クレジットカードサイズの安価なコンピュータである Raspberry Pi は発売から 4 年以上経ち、コンピューティングと DIY の世界に旋風を巻き起こしています。小型ダイナモの購入から電源供給、実行までのすべてをガイドしますので、読み続けてください。
ラズベリーパイとは何ですか?
Raspberry Pi は、コンピュータとプログラミングの指導をできるだけ多くの人が利用できるようにすることに専念する非営利団体である Raspberry Pi Foundation によって設計および製造されたクレジット カード サイズのコンピュータです。
Raspberry Pi プロジェクトの本来の使命は、プログラミング機能を備えた安価なコンピューターを学生に提供することでしたが、Pi はさまざまな聴衆に受け入れられました。世界中の改造家、プログラマー、DIY 愛好家が、 レトロなアーケード キャビネットの 再現から ロボットの制御 、 安価だが強力なホーム メディア デバイスのセットアップ に至るまで、さまざまなプロジェクトにこの小さなプラットフォームを採用しています。
2012 年に導入されたオリジナルの Raspberry Pi (現在、Raspberry Pi 1 Model A と呼ばれています) は、Broadcom BCM2835 プロセッサを中心に構築されたシステム オン チップ セットアップを特徴としていました。Broadcom BCM2835 プロセッサは、小型ながら非常に強力なモバイル プロセッサで、一般的に使用されています。携帯電話。これには、CPU、GPU、オーディオ/ビデオ処理、およびその他の機能がすべて、700Mhz シングルコア ARM プロセッサと組み合わせられた低電力チップ上に組み込まれていました。それから何年にもわたって、財団は複数の改訂版をリリースしてきました (Broadcom チップを改良版に切り替え、1.2GHz クアッドコア チップで CPU 能力を向上させました)。
Pi は、その登場以来飛躍的に成長した驚くべき小さなデバイスですが、Raspberry Pi ではない点を強調することが重要です。 Raspberry Pi は、デスクトップ コンピューターやラップトップの完全な代替品ではありません。その上で Windows を実行することはできません (少なくとも、あなたが知っている Windows の従来のバージョンでは) が、デスクトップ環境、Web ブラウザ、およびデスクトップ コンピュータに期待されるその他の要素を備えたディストリビューションを含む、Linux の多くのディストリビューションを実行することはできます。
しかし、Raspberry Pi は、非常に安価な本体に多くのハードウェアを詰め込んだ驚くほど多用途なデバイスであり、趣味の電子機器、DIY プロジェクト、プログラミングのレッスンや実験用の安価なコンピューターのセットアップ、その他の取り組みに最適です。
Raspberry Pi ボードには何が載っているのでしょうか?
Pi 創設の初期には、Raspberry Pi には、モデル A (25 ドル) とモデル B (35 ドル) という 2 つの異なる価格帯の 2 つのバージョンがありました。必要なハードウェアが少なければ (モデル A には USB ポートが 1 つ少なく、イーサネット ポートがなく、RAM が半分でした)、10 ドル節約できます。
製造コストが下がり、Pi の注目が高まるにつれ、コストを同じに保ちながらデバイスのハードウェア仕様を大幅に向上させることができました。最終的には、2015 年の Raspberry Pi 2 の導入と Raspberry Pi 2 の導入により、すべてのモデルが統一されました。 2016 年の Pi 3。別の言い方をすれば、その時点で入手可能な最高の Raspberry Pi は常に 35 ドルかかります。では、35 ドルのクレジット カード サイズのコンピューターを購入すると何が得られるのでしょうか?
上記の現行世代の Raspberry Pi 3 には、次のハードウェアが搭載されています。
- 1GB RAM を内蔵した 1.2 Ghz ARM プロセッサー Systems-On-a-Chip (SoC)。
- デジタルオーディオ/ビデオ出力用の HDMI ポート x 1
- オーディオ出力とコンポジットビデオ出力の両方を提供する 1 つの 3.5mm ジャック (適切なケーブルと組み合わせた場合)。
- 入力デバイスと周辺機器アドオンを接続するための 4 つの USB 2.0 ポート。
- オペレーティング システムをロードするための 1 つの microSD カード リーダー。
- イーサネットLANポート×1。
- 1 内蔵 Wi-Fi/Bluetooth 無線アンテナ。
- microUSB電源ポート×1。
- 1 GPIO (汎用入力/出力) インターフェイス。
GPIO とは一体何ですか? Raspberry Pi には、ボード上に 26 本の露出した垂直ピンのセットが付属しています。これらのピンは汎用入出力インターフェイスであり、Raspberry Pi ボード上の特定のネイティブ機能には意図的にリンクされていません。
代わりに、GPIO ピンは、他のハードウェア ボード、周辺機器、LCD ディスプレイ画面、その他のハードウェア デバイスを Pi に接続する目的で、エンド ユーザーがボードに直接低レベルのハードウェア アクセスできるようにするために明示的に存在します。たとえば、古いアーケード コントローラーを Raspberry Pi に直接接続して、アーケードをより本格的な雰囲気にしたい場合は、GPIO インターフェイスを使用して行うことができます。
今日の「入門」チュートリアルでは GPIO ヘッダーを使用しませんが、GPIO ヘッダーに接続された LED ブレークアウト ボードを使用する など、他のチュートリアルでは GPIO ヘッダーを利用します。
Raspberry Pi を購入できる場所
このガイドのオリジナル版では、Amazon や eBay から購入しないよう読者に強く警告しました。 Pi の人気が急上昇した初期の頃は、ユニットを入手するのが非常に困難でした。Raspberry Pi Foundation の認定販売者以外から購入した場合は、払いすぎたり、最終的には高額な費用を支払うことになる可能性が高くありました。非常に疑わしい製品があなたの手に届きます。
現在でも、 Pi Foundation 認定の販売代理店である Element14 が提供する多くの企業の 1 つなど、Pi の公式再販業者から購入することができますが、サードパーティや Amazon を通じて購入するリスクは大幅に減少しています。実際、私たちは過去数年間、すべての 問題なく購入してきました。
Pi には複数のバージョンがありますが、まだ始めたばかりの場合は、最新世代のデバイスである Raspberry Pi 3 を購入することをお勧めします。インターネット上にあるほとんどすべての古い Pi チュートリアルは依然として古いモデルでも動作しますが、あなたが取り組みたいと考えているプロジェクトの多く (特に Pi をビデオ ゲーム エミュレータなどとして使用したい場合) は、新しいハードウェアの恩恵を実際に受けられます。
ただし、まれに、eBay にアクセスして、より古くて安価な Pi モデルを購入したい場合があります。たとえば 変えるチュートリアルは、頑丈な新しい Pi ユニットを必要とせず、2012 年製のオリジナルの Raspberry Pi 1 Model A で問題なく動作します。
その他必要なもの
Raspberry Pi は単なる基板です。ケースやケーブル、さらには電源も付属していません。したがって、Pi と一緒にこれらのものを自分で購入する必要があります。他に購入する必要があるものは次のとおりです (まだ購入していない場合)。
安定した電源 : Raspberry Pi は microUSB ポートから電力を供給するため、microUSB-AC アダプターが必要です。 Pi はマイクロ コンピューターであり、バッテリーを満タンにするだけの携帯電話ではないため、安定した電力供給を備えた高品質の充電器を使用する必要があります。この充電器は、安定した 5V を提供し、古いモデルのユニットでは少なくとも 700mA、最小出力は 2.5A です。パイ3。
これは、 Pi Foundation の厚意による 表で、推奨電力要件と最小電力要件の概要を示しています。
低品質または電力不足の充電器を使用することは、システムの不安定性の問題や Raspberry Pi の不満の最大の原因です。非常に高品質の電源 (できれば Pi 用に設計されたもの) をすぐに入手するだけで、将来の数々の悩みを回避できます。 ($10) をお勧めします。 Pi で使用するために特別に構築されており、最も古いユニットから最新のユニットまで十分な安定した電力を供給でき、オフィスの引き出しにある携帯電話の充電器のように起動の問題やデータの破損が残ることはありません。
ケース: Pi は裸で出荷されます。それを入れるための適切なケースが必要になります。アクリル/プラスチックのケースを約 10 ～ 25 ドルで購入することもできますし、よりクリエイティブな方法で独自のケースを作成することもできます (Pi のリリース直後に多くの人がそうしたように)。
買い物をするときは、自分のモデルに適したケースを購入しているかどうかを注意して確認してください。過去数年間で Raspberry Pi ボードに大幅な変更が加えられ、特定のポートの移動や完全な削除が行われたため、古いケースは新しいモデルに適合しなくなりました。
特にこだわりや派手さはありませんか？ 破るのが難しい価格です。何か派手なものが欲しいですか？限界は無限です。Amazon には、 のような、本当にクールな Pi ケースがたくさんあります。
4GB+ SD カード : 古い Pi ユニットはフルサイズの SD カードを使用しましたが、Pi 2 と Pi 3 は microSD カードを使用します。 Raspberry Pi Foundation は、少なくとも 4GB クラス 4 SD カードを推奨しています。ただし、最近では SD カードが安価になっているため、古い Pi の場合は少なくとも 、新しいモデルの場合は を選択することをお勧めします。すでに SD カードをお持ちかもしれませんが、必ずしもすべての SD カードが動作するとは限りません 。elinux.org のこの表をチェックして 、Pi で動作することがテストされた (および動作しない) カードのリストを確認してください。
オーディオ/ビジュアル ケーブル : Pi を HDMI サポート付きの HDTV または新しいコンピュータ モニターに接続している場合は、 必要になります。すべての PI ユニットは HDMI 出力をサポートしています。 HDMI ポートのない標準的なコンピュータ モニタにデジタル ビデオを送信するには、ビデオ信号用の とサウンド用の 3.5 mm ステレオ ケーブルが必要になります (HDMI から DVI への変換ではサウンドが失われるため)。 。
一部の Pi には、古い TV 用のアナログ出力もあります。以前の Pi をアナログ テレビに接続する場合は、ビデオ用の とサウンド用の が必要です。作業用に特定の RCA ケーブルを購入する必要はありません。手元にある黄、赤、白の 3 つのケーブルを使用することもできます。接続するときにケーブルの両端の色が一致していることを確認してください。それは入っています。
新しい Pi ユニットを SD/アナログ ビデオ ソースに接続する必要がある場合は、3.5 mm – RCA アダプターまたは TRRS AV ブレークアウト ケーブルとして知られるアダプター ケーブルを購入する必要があります。このようなケーブルは仕様/標準から外れており、必要なデバイスで動作しないことで悪名が高いため、Raspberry Pi と互換性があることが知られている を購入することを強くお勧めします。
イーサネット ケーブルまたは Wi-Fi アダプター : ネットワーク接続は Pi に絶対に必要なわけではありませんが、ネットワーク接続によりソフトウェアの更新 (およびダウンロード) が非常に簡単になり、ネットワークに依存するさまざまなアプリケーションにアクセスできるようになります。そして明らかに、プロジェクトがネットワークまたはインターネットへの接続に依存している場合は、Wi-Fi またはイーサネットが必要になります。
Pi のすべてのバージョンにはイーサネット ポートが搭載されているため、イーサネット ケーブルを接続するだけですぐに使用できます。 Wi-Fi を使用したい場合は、Pi 3 に Wi-Fi が内蔵されています。古い Pi をお持ちの場合は、Pi と互換性のある多数のマイクロ Wi-Fi アダプターのいずれかを購入できます。私たちは で大きな成功を収め、複数のビルドで使用してきました。
マウスとキーボード: 最終的な目標がヘッドレス ファイル サーバーやその他の入力不要の周辺機器/モニター デバイスを構築することである場合でも、Pi を起動して実行するにはマウスとキーボードが必要です。
標準の有線 USB キーボードとマウスは、Raspberry Pi で問題なく動作するはずです。ただし、この記述には注意点が 1 つあります。USB の設計仕様によれば、USB ベースのキーボードとマウスは 100mAh 未満の電力を消費する必要がありますが、多くのモデルはその仕様を無視して、それ以上の電力を消費します。
古い Pi ユニットでは、USB ポートが扱いにくいことで知られていたため、この余分な描画が問題となります。周辺機器がそれぞれ 100mAh を超えて消費していることが判明した場合は、電源付きの USB ハブを使用する必要があります (下記を参照)。新しいモデルでは、USB ポートが大幅に改良され、より大きな電源ユニットが使用されるため、これはそれほど問題ではなくなります。
eLinux.org によって管理されている 、検証済みの Pi 互換周辺機器のこの大規模なリスト をチェックすると役立つかもしれません。
電源付き USB ハブ (オプション) : 周辺機器が仕様を満たしていない場合、または 3 つ以上のデバイス (キーボード、マウス、USB Wi-Fi アダプターなど) を接続する必要がある場合は、専用の外部 USB ハブが必要になります。電源。
私たちは、Pi を使用してオフィスに置いたすべての電源付きハブ (有名ブランドの Belkin 電源付きハブから無名ハブまで) をテストしましたが、どれも問題はありませんでした。そうは言っても、既存のハブまたは購入予定のハブを、前述の eLinux 周辺機器リストの ハブのセクション と照らし合わせて確認することをお勧めします。
Raspberry Pi にオペレーティング システムをインストールする方法
Pi と周辺機器など、必要なハードウェアをすべて組み立てたので、Pi にオペレーティング システムをロードする作業に取り掛かります。どのようなプロジェクトを行っている場合でも、Pi へのオペレーティング システムのインストールは通常同じ手順に従います。
BIOS、リムーバブル メディアをサポートするドライブ (DVD ドライブなど)、およびハード ドライブがコンピュータ内にある従来のコンピュータとは異なり、Raspberry Pi には SD カード リーダーが搭載されているだけです。そのため、ブート ディスクを挿入して内部ストレージ デバイスにオペレーティング システムをインストールするという従来のコンピュータ セットアップ ルートに従う必要はありません。代わりに、従来のコンピューターで SD カードを準備し、それを Raspberry Pi にロードしてさらに解凍/調整します。
ステップ 1: オペレーティング システムを選択してダウンロードする
特定のプロジェクトに取り組んでいる場合は、ダウンロードする必要があるオペレーティング システムをすでに知っているかもしれません。単にいじくり回したいだけの場合は、おそらく Pi 用の汎用 Linux ディストリビューションが必要になるでしょう。 Pi ではさまざまな Linux ディストリビューションが利用可能ですが、この例で使用するディストリビューションは、最もサポートされており最も安定しているものです。Raspbian は 、Raspberry Pi 用に最適化された Debian Linux のバージョンです。
この手順では、SD カード リーダーを備えた別のコンピューターが必要です。
まず、 Raspberry Pi Foundation から Rasbian のコピーを入手することから始めます。 Rasbian には、「Rasbian Jessie with Pixel」と「Rasbian Jessie Lite」の 2 つのバージョンがあります。 Pixel は、Raspberry Pi Foundation が 2016 年の秋にリリースした新しい (そして非常に美しい) デスクトップ インターフェイスです。ライト バージョンには、より GPU を必要とする Pixel デスクトップはなく、古い (そしてかなり醜い) 以前の Rasbian デスクトップ システムが残っています。古いハードウェアをお持ちでライト バージョンが必要な場合を除き、「with Pixel」エディションをダウンロードすることをお勧めします。\
ステップ 2: OS イメージを SD カードに書き込む
Raspbian をダウンロードしたので、イメージを SD カードに書き込む必要があります。 Windows、macOS、Linux ユーザー向けの無料プログラムである Etcher を 使用すると、このプロセスが簡単になります。
まず、SD カードをコンピュータに接続します。次にEtcherを起動します。
Raspbian のフラッシュは、シンプルな 3 ステップのプロセスです。
- [イメージの選択] で、Etcher に先ほどダウンロードした Raspbian IMG zip ファイルを指定します。
- 「ドライブの選択」で、オプションのリストから SD カードを選択します。システム ドライブはオプションとして表示されませんが、接続されている外付けハード ドライブはオプションとして表示される可能性があることに注意してください。どのドライブがどのドライブであるかわからない場合は、書き込み先の SD カードを保存しているすべての外部ドライブを取り外してください。
- 最後に、「Flash!」をクリックすると、SD カードがすぐに使用できるようになります。
Etcher はプロセスを非常に簡単にする非常に合理化されたプログラムです。上級ユーザーはコマンド ラインの方法を好むかもしれません。これについては、興味のある macOS および Linux ユーザー向けに raspberrypi.org で概要が説明されています。
ステップ 3: SD カードを Pi に入れて起動します
ここで、Pi を初めて起動します。電源ケーブルを除くすべての必要なケーブルと周辺機器を Raspberry Pi に接続します。これには、HDMI または RCA ケーブル、USB ハブ、イーサネット ケーブル、その他必要なものがすべて含まれます。
すべてのケーブルを Pi とそれぞれの接続先に接続したら、SD カードを挿入します。 SD カードがしっかりと挿入されたら、microUSB 電源ケーブルを挿入します。 Pi には電源ボタンがありません。電源ケーブルを接続するとすぐに起動が始まります。
すぐに、上記のビューと同様に、ブート シーケンスが高速でスクロールしているのがわかります。ただし、Rasbian Jessie の Pixel バージョンを実行している場合、ビューはすぐに単純なスプラッシュ スクリーンに置き換えられます。
数秒後、起動プロセスが完了すると、Pixel デスクトップが表示されます。
おめでとうございます。Pi の初めての起動に成功しました。 Raspberry Pi 上の Debian の初期バージョンとその非常に質素なデスクトップに慣れている人なら、これと比較すると、これがどれほど素晴らしいものであるかすぐにわからないでしょう。まるで 21 世紀のコンピューティングをしているようです。
次に、Pi で Raspbian を構成する方法を説明します。
Pi で Raspbian を構成する
これで起動して実行できるようになりました。次は、ネットワークを構成し、ソフトウェアを更新し、プロジェクトで Raspbian を使用できるように準備します。
Wi-Fiに接続する
イーサネット経由でホーム ネットワークに接続している場合は、次のセクション「ネットワークのテスト」に進んでください。ワイヤレス接続を構成する必要がある場合は、画面の右上隅にあるネットワーク アイコンを探してクリックします。
ドロップダウン メニューから接続するワイヤレス ネットワークを選択します。
ポップアップ ボックスに Wi-Fi パスワードを入力し、ネットワーク アイコンが接続なしアイコンから Wi-Fi アイコンに変わることを確認します。
Web に接続できることを確認して、ネットワーク接続を再確認します。
ネットワークのテスト
Wi-Fi 接続の設定が完了したので (または、イーサネットを使用しているため、このセクションに直接ジャンプして)、接続をテストします。接続をテストするには、ブラウザを起動して How-To Geek にアクセスするより良い方法があるでしょうか?
デスクトップから、左上隅にある Raspberry Pi メニュー アイコンをクリックし、[インターネット] > [Chromium Web ブラウザ] に移動します。
Chromium をクリックして起動し、 と入力します。
成功！ネットワーク接続があるだけでなく、軽量の Pi 上でも How-To Geek は本格的なデスクトップと同じように見栄えがします。新しい小さなマイクロコンピュータの機能に驚き、満足することは、おそらくこれが初めてのことでしょう。
ソフトウェアのアップデート
Pi の詳細を開始する前に、基本的なソフトウェア アップデートを実行することをお勧めします。ネットワークをセットアップし、接続をテストしました。システム全体のソフトウェア アップデートを実行するのに最適な時期です。
Pi と Pixel のインターフェイスは古いデスクトップに比べて非常に美しくなりましたが、それでも時々ターミナルで手を汚す必要があり、更新もその 1 つです。画面の左上隅にあるターミナルアイコンをクリックしてターミナルを起動します。
ターミナルで次のコマンドを入力します。
sudo apt-get アップデート && sudo apt-get アップグレード
この組み合わせコマンドは、システムとソフトウェアのアップデートとアップグレードのために利用可能なソフトウェア リポジトリを検索するように Raspbian に指示します。このような更新が検出されると、Y キーと N キーを使用して変更を承認するか否かを尋ねるメッセージが表示されます。
更新をスキップするやむを得ない理由がない限り (ゲームのこの時点ではスキップしません)、Y キーを押して、表示されたすべての変更を確認してください。 Raspberry Pi 基盤からの最新イメージを使用している新しいインストールでも、Rasbian が関連するアップデートを頻繁に行うため、20 ～ 30 分かかることが予想されます。
追加の Raspberry Pi リソースとプロジェクト
この Raspberry Pi ガイドのオリジナル版を書いて以来、何年にもわたって、私たちは数十のプロジェクトの基盤として Raspberry Pi を使用してとても楽しんできました。通常、常に少なくとも 6 台の Pi ユニットが稼働しています。詳細については 、How-To Geek Raspberry Pi アーカイブを 検索してください。ここでは、お気に入りのプロジェクトの一部を紹介します。
間違いなく、私たちは Pi をすべてのローカル メディアとストリーミング メディアのニーズに対応する メディア センターとして活用することで、 最大限のメリットを得ることができました。私たちの家全体 (客室も含めて!) のすべてのテレビに Pi が接続されています。
デスクトップ コンピューターで処理できる迫力のあるビデオ ゲームを、デスクではなくリビング ルームのテレビでプレイしたいですか? Pi をストリーミング Steam Machine に導入する ことによってもこれを行うことができます。より実践的なプロジェクトが必要ですか? Pi と外付けハード ドライブを、ローカル ファイル バックアップのすべてのニーズに対応する ネットワーク バックアップ ステーションに 変えることができます。
しかし実際には、これは氷山の一角にすぎず、 HTG アーカイブ や Web 検索の両方でたくさんのアイデアが見つかると思います。
さらに詳しい情報が必要な場合は、Raspberry Pi に関連する優れたリンクをいくつか紹介します。
- 公式 Raspbian ドキュメント : config.txt の調整からメディア プレーヤーのインストールまで、Raspbian のユーザー ドキュメントは便利なリファレンスです。
- 公式 Raspberry Pi ブログ : Raspberry Pi に関連するもの以外に何も注目していない場合は、公式ブログに注目してください。彼らは、新しい Pi 開発、Pi ファンが送った楽しいプロジェクト、および Pi 愛好家にとって興味深いその他の作品に関する最新情報を常に投稿しています。ブログをチェックしている間は、 公式フォーラム にも忘れずに立ち寄ってください。
- MagPi: 非公式 Raspberry Pi マガジン : 年に約 8 回発行される MapPi は、Pi 愛好家のための無料の洗練された電子雑誌です。
- Raspberry Pi ディスク イメージ: Raspberry Pi ディストリビューションの実験は、別の安価な SD カードを取得して新しいイメージをロードするのと同じくらい簡単です。 Raspberry Pi ディスク イメージは、現在の Pi 対応 Linux および Android ディストリビューションの便利なインデックスです。
- eLinux.org の検証済みペリフェラル リスト : これについてはチュートリアルの前半で説明しましたが、もう一度言及する価値があります。既存のハードウェアが Pi で動作しない理由を解明しようとしている場合、または検討しているハードウェアが Pi で動作する可能性が高いかどうかを確認したい場合、これは非常に貴重なリソースです。
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