Raspberry Pi 【Raspberry Piとは&セットアップ編&カメラを使用する】

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raspbian RaspberryPi RaspberryPi4 RaspberryPi テキストリンク

社内で共有した物を一部編集・修正してします。

次はzoomを導入して、遊んでみたい。
https://support.zoom.us/hc/ja/articles/204206269

はじめに

Raspberry Piとは

Raspberry Pi（ラズベリー パイ）は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータ。イギリスのラズベリーパイ財団（英語版）によって開発されている。日本語では略称としてラズパイとも呼ばれる。
教育で利用されることを想定して制作された。IoTが隆盛した2010年代後半以降は、安価に入手できるシングルボードコンピュータとして趣味や業務（試作品の開発）等としても用いられるようになりました。

今出ているものではRaspberry Pi 4が一番新しく、
過去にはRaspberry Pi 3やRaspberry Pi Zeroなどがあります。
価格は、数千で手に入る物が多く、お手頃なのが特徴です。

機種名 発売日 価格 メモリ 主電源 主映像出力
Raspberry Pi 4 Model B 2019年6月24日 4千~ 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB USB Type-C micro-HDMI
Raspberry Pi 3 Model B+ 2018年3月14日 5千~ 1 GB microUSB HDMI
Raspberry Pi Zero WH 2018年1月12日 2千~ 512 MB microUSB Mini HDMI
Raspberry Pi 3 Model A+ 2018年11月 3千~ 512 MB microUSB HDMI

ちなみに自分はRaspberry Pi 3BとRaspberry Pi 3B+を天国に送っています。


Raspberry Pi Zeroはこんなにもコンパクト。単三電池ぐらいの大きさです。

本記事ではラズパイと総称します。

OS

OSの最新はLinux DebianベースのRaspberry Pi OSです。
2020年5月に正式名称がRaspbianからRaspberry Pi OSへ変更され、PCとMac向けのRaspbianについても、Raspberry Pi Desktopへと変更されています。

何に使えるの？　どんな人にオススメ？

主に教育向け、電子工作に使用されます。
GPIOにLEDやセンサーなど様々な機器を取り付けることで、IoTデバイスとしても使用可能です。
(ちなみにI/Oは剥き出しなので、電源ONの時は金属等を接触させることのないようにしてください。
LED1本で簡単に逝きました。)

↑ラズパイのGPIO

ラズパイを使った制作例
RaspberryPiでLEDライトを点滅する
超音波距離センサ(HC-SR04)を使う
ラズベリーパイで温度・湿度・気圧をまとめて取得！AE-BME280でIC2通信
Raspberry Pi + PaSoRiでICカードの情報をよみこむ

また、webサーバーとして活用などもできます。

Raspberry PiでWEBアプリケーションを作る (1 - とりあえず何か表示してみる)

セットアップをする

用意する物
・ラズパイをダウンロードするためのPC(SD・microSDが接続可能)
・ラズパイ本体（今回はRaspberry Pi 4を使用します）
・microSD（16GB以上推奨 8GBでは残り170MBほどになるのでお勧めしません）
・typeC給電コード（5V3Aぐらいほしい。それ以下は起動しない、もしくは高負荷時に電源が落ちます）
・モニター（セットアップのため、最初はあったほうが良い）
・mini-HDMIコード、もしくは変換機
・HDMIコード
・マウス
・キーボード

セット売りの物は必要な変換ケーブルや、既に付属microSDにOSがインストール済みの場合はあります。
単品で買う場合は本体以外何もついていないので注意です。

OSをインストール

公式サイトで自身のPCに適したImagerをダウンロードします。
https://www.raspberrypi.org/software/

ImagerはOS書き込み用のソフトです。
以前は何GBもあるOSイメージをダウンロードして、ファイルを移す作業をしていたので画期的ですね。


↑リンクからダウンロード

適所にインストールし、立ち上げるとImagerが立ち上がります。

CHOOSE OS > Raspberry Pi OS(Other) > Raspberry Pi OS Full(32-bit)を選択。
書き込みするSDを指定し、WRITEで書き込み開始します。

終了すると、自動的にマウント解除されます。

書き込んだmicroSDを、ラズパイの差込口に入れ、導入完了です。

起動 & 設定

起動すると以下のように立ち上がります。（スクショ撮影のため、一部ネットワーク設定等設定済みです）

初期設定を求められるので、流れに沿って設定します。

言語


日本語で設定。英語を使う場合やUSキーボードを使用している場合は適宜チェックを。

パスワード


デフォルトユーザーであるpiのパスワード設定を行います。
ちなみにデフォルトのパスワードはraspberryです。

また、Raspberry Piの設定からでも変更可能です。

境界線


画面に黒縁がある場合はチェックを。

ネットワーク


使用したいのwi-fiを選択します。

右上の電波マークから再度設定可能です。
Wireless & Wired Network Settingsからは細かく設定可能です。

アップデート


SKIPする場合はSKIPを。結構時間がかかります。

ここでリスタートが求められるのでリスタートしましょう。

PCからラズパイを操作できるようにする

モニターとマウスとキーボードをつないでやるのはいいのですが、
一々場所を取って邪魔になります。

PCからラズパイに接続し、操作できるようにします。

VNC

Virtual Network Computing（ヴァーチャル・ネットワーク・コンピューティング、略称VNC）は、ネットワーク上の離れたコンピュータを遠隔操作するためのRFBプロトコルを利用する、リモートデスクトップソフトである。VNCはクロスプラットフォームなソフトウェアとして開発されているため、インストールされているマシン同士はOSなどのプラットフォームの種類に依存することなく通信できる。
https://ja.wikipedia.org/wiki/Virtual_Network_Computing

設定


左上の設定>Raspberry Piの設定をクリック。


インターフェースのVNCを有効にし、OK。


左から二番目のようにVNCのアイコンが表示されるので、クリックします。


すると、現在の自分のIP192.168.0.18（人によって変わります）表示されます。
こちらをVNC接続に使用します。

IPアドレスを固定する

現状だと起動するたびにIPアドレスが変わってしまいます。
固定する場合は下記の方を参考に行います。
https://mugeek.hatenablog.com/entry/2019/05/27/230256

カメラを使用する

ラズパイでカメラを使用してIPカメラみたいな事をしてみたいと思います。

VNC接続


VNC Viewr:
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

今回はこちらを使用します。

ダウンロードし、起動すると、以下のようにIPアドレスを打ち込む欄があります。

先ほどのIPを打ち込みます。

ログインを求められるので、以下を打ち込みます。
ユーザーネーム:pi（デフォルト設定の場合）
パスワード:先ほど設定したパスワード


これで接続完了です。

SSH

Secure Shell（セキュアシェル、SSH）は、暗号や認証の技術を利用して、安全にリモートコンピュータと通信するためのプロトコル。パスワードなどの認証部分を含むすべてのネットワーク上の通信が暗号化される。
https://ja.wikipedia.org/wiki/Secure_Shell

sshの導入は基本デフォルトで済んでいるので省略します。

設定


設定を開き、


SSHを有効にします。

IPを確認する

VNCを設定している場合はそちらで確認できます。
設定していない場合はまず、ラズパイのコンソールを開きます。


黒い画面が表示されるので、

ifconfig

を打ち込みます。


wlan0にIPが表示されます。

接続

Macで接続確認を行います
windowsはこちらの方の参照ください。
http://imamachi-n.hatenablog.com/entry/2018/06/17/104419

ターミナルを起動します。
Dockのターミナル、または⌘command+spaceを押しターミナル.appと検索し、起動します。

黒い画面が立ち上がるので、以下の打ち込みます。

ssh pi名@ラズパイのIP -p 22

The authenticity of host~と言われるので、yesと打ち込みます。
次にパスワードを聞かれるので、先ほど設定したパスワードを打ち込んでラズパイに接続完了です。

その他

こちらはGUIのみの操作になります。
GUIからVNCを起動して接続する方法はこちらの方を参照ください。
http://zonomasa.hatenablog.com/entry/raspberry_pi_vnc_ssh

カメラ

Amazonで注文できるカメラモジュール

https://www.amazon.co.jp/Raspberry-Pi-Camera-%E3%82%AB%E3%83%A1%E3%83%A9%E3%83%A2%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB-Daylight/dp/B01ER2SKFS

多少格安の物でも大丈夫です。（自分は格安のものを使っています）

取り付ける

向きを間違えないようにラズパイにカメラ取り付けます。

ラズパイで動作確認

カメラを有効にします。
設定後は再起動を忘れずに。

コンソールを開き、

raspistill -o test.jpg

と打ち込みます。
すると撮影を開始します。

撮影が終了すると、左上のファイルマネージャーを開くと、/home/piにtest.jpgが生成されます。

しっかり撮影した物が写っていれば、カメラの動作確認は終了です。
エラーが発生して撮影できない場合はカメラの許可・カメラモジュールの接続状態を確認してください。

webから画像をみることができるようにする。

今回はストリーミングソフトのmotionを使ってweb上から映像を確認できるようにします。

motion導入

コンソールに打ち込み、motionをインストールします。

sudo apt-get install motion

続いて、他の端末から確認できるようにローカルホスト限定を外します。

sudo nano /etc/motion/motion.conf

stream_localhost offに変更。

続いて足りない設定をします。

sudo nano /etc/default/motion

確認する

以下を打ち込むと起動します。

sudo motion -n

次にブラウザを開き、URL検索欄で検索します。

http://ラズパイのIP:8081

ブラウザに映し出されれば完了です。

出典

wikipedia: https://ja.wikipedia.org/
スイッチサイエンス: https://www.switch-science.com/catalog/3200/
ＵＳＢ監視カメラ　-　Ｍｏｔｉｏｎ: https://www.inex.co.jp/rasbpi/rasb60-02.html