Raspberry Pi とは イギリスのラズベリーパイ財団によって開発された 5,000円程度で購入することができるクレジットカードサイズの小型のコンピュータです。Raspberry Pi は、教育用コンピューターとして開発され、主に学校でのコンピュータ科学やエレクトロニクス等の教育を促進することを目的としています。この記事ではRaspberry Pi の主な機能を確認していきたいと思います。
Raspberry Pi 3B + だと1.4GHz 64ビット クアッドコア ARMv8 CPU、 802.11ac ワイヤレス LAN、Bluetooth、1GB RAM、イーサネットインターフェイス、USB、HDMI、40pin GPIOなどを搭載しているので、価格はリーズナブルですが、ICT や IoT の実験やちょっとしたガジェットを作成するのに十分な機能を持っています。
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Raspberry Pi 3B + の仕様
Raspberry Pi 3B + の仕様です。学習用やIoTガジェットとして使うのに十分な機能・性能を持っています。
| CPU | Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 （ARMv8） SoC |
| CPUクロック | 1.4GHz |
| メモリ | 1GB |
| USB | USB2.0 Standard A コネクター x4 |
| 接続コネクタ | ・RJ-45×1 ・HDMIx1（出力） ・microSDカードスロットx1 ・3.5mmジャック（オーディオ／コンポジットビデオ出力） ・Camera interface （CSI） ・Display interface （DSI） ・40ピンGPIO |
| Bluetooth | Bluetooth 4.2、Bluetooth Low Energy (BLE) |
| 無線LAN | IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.11ac (2.4GHz帯/5GHz帯対応) |
| 電源定格 | DC 5V |
| 消費電流 | 1.5A（Typ） ※USBポート、GPIOへの出力値は含まず。 |
| 外形寸法 | 約86（W） x 57（D） x 17（H） mm |
| 質量（本体のみ） | 約50g |
| 動作温度範囲 | 0～50℃ |
Raspberry Pi で様々なOS使う
Raspberry Piでは、様々なOSを使うできます。また、Raspberry Pi は microSD を記憶装置として使用しているため、microSDを差し替えるだけで、気軽にOSを変更することができます。
代表的なOSは Raspberry Pi OS、Windows 10 IOT Core、Ubuntu MATE になります。それぞれのOSの特徴を紹介します。Raspberry Pi は microSD を差し替えるだけでOSを変更できるため、複数のOSイメージを書き込んだ microSD を用意しておいて、用途に応じて変更する使い方がおすすめです。
Raspberry Pi OS
Raspberry Pi OS は、Raspberry Pi 財団でサポートされる公式の Debian ベース OSです。Python、Scratch、Sonic Pi、Java、Mathematicaなど、様々な言語に対応できるようにソフトウェアがあらかじめインストールされているので、Raspberry Pi を初めて触る方はまずは Raspberry Pi OS を使用するのがおすすめです。サクサク動作するGUIも魅力です。
Raspberry Pi OS のインストールと初期設定についての記事を書いていますので、興味のある方は参照ください。
Windows 10 IoT Core
Windows 10 IoT Core は WindowsベースのRaspberry Piを含む小型のコンピュータ向けのユニバーサルWindowsアプリ（UWP）の実行に特化した組み込みコンピューター向けのOSです。Visual Studioを使用することができるため、慣れ親しんだWindows環境でIoTの開発を行うことができます。
Ubuntu MATE
Ubuntu MATE はフリーでオープンソースのLinuxディストリビューションでUbuntuから派生したOSです。Ubuntuよりメモリ消費量が少なく軽快に動作するのが特徴です。カスタマイズ性が高いのも特徴になっています。Ubuntu MATEにはオフィスソフト「LibreOffice」、Webブラウザー「Firefox」、メールクライアント「Thunderbird」といった本格的なデスクトップアプリが含まれているため、Ubuntu MATEでRaspberry Pi をデスクトップ環境として使用することもできます。
Raspberry Pi 40pin GPIOでデバイスを制御する
GPIO(General Purpose Input/Output)とは、Raspberry Pi上に搭載されている信号ピンのことです。GPIOを通じてセンサーやアクチュエータ等に電気信号を送受信することで様々なデバイスを制御します。
このGPIOをプログラムから制御することができるので、コードを書くことで、LED、スイッチ、センサーなどのデバイスを制御できます。以下が Raspberry Pi の GPIO ピン配置です。プログラムから ピン配置に記載されている GPIO 番号を指定することで制御する対象を指定します。
