はじめに
当セクションではRaspberry Pi(ラズベリーパイ)って何？と感じている方や、Raspberry Piを使ってみたいけれど何から始めればいいかわからない方を対象に記事を書いていきます。(筆者もラズベリーパイを初めて触りながら、学びながら記事を書いています。)Raspberry Piとは何なのか、どのように始めればいいのかをわかりやすく書いていければと思います。
Raspberry Piとは？
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)は英国の「Raspberry Pi Foundation」(ラズベリー・パイ財団)が提供する手の平サイズの小さいシングルボードコンピュータのことです。小さいながらもパソコンとして利用することが可能で、OS(オペレーティングシステム)が起動し、Webページの閲覧や書類の作成を行うことが可能です。
↓Raspberry Pi本体
手の平に乗せると…
本当に手の平に納まる小さいサイズです。(初めて見た時はあまりの小ささに驚きました…) 見ての通り、さまざまなインタフェース(USBやHDMIなど)が用意されており、専用の機器を揃えなくても、パソコンで利用できるディスプレイやキーボードを使用することができます。
また、「GPIO(General Purpose Input/Output：汎用入出力)」(…ICチップや電子基板が標準的に備える入出力端子の一種で、設定次第で様々な用途に利用できるもの。)と呼ばれるインターフェース(1枚目の画像左上のピンがたくさん並んでいる部分)を使用することで、電球やモーターを制御したり、温度や明るさなどの情報を取得したりするなど、電子工作をすることも可能となります。
歴史
2012年2月に発売が開始され、2017年10月には累計出荷台数が1700万台に達しています。 もともと、Raspberry Piは教育向けのコンピュータとして開発されました。そのため、子供でも手軽にプログラミングができるコンピュータとしての工夫が凝らされています。現在は教育の分野だけでなく、電子工作やロボットなどの作成を楽しむユーザにも広がっています。
Raspberry Piでできること
代表的な例を挙げていきます。
クライアントパソコンとして活用 Raspberry PiはHDMI出力を使ってディスプレイに画面を表示したり、USB端子にキーボードやマウスを接続して操作し、インターネットにアクセスできたりします。また、メール等の機能も利用できるため、デスクトップパソコンの代用として利用することが可能です。
省電力サーバとして利用 Raspberry Piには「ARM」という省電力で稼働できるCPUを搭載しています。
Raspberry Piは約1～13Wの消費電力で動かすことが可能です。これは一般のパソコンに比べると1/3～1/15の消費電力です。サーバのように常時稼働しているコンピュータの代替に使用すれば、大幅な節電となります。仮に自宅サーバが月3000円かかっている場合、Raspberry Piに置き換えれば300円程度で済むことになり、大幅な節約が可能となります。プログラミング学習での利用 前述したように、Raspberry Piは教育向けのコンピュータとして開発されたため、プログラミング教育向けのアプリの利用が可能です。他にもPythonやC言語、PHP、Javaなどのプログラミング言語を利用してのプログラム作成が可能です。
電子回路の学習に利用 Raspberry Piは搭載されているGPIOインターフェースを利用することで電気的な入出力ができます。例えば、センサーをつないで温度や明るさを計測することが可能です。また、GPIOはプログラムから制御可能なため、センサーの測定結果をプログラムで処理して、グラフにして表示したりすることができます。
ものづくり Raspberry Piを使用することでさまざまなものづくりができます。ロボットの制御にRaspberry Piを使用して踊らせることも困難ではありません。その他にも、音楽プレイヤー、ラジオ、監視カメラ、携帯ゲーム、携帯電話などを作ることができます。
モデル
Raspberry Piには複数のモデルが存在しています。
2019年3月現在、Raspberry Piには第１世代(Raspberry Pi、もしくはRaspberry Pi1と表記)と第２世代(Raspberry Pi2)、第３世代(Raspberry Pi3)があります。また、それ以外に「Raspberry Pi Zero」があります。
第１世代
「Raspberry Pi Model A」、「Raspberry Pi Model A+」…ネットワーク機能がなく、搭載メモリーが少ない。
「Raspberry Pi Model B」、「Raspberry Pi Model B+」…ネットワーク機能を有し、USBポートも複数搭載。
第２世代
「Raspberry Pi2 Model B」…Raspberry Pi Model B+をベースに作成。Raspberry Piと比べると約6倍の処理性能。
第３世代
「Raspberry Pi3 Model B」…CPUが64ビットに対応、動作クロック1.2GHｚ、無線LANとBluetoothを搭載。
「Raspberry Pi3 Model B+」…CPUの動作クロックが1.4GHzに向上、温度管理やCPUの動作についても改善され、CPUの発熱を抑えることで、動作周波数を高く保てるようになっている。
「Raspberry Pi Zero」…極めて小さく、約700円と低価格。小さく、安価だが、第１世代よりCPUは高性能でGPIOも搭載されている。
「Raspberry Pi Zero V1.3」…カメラインタフェースを実装しており、Raspberry Pi専用のカメラを接続することが可能。
「Raspberry Pi Zero W」…Raspberry Pi Zeroに無線LANとBluetoothを搭載。
「Raspberry Pi Zero WH」…あらかじめGPIOにピンヘッダがはんだ付けされている。
さまざまなモデルがありますが、2019年3月現在、主力は「Raspberry Pi3 Model B+」と「Raspberry Pi Zero W」です。
(当ページの冒頭に載せている写真は「Raspberry Pi3 Model B+」です。)
次回は実際にRaspberry Piを始めるための準備について記載したいと思います。
参考文献
「これ１冊でできる！ラズベリー・パイ超入門」(株式会社ソーテック社)
