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公開：2024-09-06

Raspberry Pi(ラズベリーパイ)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

Raspberry Pi(ラズベリーパイ)とは

Raspberry Pi(ラズベリーパイ)は、英国のRaspberry Pi財団が開発・販売しているシングルボードコンピュータです。クレジットカードサイズの小型コンピュータで、Linuxベースの専用OS「Raspbian」を搭載しています。

Raspberry Piは教育向けに開発されましたが、IoTデバイスの制御や、サーバー構築、メディアセンターなど幅広い用途に使われています。マイコンボードであるArduinoとは異なり、OSを搭載した本格的なコンピュータとして機能するのが特徴です。

Raspberry Piのハードウェア構成は、Broadcomの SoCを中心に構成されています。SoCにはCPUとGPUが内蔵されており、RAMやストレージ、各種インターフェースを備えた一台のコンピュータとして動作します。

インターフェースは、USB、HDMI、Ethernet、GPIOピンなどを備えています。GPIOピンを使うことで、LEDやセンサー、モーターなどの電子部品を直接制御できるため、電子工作にも活用されているのです。

Raspberry Piは、プログラミング教育や、電子工作の学習用途だけでなく、産業用途にも広く活用されています。安価で省電力、かつ高い拡張性を備えているため、IoTシステムの構築などに適しているのが理由です。

Raspberry Piのハードウェア仕様

Raspberry Piのハードウェア仕様に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• Raspberry PiのSoCとメモリ
• Raspberry Piの主要なインターフェース
• Raspberry Piのモデルごとの違い

Raspberry PiのSoCとメモリ

Raspberry PiのSoCは、Broadcom製のものが使用されています。最新モデルであるRaspberry Pi 4では、Broadcom BCM2711が採用されており、クアッドコアのCortex-A72を搭載しています。

メモリは、Raspberry Pi 4では最大8GBのLPDDR4-3200 SDRAMを搭載可能です。以前のモデルと比較して大幅に性能が向上しており、より高度な処理が可能になりました。

SoCとメモリは、Raspberry Piの性能を決定づける重要な要素です。アプリケーションに応じて適切なモデルを選択することが大切でしょう。

Raspberry Piの主要なインターフェース

Raspberry Piには、USBポートやHDMI、Ethernet、GPIOピンなど多様なインターフェースが搭載されています。USBポートは、キーボードやマウス、外付けストレージの接続に使用します。

HDMIは、ディスプレイの接続に使用します。Raspberry Pi 4では、デュアルディスプレイ出力にも対応しています。Ethernetポートは、有線LANに接続するために使われます。

GPIOピンは、Raspberry Piの大きな特徴の一つです。General Purpose Input/Outputの略で、電子部品との接続に使用されるピンヘッダのことを指します。

Raspberry Piのモデルごとの違い

Raspberry Piには、これまでに複数のモデルが登場しています。モデルによって、CPU性能やメモリ容量、インターフェース数などが異なります。

最新モデルのRaspberry Pi 4は、CPUにBroadcom BCM2711を採用し、メモリは最大8GBまで搭載可能です。USB 3.0ポートやデュアルHDMI出力など、高い性能と拡張性を備えています。

用途に応じて適切なモデルを選ぶ必要があります。例えば、シンプルなIoTデバイスならば、Raspberry Pi Zeroなどの小型モデルでも十分でしょう。

Raspberry Piのソフトウェアと開発環境

Raspberry Piのソフトウェアと開発環境に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• Raspberry Pi用のOSとRaspbian
• Raspberry Pi上で利用可能なプログラミング言語
• Raspberry Piを使った開発ツールとIDEの例

Raspberry Pi用のOSとRaspbian

Raspberry Pi用のOSは複数存在しますが、代表的なものがRaspbianです。RaspbianはDebianをベースとしたLinuxディストリビューションで、Raspberry Pi財団が公式にサポートしているOSです。

Raspbianは、Raspberry Piのハードウェアを最大限に活用できるよう最適化されています。デスクトップ環境としてPIXELを備えており、一般的なPCと同様の操作が可能です。

その他にも、Ubuntu、Fedora、Windows 10 IoT Coreなど、様々なOSがRaspberry Pi上で動作します。用途に応じて適切なOSを選択することが重要でしょう。

Raspberry Pi上で利用可能なプログラミング言語

Raspberry Pi上では、様々なプログラミング言語が利用可能です。Pythonは、Raspbianにデフォルトでインストールされており、教育用途でもよく使われています。

他にも、C/C++、Java、Node.js、Rubyなど、一般的なプログラミング言語のほとんどがRaspberry Pi上で動作します。GPIOピンの制御には、Pythonのライブラリであるgpiozeroやpigpioが広く使われています。

また、Scratchのようなビジュアルプログラミング言語も利用できます。目的に応じて適切な言語を選択し、Raspberry Piの可能性を引き出すことが大切です。

Raspberry Piを使った開発ツールとIDEの例

Raspberry Piの開発には、様々なツールやIDEが利用可能です。PythonならばThonnyやPyCharm、C/C++ならばCode::Blocks、Javaならば BlueJなどが代表的なIDEでしょう。

IDEの他にも、GitやDocker、Ansibleなどの開発ツールがRaspberry Pi上で動作します。クラウド連携ツールであるAWS IoT Greengrass、Azure IoT Edge、Google Cloud IoT Coreなども利用可能です。

これらのツールを活用することで、効率的にRaspberry Piの開発を進めることができます。プロジェクトの規模や要件に合わせて適切なツールを選ぶことが重要でしょう。

Raspberry Piの活用事例

Raspberry Piの活用事例に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• Raspberry Piを使ったIoTシステムの構築
• Raspberry Piを使ったメディアサーバーの構築
• Raspberry Piを使った教育現場での活用例

Raspberry Piを使ったIoTシステムの構築

Raspberry Piは、IoTシステムの構築に適したデバイスです。GPIOピンを使ってセンサーやアクチュエータを接続し、データの収集や制御を行うことができます。

例えば、温湿度センサーを接続してデータを収集し、クラウドにアップロードすることで、リモートからの環境モニタリングが可能になります。また、モーターやリレーを制御することで、家電製品の自動化なども実現できるのです。

Raspberry Piは、低消費電力で安価なため、大規模なIoTシステムの構築にも適しています。クラウドサービスとの連携も容易で、AWS IoTやAzure IoT Hubなどとの統合が可能です。

Raspberry Piを使ったメディアサーバーの構築

Raspberry Piを使って、家庭内のメディアサーバーを構築することができます。音楽や動画、写真などのコンテンツを一元管理し、ネットワーク経由で再生できるようになるのです。

代表的なメディアサーバーソフトウェアとして、Kodiや、Plex、Emby などがあります。これらをRaspberry Piにインストールすることで、手軽にメディアサーバーを構築できます。

また、Raspberry PiにUSBハードディスクを接続すれば、大容量のストレージとしても活用可能です。スマートフォンやタブレット、テレビなどからアクセスして、コンテンツを楽しむことができるでしょう。

Raspberry Piを使った教育現場での活用例

Raspberry Piは、教育現場でのプログラミング学習にも広く活用されています。安価で入手しやすく、Linuxベースの環境を提供するため、本格的なプログラミング教育に適しているのです。

Pythonを使った基本的なプログラミング学習から、GPIOを使った電子工作、Minecraftを使ったゲームプログラミングまで、幅広い学習が可能です。また、Scratchのようなビジュアルプログラミング言語を使うことで、初心者でも手軽に学習を始められます。

学校の授業だけでなく、プログラミング教室やワークショップでもRaspberry Piが活用されています。子供たちがプログラミングの楽しさを体験し、論理的思考力を育むことができるツールとして、教育現場に欠かせない存在となっています。

参考サイト

1. Google. https://blog.google/intl/ja-jp/

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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