秋月電子で購入したいもの 秋月電子はラズパイの電子部品を数多く取り扱っているショップです。 店舗での販売と通販があります。 店舗は秋葉原と埼玉県の八潮にあります。 ブレードボードを除き、他の部品は単品で購入することが出来ません。 ブレードボード BB-801(200円) ジャンパーワイヤ(オス メス) DG01032-0024-BL-015(10本入り 220円) LED OS5RKA5111P(赤色)(10個入 250円) 抵抗 R-25102(100本入り 100円) ラズパイのセットアップ手順 まずはSDカードにOSをインストールする必要があります。 手順については「」に書いています。 続きは、OSのインストールが完了していることを前提に読み進めてください。 TeraTermを起動して、ラズパイに接続します。 パッケージのアップデート 以下のコマンドを実行します。 Scratchのインストール 以下のコマンドを実行します。 4」を使用します。 GPIOパッケージのインストール 以下のコマンドを実行します。 sh sudo bash isgh8dev. sh 再起動 再起動のコマンドは以下のとおりです。 sudo reboot 配線 ラズパイ本体とブレードボードをジャンパーワイヤで接続します。 また、ブレードボードに各パーツ(LED・抵抗)を取り付けます。 Raspberry PI Zeroのpin配置 PI Zeroのpin配置は下図のとおりです。 Lチカの配線 Lチカを試した際の配線です。 Scratchプログラミング「Lチカ」 Scratchとは アメリカのマサチューセッツ工科大学(MIT)メディアラボが開発したビジュアルプログラミング環境です。 マウス操作で簡単にプログラミング出来ます。 レゴのようにブロックを組み立てていくだけです。 ですので、プログラミングの構文やアルゴリズムといった難しいものを覚える必要はありません。 最新版は2019年1月にリリースされたScratch3. 0です。 ただ、ラズパイに対応していません。 ラズパイに対応していませんが、興味のある方は「」をチェックください。 Scratchプログラミングの手順 Scratchの起動 デスクトップにあるアイコン「ScratchGPIO8devplus」をダブルクリックしてください。 ブロックの解説 LEDランプを制御するブロックは「・・・を送る」です。 以下のように使用します。 例えば、GPIO17のPINに電流を流してランプを点灯させたい場合は、「「gpio17on」を送る」になります。 逆に、消灯したい場合は「「gpio17off」を送る」です。 これを交互に記述することによってLチカ「LEDのチカチカ」を実現することが出来ます。 今回作成したスクリプトは以下の通りです。 LEDの点灯と消灯が、10回繰り返し行われます。 まとめ いかがでしたでしょうか。 Raspberry Pi(ラズパイ)で「Lチカ」を実現させるために必要な部品や手順について解説してきました。 ラズパイは子ども向けの教育用ツールとしても活用できます。 ラズパイの書籍はたくさん出ていますが、一番分かりやすかったものを紹介します。
次の1.ラズパイのGPIOピンについて GPIOピンは、ラズパイのこの位置にあります。 まあすぐにわかりますね。 しかし注意しなければならないのは、 ピン番号順にGPIO番号が割り振られていません。 結構面倒です。 なので、 どのピンがどのGPIO番号なのかを把握しておく必要があります。 一番手っ取り早いのは、 ラズパイ用のT字型GPIO拡張ボードに各ピンの機能が記載されているのですぐわかります。 これがT字型GPIO拡張ボードで、各ピンに機能とGPIO番号が記載されています。 GPIOピンは、機能設定しなければGPIO機能として使用することができます。 しかし、 センサーなど接続するにはこれらを有効にしなければなりません。 GPIOとして使うメリットは様々ありますが、シリアル通信で使えるピンは決まっているので、 GPIOとして使いたい場合は、 シリアル通信線の機能が割り当たっていないピンを使うべきです。 2.I2Cの使用 I2Cの通信線は2線で構成されており、 ・SDA1 データ線 は、GPIO2 ・SCL1 クロック線 は、GPIO3 になります。 ラズパイの設定でI2Cを有効にするとI2C通信線としてこの2線を使用することができます。 I2Cは、デを最大112個接続することができますが、1つのラインに多くて5個ぐらいがほとんどです。 複数のデに同時に通信を行うと通信線を共有しているので、どうしても遅延が発生します。 なので、のように通信量が多いデは1ラインに1デが一番効率が良いです。 3.SPIの使用 SPIの通信線は、4線で構成されており、 ラズパイはSPI0とSPI1の2チャンネルあります。 各チャンネルのGPIOの割り当ては次のとおりです。 SPI0は、CEが2つあるので2つのデが接続可能、 SPI1は、CEが3つあるので3つのデが接続可能になります。 CEってチップイの略だそうですが、初めて耳にしました。 よく使われるのは、SS スレーブセレクト やCS チップセレクト だと思いますが、 CEもよく使われるのでしょうか? まあ、どちらにせよ目的のデを動作させるために使用する線だということは変わりありません。 GPIOの割り当ては、 ・TXは、GPIO14 ・RXは、GPIO15 です。 UARTは、 I2CのスレーブアドレスやSPIのチップセレクト線が無いので、 1ラインに1デ接続になります。 センサーなどがよくUARTを使っています。 5.電源の使用 デに電力を供給するための電源がGPIOピンに割り当てられています。 ・ 3. 3V - ピン番号1、17 ・ 5V - ピン番号2、4 ・ GND - ピン番号6、9、14、20、25、30、34、39 ブレッドボードの電源ラインとジャンプワイヤでつないだり、直接デと接続します。 6.最後に 組み込みやセンサーの勉強をする前に、 まずは理解しておきたい通信線と電源が割り当たっているGPIOピンについて解説しました。 とりあえず、これを把握しているとデの接続が簡単にできるようになります。 そして、センサーの制御を行うサンプルコードを動作させる際に、 プログラム動作のイメージができ理解度が深まると思います。 ここで紹介しましたGPIO拡張ボードは、.
次の電流を流したり止めたりしてLEDを点滅させる(出力モード)• スイッチが入ったことを感知する(入力モード)• 電圧を読み取って回路をチェックする(入力モード) などができます。 出力モードは、 自分の好きなタイミングで電流を流せる乾電池のようなものです。 また、入力モードは 電圧を読み取ることができます。 GPIOピンの中には特殊な機能をもつピンも存在しています。 特殊なピンは外部のセンサーのようなモジュールと接続できます。 モジュールとは拡張キットのようなもので、接続するだけで機能を増やすことができます。 たとえば、カメラのないパソコンにUSBカメラを繋いで写真を撮れるようにしたとします。 この場合、本来のPCでは撮れなかった写真が撮れるようになったわけなので、USBカメラはモジュールと言えるでしょう。 モジュールをGPIOで接続することで、ラズパイに温度を計る機能やGPS情報を取得する機能を追加できます。 GPIOを使うときの注意点 電子工作でもっとも気をつけるべきなのはショートです。 ショートとは、回路に過剰な電流が流れる現象のことをいいます。 ショートは電子部品や電源が壊れる原因になるだけでなく、実験者が火傷などの 怪我をするケースにもなるので注意が必要です。 GPIOも扱いをうっかり間違えるとショートすることがあります。 ケースを挙げて解説しますので、実際に回路を組むときはケースに該当しないかチェックしてください。 電源とGNDを直結するケース 導線は抵抗がないため、電源の+と-を直結すると過剰な電流が流れます。 すなわちショートです。 わざわざ上図のような直結する回路を作ることはないでしょう。 しかしラズパイの電源を入れたまま回路を製作していると、たまたま直結される場合があります。 回路を作るときは必ずラズパイの電源を落としましょう。 GNDとGPIOを直結するケース GPIOの入力モードは、回路に電圧がかかっているのか確かめることができます。 入力モードであればGNDと直結しても問題ありません。 GPIOはGNDの電圧を読み取るだけです。 しかし、うっかり出力モードにしてしまうとショートします。 GPIOピンからの電流が一気にGNDに流れ込むからです。 対策として、すべてのGPIOピンを1度入力モードにした上で、必要なGPIOピンのみを出力モードに切り替える方法があります。 GPIO同士を繋ぐケース GPIOピンが両方とも入力モードであればショートは発生しません。 しかし、どちらか一方が出力モードになると他方に電流が流れ込みます。 注意点のまとめ 図では分かりやすいように簡単な配線にしましたが、現実ではブレッドボードを使用して複雑な回路になります。 回路が複雑であればあるほどミスが発生しやすくなるものです。 ショートさせる意思がなくても、うっかりミスでショートさせるケースもありえます。 細心の注意を払いましょう!!.
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