用であれば故障の確率も上がります。

Raspberry_Pi_3_Model_B本体
Raspberry_Pi_3_Model_B本体

こういったコンピュータで単機能を制御する物が無かった背景があったのでしょう。安価で手軽に導入できるのは、ユーザーの敷居を下げ普及する要因だと思います。

HDMI端子を標準装備している

一番の手軽さにHDMI端子が付いている点です。

これはこれまでコンピューターは専用のモニターが必要でした。古くはブラウン管、そして液晶、新しい機種にはHDMI端子が付き始めたものの、当時のテレビでは解像度が低すぎて文字が読めませんでした。

液晶テレビがフルHD、そして高解像度になり、モニターほどではないにしろ、コンピューターを繋げて実用的になりました。

HDMIケーブルイラスト

そのHDMI端子が標準、いや、それが基本の表示方法というのが魅力的なんです。もちろん現在はモニターもHDMI接続が一般的です。

特にデスクトップ環境で使うことがコンピューターには求められてきましたが、Raspberry Pi は表示専用に使うことで、デジタルサイネージやタッチパネルにプログラムを表示するという点が画期的です。

10年くらい前までは、この表示することにネックが多かったと思っています。

Linux系が流行っていた

それに比較的に簡単なPythonプログラムなどオープンソースのLinux環境が、Raspberry Pi 登場の前に下地ができていたことが大きいと個人的には思っています。

ちょうど2004年後半にUbuntuがリリースされています。

私もそれからしばらくしてUbuntuをメインにして5年くらい使っていました。その時にニュースで知ったRaspberry Pi がこんなに広まるとは思っていませんでしたね。(この2004年から自宅ではWindowsを辞めましたね)

UbuntuはLinuxで初めてフル機能のデスクトップ環境を備えていたものの、デスクトップマシン中心でした。これまでのPC環境と何ら変わらなかった。

そしてRaspberry Pi はボード本体も過不足無い機能を有し、安価で拡張性もある(HAT系、GPIO)というハード面に目が行きがちです。

しかし、ソフトウェアもUbuntuと同じDebian系でまとめてきました。DebianはLinuxでは王道のディストリビューションです。・・・Ubuntuはリッチになり過ぎましたね。

流行っているとはいえ、皆さんは何をさせるために購入するのか?

最近ではAIの話題が盛んで、GoogleAIYを当サイトでも記事にしていますから、Raspberry Pi で何でも出来てしまうイメージもあると思います。

AIIot(Internet of things)という言葉も、3Dプリンターの登場もありました。Raspberry Piの前にArduino(アルデュイーノ)がありましたし、決してRaspberry Pi だけでは無いのですけど、一番簡単だったのかも知れません。

Raspberry Pi 発売日2日前の公式ブログ

Ladies and gentlemen, set your alarms! - Raspberry Pi
The Raspberry Pi Foundation will be making a big (and very positive) announcement that just might interest you at 0600h GMT on Wednesday 29 February 2012. Come ...

では、具体的に何をさせたい、またはしたいのか?

大きく2つに分かれると思います。

一つは、電子工作の用途です。

GPIOというインターフェイスがありますから、そこからLEDランプを制御したり、センサー類を取り付けて計測したり、拡張基板にモーターを付けてロボット工作のようなことも可能です。

それらを全て使って自動で何かを行わせることも可能です。

  • 学習
  • 計測
  • 制御
  • 組み込み

もう一つはコンピュータ、それも普段使うPCの単機能版として利用することです。

家庭内サーバーにしたり、ミュージックボックスにしたり、定点観測のカメラや監視カメラにしたり、これまでもパソコンで出来たことではありますけれど、より小さく余計な機能のないRaspberry Pi に置き換えて運用するやり方です。

これは業務で例えるなら、在庫管理のシステムを操作するだけにアレコレできる高いマシンはオーバースペックですよね。

  • 簡易サーバー
  • シンクライアント
  • デスクトップ環境

私はもっぱらこの単機能版のPCとして魅力を感じています。消費電力が少ないのは本当に有利だと思います。

何をしたいのか具体的にあれば、それはRaspberry Pi で実現できることでしょう。あとは過不足なく何かに置き換えられるか、もしくは工作として学習のためかになりますね。

パソコンとスマホの中間

特に思うのがパソコンよりも非力でも、スマホよりも制御出来る部分が多いという点です。

スマホで事足りることが多くなりました。(若しくはタブレット端末)敢えてパソコンを使わなくても良くなったとも言えます。若い人達はスマホからこういったインターネットなどの技術に触れる人が多いためか、パソコンが使えない人が増えましたね。

Raspberry Pi は、スマホみたいに各社の制御で構築されていません。自由度が高いです。かといってパソコンほど何でも出来るわけではありません。性能が非力という点と、各種ソフトウェアがあるわけではないからです。

ただ、Linuxの世界は世界中で誰でも利用出来るオープンソースのアプリケーションが構築されています。

特にRaspbianの元であるDebianというディストリビューションは標準的なOSです。デスクトップ環境もイケるし、かといって不安定でもない。非常にバランスが良いのです。

プログラム言語PythonであればRaspberry Pi は容易に扱えます。確かに教育用としても無難だと思います。安定しているのは環境が激変しないという点もあるからです。(逆に新しい機能が実装されにくい??)

また、Pythonは世界で最も利用されているプログラム言語で、多言語に比べて習得し易くRaspberry Pi に最適化されています。

基板自体の性能や扱いやすさを補うのがスマホの活用であったり、別のパソコンやWEBサービスとの連携でカバーできるため、これらを組み合わせて運用するのが分かりやすいかも知れませんね。

具体的には?

では、具体的に何をさせて何ができるのか? このブログ「ラズパイダ」で実際に製作した記事でご紹介します。

1.スマホで制御するミュージックサーバ

pHAT BEATとRaspberry Pi Zero Wでミュージックサーバ
pHAT BEATとRaspberry Pi Zero Wでミュージックサーバ

これは小さいRaspberry Pi Zero Wを使用して、音楽に合わせてLEDがレベルメーターの役割を果たすミュージックボックスとして製作しました。

Raspberry Pi Zero系でも音楽系ならデータも小さいので容易に扱えます。また、pHATという拡張基板を用いると、見た目にも楽しい物が作成できますね。

詳しくは記事をご覧いただくとして、かなり実用的ですよ!

microSDカードに入れた音楽ファイルを再生するならWi-Fi環境は必要ありません。Raspberry Pi Zero Wを利用しているので、モバイルバッテリーで駆動します。

屋外で鳴らすには最適です。

自宅内ならWi-Fi環境があるので、何もmicroSDカードに音楽ファイルを入れる必要もありません。他のサーバー(これもRaspberry Pi )に保存してあるファイルを再生させられます。

また、意外と知られていないのは、Wi-Fiは受信も送信も出来る点です。送信する側にすればスマホと接続できます。それで制御すればリモコンになりますよ。

全ては難しくても音が鳴るだけでかなり感動するものです!

2.動画再生のためのメディアサーバー

LibreELECというOSがあります。これを利用して家庭内のメディアサーバーが簡単に構築できます。

OSMCだとか別に開発されているOSもあり、好きなように選べます。最近ではあのAmazonプライムビデオまで導入できました!

Wi-Fiと有線LANの速度が上がったRaspberry Pi 3 model B +でも再構築しました。

3.レトロゲームで遊ぶ Retropie

sns_controller pi
スーパーファミコン内蔵SFCコントローラー本体

RetroPieというOSでレトロゲームのエミュレータになります。これはゲームROMの取得が日本では法律的にアウトになるので、海外を中心に流行っています。フリーのゲームソフトもありますので、そちらでお楽しみください。

4.デジタル写真立て

3.5インチでデジタル写真立て
3.5インチでデジタル写真立て

格安のディスプレイを使ってオリジナルのデジタル写真立て(スライドショー)を製作しました。単機能で消費電力も食わず、24時間の運用にも耐えます。お気に入りの写真を見返すのにパソコンを起動するのも仰々しいので作りました。

スマホとは違い、インテリアとして置いておくのに安い基板とディスプレイなら惜しくはありませんね。

制作費としては市販のスライドショー端末が流行った頃より多少高くなります。しかし、自分で制御できるのは魅力的です。

Wi-Fiを使ったSSH接続で写真の交換も楽です。microSDカードを取り外すことはありません。

また、記事では触れていませんけど、動画もOKです。ミニ動画プレイヤーとして今後記事にしていきます。

全てはアイディア次第

プログラムといってもそんなに難しいものではありません。毛嫌いする人も多いと思いますが、基本はコピペでも充分です。

何度か試していると、同じようなことをしていることに気が付くと思います。

  • OSのインストール
  • ネットワークの設定
  • 使用アプリケーションのインストールと設定

大まかにはこういったことを異なるアプリケーションですることが多いです。

まさに「習うより慣れろ」で乗り越えられますよ。中には、OSとして用意されているものもあるので、設定だけということもしばしばです。

馴染みの無いLinuxで、更にコマンドでの作業など、普段使うWindowsやMacと異なるということと、苦手意識があるからだと思います。

そういう人にもお聞きしたいのは「初めてWindowsを触った時、どんな気持ちでしたか?」

恐らくRaspberry Pi も同じなのですけど、Windowsに慣れてしまった、Androidに慣れてしまったからでしょう。

Raspberry Pi もスグに慣れますよ!

どういったことをしたい(させたい)かによって拡張基板を使うのか、OSは何を用意するのか、プログラミングは必要なのかになりますので、大まかでも設計図というか青写真は考えておくべきでしょう。

あとは当サイトのように技術的に書かれたサイトを検索すると、大抵の仕組みは先駆者が居ますので、コメントやお問い合わせなどで質問をされると良いと思います。

この時に気をつけるのは、ご自分の環境が同じかどうかという点です。

同じ物でなくても良いんです。技術的に同じかどうか、そして何よりも大切なのは、同じバージョンなのか?ということです。

使用しているハードはもちろん、基本のRaspbianOSのバージョンとか、利用したいアプリケーションのバージョンなどです。

ここが違うと上手くできません。

このブログも他所も同じように使用環境を明記しています。そこは大事です。

スマホのアプリで済んでしまうものはそのままでいいでしょう。パソコンでやることに特化したものもそうです。

それ以外に、自分用にカスタマイズしたいツールが欲しい時、それはRaspberry Pi で構築できる何かではありませんか?

逆にWindowsでこういうアプリケーションがあったらなー、とかスマホでこういうアプリが欲しいなーと思っても、それを作るのは至難の業です。ガチにプログラミングできないとムリでしょう。

その点、Raspberry Pi のようなオープンソースのアプリケーションは、そういった技術が公開されているため導入しやすいんです。それもお金はかかりません。

最後に

ちょっと駆け足でご紹介しました。

実はやってみたら案外簡単だったってことは生きていれば多々あります。Raspberry Pi も同じです。上には上がいます。このブログは他人からみたら、大したことありません。でも、それなりに出来て楽しめますし、仕事にも役立ちます。

3Dプリンターなども同じで、世に出回っていない物が欲しいと思ってもありませんから、そうしたら自作(DIY)するしかないでしょう。

誰が何と言おうが世界に1つだけの物を利用したら楽しいですよ!

自作した以外にも海外を中心にRaspberry Pi の面白い仕組みなどはこのサイトでもご紹介していきたいと思います。簡単であれば製作してみてください。

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