Raspberry Pi関連

Raspberry Piで IoT開発

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最近 IoT関連がマイブームです
Raspberry Pi関連のブログも書いていきます

Raspberry Pi 4

ついに Raspberry Pi 4 が発売になりました
秋葉原では潤沢に出回ったようで 発売直後に手に入れることができました
Raspberry Pi 4 パッケージ
ケースやヒートシンクも買いました
ファンなどの放熱対策も必須です 放熱しないとCPUのパフォーマンスも落ちます
Raspberry Pi 4 概観

GrovePi

Grove という 4ピンのコネクタの規格があります
ピンアサインは GND 電源(通常5V) GPIO GPIO で 信号として使えるのは 2ピンです
アナログ I2C シリアル などの通信にも対応できるため使い勝手は良いです
コネクタも安く手に入り センサも Groveコネクタ対応のものが多く売られています

Raspberry Pi で Grove対応センサを活用する場合 GrovePi というボードがあります
Groveコネクタが GPIO用 7本 アナログ用 3本 I2C用 3本 搭載されています
(詳細説明は割愛しますが 隣り合うコネクタで GPIOのピンを共有しているため
実際に使用できるコネクタの数には制限がつきます)
GrovePi 概要
中央に ATmega328P が載っており このマイコンが Groveモジュールへアクセスします
Raspberry Pi からは I2Cにより ATmega328P と通信できるようになっているため
I2C経由の通信コマンドという形で Groveモジュールと情報のやり取りを行います
GrovePi 基板
実際に LCDと 温湿度センサを接続したのが次の写真です
湿度の表示が少しおかしいですが 手軽に IoTを組み立てるには選択肢になります
GrovePi 使用例

7インチ専用LCDタッチパネル

RaspberryPi の基板にある DISPLAYインターフェースに直結できる LCDモニタです
タッチパネルとしても機能します Voice Kit につなげて使うために購入しました
2019年10月購入で 11000円くらい
7インチLCD 外箱
7インチサイズ 解像度は 800×480 と若干物足りない感じです
ただ電源は (推奨されてないが) RaspberryPi の GPIO 5Vからとることができるので
デバイスをコンパクトにまとめることができます
7インチLCD 表
モニタの画面 モニタ自体は薄く扱いやすそうです
フラットケーブルは写真のとおり短く 必要に応じて長いのを買い足す必要あります
ピンソケットケーブルは RaspberryPiの GPIOに挿すためのものです

インターフェース基盤の USBに 5Vを供給しない場合 RaspberryPiの 5Vに接続します
また残り 2本は I2Cの SDA/SCL用ケーブルですが これは RaspberryPi1 など
SDA/SCL信号を持たない古い機種用なので RaspberryPi2以降は不要です
7インチLCD 裏
モニタの裏面 マウント用のネジ穴などあります
また RaspberryPiと接続するためのインターフェースボードがあります

Google AIY Voice Kit

Googleから 2017年ごろに発売された Google AIY(AI + DIY)プロジェクトの成果物
Voice Kitを購入して ようやく組み立てました (2年くらい寝かせてた…)
AIY Voice Kitパッケージ
AIY Voice Kit の外箱です
AI(の音声認識) を手軽に体験できて 3500円くらいでなかなか良心的と思います
AIY Voice Kit各部品
箱の中身は スイッチボタン スピーカ ケーブル ケース箱 に加えて
キーパーツとなる Voice Hat と ステレオマイク のカスタム基板が付いてます

これで ボタンを押して話しかけられる 音声アシスタントのデバイスが作れます
ただし Raspberry Pi が別途必要です
Raspberry Pi 1 では動きませんでした Raspberry Pi 3 が推奨のようです
Voice Kit用アクリルケース
これは 別途大阪日本橋で購入した アクリルケースです
割引して売られていたので Voice Kit の組み立てに弾みをつけるため購入
Voice Kit 組み立て中1
さらに組み立てを進め LCDタッチパネルを接続したところ
将来カメラを接続する予定なので カメラ用のフラットケーブルも今のうち挿します
Voice Kit 組み立て中2
別の角度から 基盤を眺めたところ
下から LCDタッチパネルインターフェース RaspberryPi本体 VoiceHat の 3段重ねです
Voice Kit 組み立て完了
一旦組み立てて動作させてみたところです
5V 3A の USB電源で問題なく動作しています
モバイルバッテリでは ディスプレイに雷マーク(電力不足)が表示されました

Raspberry Pi 3 Model B+ と PiSTARTER

昔 BASIC に慣れ親しんだ思い出もあって PiSTARTERを購入しました
また併せて Raspberry Pi 3 ModelB+ も購入しました
ModelB に比べて若干パワーアップしています
PiSTARTER と RaspberryPi3ModelB+
秋葉原の TSUKUMOで購入 パッケージにも TSUKUMOロゴがプリントされてます
TSUKUMO独占販売の形です
RaspberryPi3ModelB+ 基板
Raspberry Pi 3 ModelB+ の基板です
左上ベリーロゴの付いた部分は無線モジュールで IEEE802.11ac対応 目立つデザインになりました
CPU最高速度が1.2GHzから1.4GHz へ イーサネットもファストイーサからギガビットイーサになり
全体的にパワーアップしています
PiSTARTER 開封状況
PiSTARTERパッケージの内容です
イメージキャラのイラストは 確か「べーしっ君」
PiSTARTERのソフトは microSDカードに入っていて RaspbianOS込みです
PiSTARTER初回起動
PiSTARTERの初回起動の際シリアル番号が求められます シリアルは同梱の許諾書に書かれてます

BASICは プログラムの入門に最適ですが RaspberryPi3とセットで買うと 1万円くらいで
子供の財布にはやっぱり厳しいかな

X68000風 RaspberryPiケース

Raspberry Pi用のケースです 伝説のパソコン X68000 のデザインです
秋葉原の BEEPや TSUKUMOで手に入ります 3000円くらいです
ミニチュアケース HELMETS X68000 for RaspberryPi 2/3
X68000のエミュレータを入れれば完璧ですね
デカシールというのも ガンプラ世代として懐かしい限り

Raspberry Pi 3 と Rasppbian

Raspberry Pi 3 を購入しました
左下に見えるのは Raspberry Pi 用ケースの いちご缶 です
Raspberry Pi 3 購入物
Raspberry Pi 3 と いちご缶 です
いちご缶 はケース全体がヒートシンクの働きも兼ねていて
Raspberry Pi のチップと密着させるように組み立てます
Raspberry Pi 3 と いちご缶
一度 蓋を閉めてしまうと開けづらいので注意が必要です
カメラインターフェースやディスプレイインターフェースは使えなくなります
GPIOのみあらかじめ 拡張コネクタをセットして外出しできるようにします
Raspberry Pi 3 と いちご缶 組み立て中
一式完成したところ
USBイーサネット や USBシリアル など武装させています
Raspberry Pi 3
Raspberry Pi 専用の OS として Debian Linux から派生した Raspbian があります
デスクトップOSとしても使え Youtubeを見たりするにも十分使えます

その導入の流れは まず Raspbian公式サイトにて
OSイメージをダウンロードします 数GBのサイズなので注意が必要です
Raspbian公式サイト - ダウンロード
次の イメージを SDカードに書き込むツール DD for Windows も入手しておきます
Si Linux DD for Windows
DD for Windowsを起動して OSイメージを microSD に書き込みます
ターゲットのドライブ選択を間違えないように慎重に確認してください
DD for Windows

Raspberry Pi 2 Model B

ラズパイ! Raspberry Pi をついに買いました (2016年9月)
Raspberry Pi 2 Model B 1
Raspberry Pi 2 Model B です
あとケースや 追加の USB-LAN USB-WiFi あと OS入れるために 32GBの microSDHCカード
Raspberry Pi 2 Model B 1
本体+ケース+メモリ で合計 12000円くらいでした
10年前は この 1/5くらいの性能の小型Linuxが 5倍くらいの値段だったことを考えると
ここ数年のモバイル性能の伸びのすごさが実感できます
Raspberry Pi 2 Model B 3
組み立ての状況です
ファン付きのケースで ファンへの電源供給に写真位置の GPIO 3.5Vを使ってます
Raspberry Pi 2 Model B 4
利用状況です モバイルバッテリで給電しています
Raspberry Pi 3になると性能向上してますが モバイルバッテリだと供給不足になるようなので
外での利用を想定するなら Raspberry Pi 2 がちょうどよいのではないでしょうか
OSは Raspbianという Linuxディストリビューションを使っていますが
IoT版 Windowsも無償利用可能です

PiCamera利用状況
年末には Raspberry Pi専用カメラモジュールも買いました
Tensorflowで 画像認識の実験をするためです
PiCamera接続状況
専用カメラは Raspberry Pi の専用コネクタに接続します
CPUに直結しているようで 高解像度(808万画素)の動画や画像が撮影できます
低解像度でもよければ USBカメラが手軽に利用できます