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ラズベリーパイを使った電子工作(案)

更新日:

Raspberry Piを使った電子工作がちらほらネット上で出ていますが、 自分も何か作れないかなーと思いつつ重い腰を上げることができませんでした。

しかし、そろそろやろうかなと思い、注文。
まだ商品は届いていないですが、やりたいことが薄れないうちに記事にしようと思います。

Raspberry Pi(ラズパイ)とは

簡単に言うと安いパソコン。イギリスのラズベリー財団が開発した超小型のシングルコンピュータのことで、略して「ラズパイ」と言われている。

超小型PCだとNUCもあるが、ラズパイは価格がかなり安いというのが特徴。4000円~6000円くらいで買える。

安いからしょぼいパソコンなんでしょ?と思うかもしれませんが、現在販売されているラズパイ3のスペックは

  • 1.2Ghz クアッド 64bitCPU(Broadcom BCM2837
  • 1GBメモリ
  • Bluetooth搭載(Ver4.1)
  • 無線LAN(IEEE802.11 b/g/n 2.4Ghzのみ)
  • 有線LAN(IEEE802.3i(10GBASE-T)、IEEE802.3u(100BASE-TX))
  • HDMI×1、USB2.0×4、3.5mmジャック
  • Camera interface (CSI)、Display interface (DSI)、GPIO(40ピン)
  • MicroSDカードスロット
  • 消費電力はたったの7W

これぐらいの機能がクレジットカードのサイズ内に収まってる感じです。

ラズパイ3が2016年3月に発売され、Wi-Fi+無線LANの標準装備、CPU能力アップされたので、今はラズパイ3を買うのがいいかと思います。

昨日アップの代わりに消費電力がラズパイ2の4.5Wよりも大きくなっており、5V2.5Aの給電ができる充電器+MicroUSBケーブルが必要です。

また、DISK容量としてMicroSDカードも必要です。これはなんでもいいので、少し前に引退したSandiskのSDSDQY-032G-J35Aを使用する予定。
ラズパイは結構SDカードを選ぶらしいので、使えなかったらほかのSDを使う程度で考えたほうがいいかと思います。
使える・使えない判断はこちらで確認できるようです。

そもそもなんでラズパイ?

ラズパイの最大の魅力は消費電力がかなり低い為、人によってはNASやら監視カメラやらVPN接続用とかに使ってる人も多いようです。
7W×24時間×31日=5208Wなので、1kWh=30円計算でも156円ちょっとの電気代で済みます。

ちなみにノートパソコンだとだいたい20~30Wぐらいの電力を消費します。

もう一つはGPIO(40PIN)がついていることです。

GPIOは、集積回路やコンピュータボード上の一般的なピンであり、その動作(入力ピンであるか出力ピンであるかを含む)は、実行時にユーザによって制御可能である。GPIOは"General-purpose input/output"の略で、「汎用入出力」を意味する。
マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、インタフェースデバイスは、外界と接続するための一つまたは複数のGPIOインタフェースを持っている。

Wikipediaより

簡単に言えばセンサーとのデータやり取りができるのです。これでLEDの点滅制御(通称Lチカ)から温度センサーとのやり取りから電子錠操作までいろいろできるようです。
小型なので色々試せますしね。ディスプレイ別に要りますけど。

やりたいこと

前置きがすごく長くなりました。ラズパイを使って電子工作をやってみようかなと思います。
電子工作なんて大学以来やってないので、覚えなおしということでLチカからやっていき、最後にはブロックチェーンを使った電子錠操作できたらなぁ。と思ってます。

手始めにLEDが光ること、点滅できること、ボタンによって切り替えができることをやってみたいと思います。

準備

LED点滅制御にて必要なのは

  • ブレッドボード
  • 導線
  • ラズパイ3
  • 発行ダイオード(LED)
  • 抵抗器
  • ボタン

があればいけるかと思います。

 

電流計、電圧計、抵抗値を計る機械があればいろいろ重宝すると思います。

電子部品は普通のお店で売ってることが少ないので今回はRSコンポーネンツにて通販で購入。
電子部品かなり豊富にそろってるし、ラズパイも日本製のものを販売しているのも決めての一つです。

RSコンポーネンツで購入しようと思っていますが、個人購入する場合は注意が必要になります。

RSは原則として個人のお客様とはお取引をしておりませんので、企業名・住所でのご登録をお願い致します。個人のお客様でお取引をご希望の場合には、支払方法等に制約を設けさせていただきます。

時々、失業SEの開発日誌さんによると、購入に口座振替とかがなく代引・クレカ払しかできない程度なのでそこまで制約はないものと思われます。

今回はブレッドボード、導線は家にあるためそれ以外のものを購入しようと思います。

ラズパイ3

Raspberry Pi 3Bを選択。ACアダプターがセットになっているみたいです。値段は5450円

ラズパイ3より、無線LAN、Bluetoothがついているので、技適マークがついている日本製のを購入したほうがいいかと。
ついてない中国製やイギリス製のを購入し、使用した際、電波法違反に抵触する可能性ありますしね。

ラズパイの製造国と製造メーカの違いについてはITでこぼこ日記さんよりGPIO端子の色が異なったりと微妙に違うようです。
イギリス製、日本製ともにソニーの工場を使ってるみたいですね。ソニーすごい。

発行ダイオード

ブレッドボードにさせるタイプでも5円ちょいから売ってるので安い。

色とかも豊富に検索できるようなので好きなのを1個単位で選べれるのはいいですね。

 

抵抗器

ブレッドボードにつけるのでリード線型抵抗器を購入。

抵抗値をどれくらいのものを買うか迷ったのですが、DEVICE PLUSさんの記事を参考にして220、1k、10kを購入。
カラーコード懐かしい…

3種類買っても1000円はいかないでしょう。

 

ボタン

RSコンポーネンツの押しボタンスイッチでは2600以上の種類があってどれを買えばいいのかわからず迷ってしまいました。

なので、HORNETさんの記事を参考にし、装着タイプを「PCB」、スイッチの動作を「モーメンタリ」といった検索条件を追加し、ヒットしたものから自分が使いやすそうなものをを購入しました。

 

最後に

最初はLチカ(Lピカ)から初めようとしていますが、ラズパイを使った電子工作はネット上にたくさんあるため、いろいろ勉強して作っていけたらいいなと思います。

例えば、ロータリスイッチを使ったホームラジオ・デスクトップオーディオシステムとおしゃれなものもあります。

ロータリースイッチもRSコンポーネンツでは種類も多く取り扱っているので、今後のステップアップとして購入しようと思います。

現時点の最終目標はサーボモータとブロックチェーン技術を使って遠隔で箱のカギを開錠、施錠できるようになればなと思ってます。
ゆっくり技術ノートさんの記事だとサーボモータとFelica使って開錠をやってます。

ラズパイを使った電子工作はいろいろできる上に、すでにやっているかたが多いのでをネット上で見ていると面白いです。

 

実際に物が届いた際に実際に遊んでみたあと、レビューしたいと思います。

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