ラズベリーパイとは?情報学習に最適な小型コンピュータの魅力を紹介

ラズベリーパイって何?

ラズベリーパイは安価な小型コンピュータです。2020年1月の段階でraspberry pi 4 model Bが最新です。性能が上がるにつれて価格も上昇していますが、1万円以内で手にできる小型コンピューターとしては非常に魅力的です。

ラズベリーパイは小型で低消費電力であるため、特定の機能を実現する目的で利用するシステム「組込みシステム」の開発にも利用できます。GPIOを搭載しているのでハードウエア開発学習に使えるのも魅力です。そんなラズベリーパイとは何なのか?何に使えるのか?普通のコンピューターとは何が違うのかを

ラズベリーパイとは?

「ラズベリーパイ」と聞いて食べ物を思い浮かべた人もいるかもしれませんが、ここで紹介するのは小型コンピューターのラズベリーパイです。

ラズベリーパイはOSとしてLinuxが搭載された手のひらサイズの小型コンピューターで、価格も安いです。

  • Raspberry pi 4:約7000円
  • Raspberry pi 3:約5000円
  • Raspberry pi zero:約2000円

です。本体価格なので電源やSDカードなど周辺機器を持っていない場合はそれらをそろえる必要がありますが、すべて集めてもRaspberry pi 3なら1万円以内に収まります。

しかもただ安くて小型なコンピュータだけではありません。ラズベリーパイにはGPIOといって電源の供給、デジタル信号の入出力を起こって電子デバイスからの信号を受け取ったり、制御するためのピンが搭載されています。そのためLEDを光らせるといった電子工作の基礎を実際に体験して学ぶことが可能です。似たような製品として「Arduino」がありますが、こちらはOSなどは搭載していないマイコンであり、アナログ入力も可能でよりハードウエア学習に向いています。Arduinoに関しては別記事で紹介します。

ラズベリーパイは学習や趣味といった用途で利用されていますが、安価・小型・低消費電力などの特徴があるため、組み込みシステムにも利用できます。組込みシステムとはドライブレコーダーやカーナビゲーションシステム、MP3プレーヤーなど特定の用途に利用するシステムのことです。普通のパソコンとは違ってたくさんのことはできませんが特定の用途に特化しています。小型なRaspberry piはそう言った用途に向いています。実際にドライブレコーダーなどを自作することが可能です。

産業用途として使うにはRaspberry piは信頼性、動作環境(湿度や温度等)など課題がありますが、産業用途にRaspberry piをそのまま移行できるようにするサービスが出てきたり、産業用途に利用しようとする動きがあります。

参考 「Raspberry Piからそのまま量産に移行したい」、その要望に応える産業用ボード・コンピュータ|チップワンストップ - 電子部品・半導体の通販サイトチップワンストップ - 電子部品・半導体の通販サイト sp

このようにRaspberry piはハードウエアを制御できるのでそれらを通してLinux、ネットワーク、電子工作・ハードウエア設計、プログラミングなどを学ぶことができます。産業用途に拡大も可能とおもうと夢が広がりますね!

ラズベリーパイのスペック

ラズベリーパイは新型になるにつれてスペックが向上しています。最新のラズベリーパイ4はもはやサブPCとして利用可能ではないか?というレベルまでパワーアップしています。

学習を考えると4はオーバースペック気味なので、3 B+やzeroあたりが良いと思います。

Raspberry pi 4のスペック

Raspberry pi4はCPUやメモリが大幅にスペックアップしています。

  1. CPU:ARM Cortex-A72 ARM v8 64bit
  2. GPU:4kサポート
  3. メモリ:4GB LPDDR4
  4. USB:USB3.0サポート。電源入力USB typeC min.3A
  5. Ethernet:Gigabit ethernet
  6. 無線LAN:IEEE802.11acサポート
  7. Blutuooth:v5.0サポート

イーサネットが高速化したことからメディアサーバーなどサーバー用途として使うには4は良いかもしれませんね。メモリ性能もかなり向上しています。

Raspberry pi 3 B+ のスペック

Raspberry pi 3 B+は一つ前の型式ですが、学習用途には申し分ないです。

  1. CPU:ARM Cortex-A53 ARM v8 64bit (BCM2837)
  2. GPU:1080pサポート
  3. メモリ:1GB DDR2
  4. USB:USB2.0サポート。電源入力USB typeB 2.5A
  5. Ethernet:Gigabit ethernet(USB2.0)
  6. 無線LAN:IEEE802.11acサポート
  7. Blutuooth:v4.2サポート

です。

Raspberry pi zero WH

zeroはさらに小さいラズベリーパイです。WHはワイヤレス通信とGPIOピンヘッダが搭載されたモデルです。

  1. CPU:1.0 GHz シングルコア BCM2837
  2. GPU:Video core IV
  3. メモリ:512 MB DDR2
  4. USB:microUSB2.0
  5. Ethernet:なし。USBで
  6. 無線LAN:IEEE802.11nサポート
  7. Blutuooth:v4.2サポート

Raspberry pi zeroの無印モデルは660円で購入できます(スイッチサイエンスでは1個の数量制限)。学習用途でも使えますが3のほうが扱いやすいかもしれません。zeroはインターネットがついておらず、GPIOピンヘッダがなくはんだ付けが必要なのでWHのモデルがおすすめです。

何に使えるの?

Raspberry piでは身の回りの電子機器と同等の機能を持つものを自作できます。ネットにつないでPCやスマホと連携しやすいので遠隔・自動操作などIoTを実現しやすいです。

自作機器は購入したほうが安い買ったり安定したりしていますが、オリジナルな機能を付加させたり、何より学習になるのがラズベリーパイの利点です。

好奇心や想像が及ぶ限り何にでも使えると思います。

例として

  1. 音楽プレーヤー・ラジオ
  2. ライト(動くものがあると光るとか)
  3. 温度計
  4. 時計
  5. 防犯カメラ・ドライブレコーダー
  6. 自動で水やり・餌やり
  7. スマートホーム(照明のオンオフやドアロックなどを遠隔制御したりできる)
  8. 勤怠管理
  9. NAS
  10. サーバー構築

などほかにもたくさんあります。

とにかく「学習」の観点ではラズベリーパイはソフトウエアからハードウエアまで学べるのでとてもおすすめです!

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