ラズベリーパイのビギナーズガイド

重要なのはささいなことです。

多くの人が、モノのインターネット(IoT)という用語が何を意味するのか、またはそれが実際に何を表すのかを疑問視しています。簡単に言えば、IoTはインターネットに接続できるものすべてを分類するための用語です。これには、Alexa、HomePod、Androidウォッチ、Samsungスマート冷蔵庫などが含まれます。IoTは、インターネットに接続して相互に通信する小さなデバイスのグループを表すことを意味する用語であることに気付いたとしても、これらの小さなデバイスが実際にどのように機能するかはまだはっきりしていません。

対照的に、誰もがMacbookやコンピュータが何をするのか、そして彼らが何ができるのかを一般的に知っています。興味深いことに、これらのIoTデバイスの内部は、処理装置、メモリ、ネットワーク、Bluetoothモジュール、その他のセンサーなど、私たちが日常的に使用しているコンピューターと非常によく似ています。

多くの人が気付いていないのは、独自のIoTを簡単に作成できることです。小さなコンピューターを使用するデバイス。実際、すぐに利用でき、安価で、強力な小型コンピュータが存在するのではないかと思うかもしれません。良いニュースはそれが実際に存在するということですそしてそれは本当に強力です。

ラズベリーパイはまさにそれです。

Raspberry Piは、手にぴったりとフィットする小さなコンピューターです。サイズに惑わされないで、最新(3+)世代のRaspberryPiのハードウェア仕様を確認してください。

  • 1.4 GHz64ビットクアッドコアARMCortex-A53、1 GB RAM
  • 2.4 / 5Ghzデュアルバンド802.11acワイヤレスLAN、10/100 / 1000Mbpsイーサネット
  • Bluetooth 4.2
  • 4つのUSBポート、フルHDMIポート、3.5mmオーディオジャックとコンポジットビデオポートの組み合わせ、40のGPIOピン
  • マイクロSDカードスロット、VideoCore IV 3Dグラフィックコア、カメラインターフェイス(CSI)、ディスプレイインターフェイス(DSI)、

ご覧のとおり、この小さな獣には、クアッドコアCPU、高速ワイヤレス、Bluetoothモジュール、およびコンピューターで行うほとんどのことを実行するのに十分なRAMが搭載されています。さらに良いことに、これはたったの35ドル、または妥当な夕食(またはSFでの3つのアボカドトースト)の費用です。

ラズベリーパイには興味深い命名規則があります。それらは、モデル名と世代の組み合わせによって分類されます。モデル名には、A、A +、B、B +、Zero、Compute Moduleが含まれます(Compute Moduleは主に産業用アプリケーションを対象としているため、この記事では触れません)。

各モデルは、使用可能なコネクタとメインボードのサイズによって異なります。これまでに構築されたさまざまな世代があり、主に1から3までの番号で分類されます。各世代は、主にチップのパフォーマンスによって区別されます。最新かつ最も強力なバージョンは、Raspberry Pi3 +モデルB +と呼ばれます。

参考までに、各モデルで利用できるパーツを示す画像をいくつか示します。

各モデルには、独自のトレードオフがあります。たとえば、Raspberry Pi Model Zeroはそれらすべての中で最小であり、平均で100 mA(0.5W)の電力しか消費しません。(平均的なデスクトップには200〜1400Wの電源が搭載されています)。ただし、シングルコアCPUしか搭載しておらず、RAMが少なく、完全なHDMIポートがありません。

ただし、サイズが小さいため、より多くのスペースに収まるため、スペースと電力に制約のあるデバイスを構築するのに役立ちます。したがって、複数のモデルから選択することで、プロジェクトの選択肢が増えます。

どのソフトウェアを実行しますか?

残念ながら、RaspberryPiはMacOSXまたはWindowsを実行しません。代わりに、Raspbianと呼ばれるLinuxのバージョンを実行します。NOOBSインストーラーを使用してマイクロSDカードにRaspbianを自分でインストールするか、ここに示すようなプリロードされたマイクロSDカードを購入するかを選択できます。RaspbianがインストールされたマイクロSDカードを接続し、Raspberry Piをオンにすると、次のロード画面が表示されます。

ご覧のとおり、デスクトップは大型PCの通常のデスクトップと同じように見えます。デフォルトでは、Webブラウザー、ターミナル、画像ビューアー、電卓、その他多くの機能を利用できます。

Raspbianでは、独自のオープンソースソフトウェアリポジトリから大量のソフトウェアを無料でインストールすることもできます。ソフトウェアをインストールするプロセスも非常に簡単です。あなたは利用できるapt-getのの使用可能な任意のソフトウェアをインストールするために、様々なリポジトリからソフトウェアをインストールするためのコマンド、一般的なLinuxコマンドを。

たとえばsudo apt-get install scratch2、人気のあるスクラッチプログラミング言語をインストールします。さまざまなリポジトリとStackOverflowを閲覧すると、これらのデバイスでほぼすべてのことができることがすぐにわかります。

これで実際に何ができますか?

さて、これであなたはたくさんのフリーソフトウェアを実行する小さなコンピュータを手に入れました。あなたは実際にそれで何ができますか?さて、これは私がコーディングクラスの一部として中学生のグループで実装した簡単で楽しいPythonプロジェクトです。

LEDスクリーンを備えたRaspberryPi互換の温度/湿度/圧力センサーを使用して、数字ではなくランダムな色を使用してランダム性の概念をLEDスクリーンで教えました。私の生徒たちは、自分のコードを視覚的および物理的に操作する方法が大好きでした。あなたはここでプロジェクトのビデオを見ることができます:

同じデバイスを使用して、電卓、ゲームデバイス、気象観測所なども構築しました。若い学生に入門プログラミングを教えるための非常に便利で費用対効果の高い方法であることがわかりました。カリキュラムの詳細については、改めて記事で取り上げる予定です。

スタンフォード大学の同僚の1人が、貴重なコーヒーを保護するために、カスタマイズされたRaspberryPiで保護されたエスプレッソマシンを構築しました。アイデアは、ここに見られるように、ラズベリーパイで固定されたドアロックにいくぶん似ています。

RaspberryPiを使用して楽しく便利なIoTデバイスを構築する方法についての記事はたくさんあります。これが私が見つけたそれらのいくつかのリストです:ラズベリーパイセキュリティカメラ、ラズベリーパイメディアセンター、ラズベリーパイコードクラブ。

まとめ

この記事が、Raspberry Piとは何か、それらがどのように構築され、何に使用されるかについての基本的な洞察を提供することを願っています。また、この記事がIoTの本当の意味をいくらかわかりやすく説明してくれることを願っています。

本質的に、IoTはインターネットを使用して何百万もの小さなものを接続する運動であり、RaspberryPiはそれらの小さなものに電力を供給する方法の1つです。未来はIoTにあると心から信じており、IoTを一歩近づけるために皆様のご参加をお待ちしております。

数百の小さなものが重要です。—クリフショー。

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