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ラズベリーパイで実現できることを紹介【マイコンの域を超えた】

電子工作を始めようと思っている人
電子工作を始めようと思っている人

Raspberry Pi(ラズベリーパイ)ってどんなことができるの?

と疑問に思っている方もいると思います。

なかしー
なかしー

ラズベリーパイで実現できることを調べてみました!

ラズベリーパイは教育用コンピュータとして注目を浴びています。
また、海外では産業用ロボットのCPUとしてラズベリーパイが使われていたりします。

日本ではまだ普及していませんが、低コストでパフォーマンスが高いので単純な制御に使われるんじゃないかと思います。

電子工作をやっていたおかげで、組み込みエンジニアに転職した僕がラズベリーパイでどんなことができるのか紹介します。

ラズベリーパイ4のスターターキットレビュー

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ラズベリーパイで実現できることの例

ラズベリーパイは高性能すぎて、元気があればなんでもできるんじゃないかと思います。ラズベリーパイの機能をフルマックスに活用できるかはプログラミングのスキル次第といったところでしょう。

ラズベリーパイはGoogleが力を入れいているプログラミング言語のPythonを標準で使えるようになっており、ライブラリーという既に完成しているプログラミングを呼び出すことで初心者の方でも高度なことを実現可能です。

参考書もたくさん発売されていて、勉強しやすいと思います!

ラズベリーパイで実現できる例
  1. IoT機器(スマートホームなど)
  2. ラジオ
  3. ドライブレコーダー
  4. 監視カメラ
  5. ディープラーニング

ラズベリーパイと互換性があるものを繋げることで、出来ることが増えますよ

では、ラズベリーパイで実現できる例を紹介します。

例1.IoT機器(スマートホームなど)

「モノがインターネットに繋がる時代」と言われています。

外出先からエアコンの操作をしたり、スピーカーに話しかけて音楽を流したりすることができます。

ラズベリーパイならこういったことを実現できます。

参考 RaspberryPi+HomeKit+IRKit=Siriで家電を音声操作できるようにするNHN

例2.ネットラジオ用のスピーカー

WifiやBluetoothを使ってスマホに接続可能です。

この参考記事ではiPhoneとラズベリーパイを接続して音楽を聴けるようにしています。

参考 ラズパイでネットラジオ/AirPlayレシーバを作るPC-WATCH

例3.ドライブレコーダー

ラズベリーパイにカメラを接続して、mircoSDやUSBメモリに映像を保存できます。

参考 RaspberryPiとPythonによるドライブレコーダーQiita

例4.監視カメラ

カメラの映像を保存するだけではなく、Wifiでインターネットに接続して、一定時間ごとに画像をアップロードするようにもできます。

また、カメラで顔や物体を認識することも可能です。

参考 RaspberryPiで猫の定点カメラ(監視カメラ)を作るおもちゃラボ

例5.ディープラーニング

ラズベリーパイのCPUの処理速度が速いので、膨大な量を処理するディープラーニング(機械学習)も可能です。

python言語のモジュールをインストールして使うと便利です。
ネット上にもソースが公開されていますよ。

AIチャットなどを作れると思います。

参考 RaspberryPiで機械学習するmashykom-world

ラズベリーパイは高性能すぎて実現できることは無限大

僕はPICやH8といったマイコンを電子工作で使用していましたが、プログラムを実行できるスピードが遅く、膨大なデータを処理するのに不向きでした。

一方、ラズベリーパイは市販されているパソコンと同じくらいの性能を持っていて、色んな部品がついていて高性能です。

ラズベリーパイの機能
  • CPU・・・プログラミングを実行する
  • GPU・・・画面に表示する処理を行う
  • 通信モジュール・・・WifiやBluetoothなど他の機器と無線通信する
  • microSD・・・記憶装置でデータを保存したり、読み込んだりできる
  • USBポート・・・他の機器と有線通信する
  • GPIO・・・外部回路への入出力や電源を供給する

他にも映像や音声を出力する端子などもあります。

ラズベリーパイの機能を組み合わせれば、色んなことを実現可能です。

GPIOは合計40ピンあり、内訳は以下の通りです。

  • GPIOピン・・・26つ
  • 5V・・・2つ
  • 3.3V・・・2つ
  • GND・・・8つ
  • I2C・・・2つ

最近、ラズベリーパイの4世代目が発売されました。
Raspberry Pi4は、なんと2画面同時に4K画質で表示することができるんです!

なかしー
なかしー

ラズベリーパイは電子工作に十分すぎるぐらいの性能です!

ラズベリーパイの残念なところ

ラズベリーパイに1つだけ残念なことがあります。

それはA/D変換が出来ないことです。

A/D変換とはアナログ値をデジタル値に変換することで、電子工作で使うセンサーの大半はアナログ値で出力します。

ラズベリーパイはデジタル値のセンサーしか使えません。

対策としてはA/D変換用のICを使うかArduinoと組み合わせるかです。
個人的にはArduinoと組み合わせた方がサーボモーターやセンサーなど沢山繋げて良いと思います。

Arduinoでできることについて知りたい方は「Arduinoでできることを紹介」を読んでみてください。

ラズベリーパイ3を使ってみた感想

ラズベリーパイのOSはLinuxで動作します。
Linuxはオープンソースで、機器に合わせて書き換えることが可能です。

僕はPICマイコンとH8マイコンを使って電子工作をしたことがあります。
どちらもC言語でプログラミングをしていました。

ラズベリーパイでもC言語でプログラミングをしてみました。
WiringPiライブラリを活用したところ、GPIOの設定や出力関数が用意されていて、初心者の方にも扱いやすいと感じました。

1万円以下で低スペックのパソコン並み性能があるので、エンジニアの学習用のツールとして最適だと思います。

また、ラズベリーパイには標準でminecraft piエディションがインストールされます。Python言語でプログラミングすることで指定位置にブロックを置いたり、テレポートすることができます。

ゲームを楽しみながら、python言語を学べるので、子供向けの学習ツールとしても使えると思います。

ラズベリーパイで実現できること|まとめ

この記事では「ラズベリーパイで実現できることを紹介【こんなのマイコンじゃない】」について紹介しました。

ラズベリーパイは、高性能で組み合わせ次第でいろんなことができます。
教育用のシングルボードコンピュータとして注目されているので、組み込みエンジニアに転職したい人に適した教材だと思います。

電子工作で使えるマイコンについて知りたい方はこちらの記事がおすすめ!
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ラズベリーパイに3Dプリンタで印刷したものを組み合わせるとより実現できることが増えますよ!

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