【ラズパイ】シングルボードコンピュータ(Raspberry Pi)でPythonプログラムを書いてみる
こんにちは。alohaです。
ラズベリーパイを買いました・・・と言っても甘くておいしいおやつのパイではありません。
Raspberry Piは、技術教育用に開発された名刺サイズのシングルボードコンピュータで、見た目は下の写真の様な姿をしています。
この基盤の上にCPUやメモリ等の部品が配置されていて、通常のPCと同様の使い方ができる様になっています。価格も安く1枚5,000円程度で入手することができますが、その性能は高く、ひと昔前のPCと同じ位の性能があります（私が購入したモデルはRaspberry Pi4 Model B CPU1.5GHz メモリ4GB）。
Raspberry Piは技術教育用に開発されたため、通常のPCとは下記の部分に違いがあります。
- Linuxベースの専用OSで動いている
- プログラムを作成して実行する環境が標準で用意されている
- 拡張コネクタにカメラやモータ、センサ等の機器を接続できる
- 接続した機器を使ったプログラムを作成できる
接続した機器を動かすプログラムを作成して実行する環境が用意されているため、これからプログラミングやロボットについて学ぼうとしている人には最適なデバイスではないでしょうか。
こうゆう便利なデバイスの存在を知ると、『よーし、何か作ってみよう』という気になって、創作意欲が湧いてきますね。
私が学生の頃、プログラミングは理系の学生だけが覚える特殊スキルでしたが、現在では、プログラミングは小中学生も授業で学習する科目になっており、『教養』という位置付けなんですね。
私が最後にまともにプログラミングをした時からすでに10年以上経っていますが、プログラミング自体は嫌いではなかったので、久々にプログラムを作ってみようと思います。
学生の頃に使っていた言語はC言語ですが、せっかくなので近年人気の言語と言われている『Python』にトライしてみます。
＜必要な物を集める＞
Raspberry Pi自体は単なる基盤なので、まともに何かを開発するには周辺機器を色々と揃える必要があります。最低限必要な下記の物をamazonから購入しました。
- Raspberry Pi本体
- モニター＋接続ケーブル
- 5V 電源アダプタ
- キーボード（USB, 有線）
- マウス（USB, 有線）
- Micro SDカード
① Raspberry Piスターターキット
Micro SDカードはメーカによって相性の問題があるらしく、その辺のトラブルが面倒なのと、基盤をむき出しで使う事に抵抗があったので、Raspberry Pi本体とケース等の主要パーツがセットになったスターターキットを購入しました。
スターターキットには、Raspberry Pi4 model B（メモリ4GB）、専用ケース、電源アダプタ（ON-OFFスイッチ付き）、Micro SDカード（32GB）、SDカードリーダ、CPUファン＋ヒートシンク、モニター接続ケーブル（Micro-HDMI <-> HDMI）、取扱説明書が入っています。
Raspberry Pi本体にはON-OFFスイッチが付いておらず、USB Type-Cコネクタに電力が供給されると起動する様になっています。このため、ON-OFFスイッチ付きの電源アダプタが便利です。
Raspberry Piのスターターキットは、複数の会社が販売していますが、CPUファンが専用設計で静かな事と、ケースの作りがしっかりしているという商品レビューがあったのでMARSTUDY社の物を買う事にしました。
② キーボードとマウス
Raspberry Piに使うキーボードとマウスは無線式だと認識しない場合がある様です。有線式はケーブルが煩わしいので好きではありませんが、トラブルを避けたいので有線式の物を購入します。
③ モニターと接続ケーブル
Raspberry Pi4 model Bの映像出力は、Micro-HDMI端子から出力されます。Raspberry Piスターターキットには、Micro-HDMI端子とHDMI端子を繋ぐケーブルが入っているので、HDMIを入力できるモニターやテレビがあればそれを使う事ができます。
Raspberry Pi用のモニターは、タッチパネル対応のタブレットサイズの物やスマートフォンサイズの物も販売されているので、これらも試してみたいですね。
今回は、Raspberry Pi用とPCのセカンドモニターとして使うために15.6インチのモバイルモニターを購入しました。このモニターの入力はMini-HDMIなので、Raspberry Piと接続するためにMicro-HDMIとMini-HDMIを接続するケーブルも合わせて購入します。
＜Raspberry Piを組み立てる＞
スターターキットの商品ページに組み立て手順の動画があるので、それを参考にスムーズに組み立てができました。
ケースはもう少しかっこいい物を使いたいですが、とりあえず初めはこれで良しとします。慣れてきたらスタイリッシュな物に変えたいと思います。
＜OSをインストールする＞
Raspberry PiのSDカードスロットにMicro SDカードを挿入します。Micro SDカードにはOSのインストーラが保存されている必要がありますが、スターターキットに入っているMicro SDカードにはあらかじめインストーラ（NOOBS）が保存してあるので、そのままMicro SDカードをスロットに挿入すれば良いです。
Raspberry Piに電源アダプタ、キーボード、マウス、モニターを繋ぎ込みます。モニターを繋ぐMicro-HDMI端子は2箇所ありますが、電源用のUSB Type-C端子の隣に繋ぐのが正解です。
電源アダプタのスイッチをONにすると、Micro SDカード内のインストーラが起動してモニターにOSのインストール画面が表示されます。
Raspberry Pi本体に付けたファンは・・・すごく静かですね（よかった）。
スターターキットの商品ページにOSのインストール手順の動画があるので、それに沿ってWiFiに接続し、OS（今回はRaspbian）のインストールとアップデートを行います。
OSのインストール中は、画面の表示が一部おかしく表示されていたので大丈夫かなと心配になりましたが、インストール完了後は問題なく表示される様になりました。
OSのインストールは20分位で完了しましたが、OSのアップデートは時間が掛かって2時間位でした（思いのほか長いですね）。
＜Pythonでプログラムを作ってみる＞
ここまで来て、ようやく普通のPCとして使える様になりました。ブラウザを起動してYoutubeで動画再生したり、MS Office相当のソフトも問題なく使えています。
さて、Pythonで何かプログラムを作ってみます。初めて作るプログラムの典型は『Hello Worldアプリケーション』ですが、このアプリケーションは、プログラムを学ぶほとんど全ての人が通る道であり、プログラム学習の第一歩です。
メニュー → プログラミング → Thonny Python IDEをクリックして、IDEを起動します。
print('Hello Python World!')と入力して実行すると、
Hello Python World!
と実行結果が表示されました。成功です。
久々すぎて、何だかとても懐かしい気分になりますが、プログラミングという物に初めて触れた時の事を思い出します。
＜まとめ＞
という訳で、Raspberry Piでプログラミングができる環境を整えて、最初のプログラムを作成るまでの流れを書いてみました。
今後もRaspberry Piで作った物を紹介していきたいと思います。
それでは、また。
