皆さんは、「いま話題のIoTを自作してみたい」と考えていませんか？
IoTは、IT業界のみならず、様々な分野で注目を集めています。
IoT端末は今後さらに増加していくと予測されており、私たちの生活の中で、当たり前の存在となっていくでしょう。
そんなIoTデバイスを、自作したいと考える方もいるのではないでしょうか。実は、Raspberry Pi(ラズベリーパイ)と呼ばれる小型のコンピューターを使えば、誰でも手軽にIoTに触れることのできるのです。
この記事では、IoTデバイスを自作するためのコンピューター「Raspberry Pi(ラズベリーパイ)」を知るために、以下の内容を解説します。
- IoTを自作できるRaspberry Pi(ラズベリーパイ)とは
- Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の特徴
- Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の種類
- Raspberry Pi(ラズベリーパイ)でできること
この記事を読んで、ラズベリーパイとは何か、その概要を把握し、興味のある方は、自作IoTに挑戦してみましょう。
IoTを自作できるRaspberry Pi(ラズベリーパイ)とは？
Raspberry Pi（ラズベリーパイ）は、イギリスのラズベリーパイ財団が開発した、小型のシングルボードコンピューターです。シングルボードコンピューターとは、1枚の回路基板上に最低限の機能を持たせたもの。
ラズベリーパイは、大きさ85mm x 56 mm、名刺ほどのサイズの基盤に、ARMベースのCPUや、パソコンを構成するハードウェアが搭載されています。日本では「ラズパイ」と略称で呼ばれることが多いようです。
ラズベリーパイは、一見何かの部品のようですが、立派なコンピューターです。SDメモリカードや電源、OS、ディスプレイなどを用意すれば、パソコンと同様に使用することが可能です。
出荷台数は1,000万台以上
ラズベリーパイが開発されたのは2012年。
「Raspberry Pi 1 Model A」という名称で発表されました。以降出荷台数は年々増え続け、2016年末の時点で、累計販売数は1,100万台にまでなったと言われており、「シングルボードコンピューターと言えばラズパイ」という代名詞的な位置付けとなりました。
教育目的で開発された
ラズベリーパイは、もともと教育目的で開発されました。
そのため、値段も安価に設定されており、数千円から購入することができます。誰でも手に入れやすいコンピューターと言えるでしょう。実際に子供の夏休みの自由工作のキットなども販売されていたり、組み込みプログラミングの基礎教材として大学の授業でも導入されているようです。
ラズベリーパイとIoTの関係
ラズベリーパイは、手軽にIoTデバイスを作成するために使用されることが多いです。IoTデバイスを作りたいと思ったら、専用のハードウェアを用意する必要があったりと、コストがかかります。一方、ラズベリーパイを使えば、簡単なIoTデバイスなら手軽に、かつスピーディーに作り上げることができます。
大学などで研究に使う目的の場合は、予算もかからずに済みます。スタートアップ企業などでもプロトタイプの作成程度であれば充分可能です。
プログラミング言語
ラズベリーパイでIoTデバイスを開発する場合、プログラミング言語はどれを使うべきなのでしょうか？
結論からいうと、扱うプログラミング言語はどれでも構いません。プログラミング環境としてPythonが標準インストールされていますが、Linuxで使える言語であれば、RubyやJavaなども利用できます。高度な機能を実装する場合C言語などが適していることもありますが、個人でラズベリーパイを扱うのであれば、問題ないでしょう。
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の特徴
コストがかからない
ラズベリーパイは、教育用として作られたため、低コストで扱うことができます。例えば、「Raspberry Pi 3」の本体価格は35ドル。日本円でおよそ4000円程度なので、コンピューターとしては非常に安価であることがわかるでしょう。
GPUを搭載している
ラズベリーパイは、「VideoCore IV」というモバイル向けGPUを搭載しています。GPUとは、Graphics Processing Unitの略で、画像処理装置のこと。これによりラズベリーパイでは、グラフィックの分析・処理などが可能になります。
HDMI出力・USBポート・LANポートがある
ラズベリーパイにはHDMI出力、USBポート、LANポートがあります。これにより、直接ディスプレイやキーボードを接続することが可能です。
OSをインストールできる
ラズベリーパイ本体に、OSをインストールすることができます。
Windows10 Iot Coreと呼ばれるIoTに特化したWindowsをインストールして利用することも可能です。
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の種類
Raspberry Pi 3
「Raspberry Pi 3」は、数あるラズパイの中でも高性能な端末です。
その中でも特に「Raspberry Pi 3 Model B+」は産業領域での活用を想定して作られたモデルとなっています。Wi-FiとBluetooth搭載のため、パソコンとしての使用も容易となっているようです。
Raspberry Pi Zero
「Raspberry Pi Zero」は、通常モデルよりも小型の端末です。
そのため性能は低くなってしまいますが、その分価格も1,500円と安価になっています。消費電力も小さくなるので、機能を限定した使い方に適しています。
Raspberry Pi 2
「Raspberry Pi 2」は上記2モデルの中間に位置する端末です。
「Raspberry Pi2 Model B」は、専用キットなども多く発売されているので、ラズベリーパイで何か作ってみたいという方におすすめです。
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の活用方法
デジタル百葉箱
ラズベリーパイでは、温度センサや湿度センサなどを活用することができます。ラズベリーパイを使って、気象観測のため野外に設置する「百葉箱」を作ることが可能です。
温度センサや湿度センサを使えば、気象予報で使われるアメダスのようなデータを取得することができます。もちろん遠隔でも動作します。
ラズベリーパイは様々なセンサをつなげることができるので、現実世界の様々なデータを取得するのに役立ちます。
身の回りのものを制御
ラズベリーパイに接続されている機器を、制御することも可能です。
例えばカメラとラズベリーパイを接続し、遠隔から画角を操作するなどもできるようになります。高度ではありますが、プログラムを組み、スマートスピーカーなどから音声で操作することも可能です。
機器の自動化
ラズベリーパイと人感センサーなどを組み合わせることで、人の動きを検知し、機器を自動で動かすことも可能です。
IoTデバイスからデータが取得できるので、その後そのデータを分析したり、活用することが可能である点が特徴的です。実際に農業分野では、畑の状態をモニタリングするなどのIoTデバイスも開発されています。
Webサーバー
ラズベリーパイは、Webサーバーとしての活用も可能です。
もちろん大型サービスを動かすほどのサーバーではありませんが、自宅でサーバーを立ててみるなどは可能なようです。
音楽プレイヤー
ラズベリーパイでMP3を再生することができ、音楽プレイヤーとして使うことも可能です。音楽プレイヤーを作るキットもあるので、初心者でも比較的簡単に作れるでしょう。
スマートスピーカー
ラズベリーパイでスマートスピーカーを自作することも可能です。
ラズベリーパイと学習リモコンのIRKitをを使い、家電の管理システムを開発することができます。この管理システムを通して、iPhoneに呼びかける音声で家電を操作することが可能になるのです。
携帯電話
ラズベリーパイ自体を携帯電話にしてしまうことも可能です。
ラズベリーパイの公式サイトには、携帯電話の作り方が掲載されています。通話のみ可能になりますが、携帯電話を一から自作するのは、プログラミングスキル向上にもつながるでしょう。
ゲーム機
ゲーム機の開発もラズベリーパイで行うことができます。
こちらも専用のキットが販売されています。
ラズベリーパイの活用方法はアイディア次第
ラズベリーパイは、いわば小さなコンピューター。
中身のソフトウェア次第で、その活用方法は無限大です。
開発に必要なモジュールやキットが豊富にあるため、アイディアを低コストで実現することが可能。個人でもスタートアップ企業でも、ものづくりを行うことができます。
ラズベリーパイはもともと教育用なので、プログラミングスキルがほとんどない人の学習ツールにもなり得ます。実際に手を動かし、開発しながら学ぶことが可能なので、学習効率も高まるでしょう。
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の登場で、IoT開発が身近になる
この記事では、以下の内容について解説しました。
- IoTを自作できるRaspberry Pi(ラズベリーパイ)とは
- Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の特徴
- Raspberry Pi(ラズベリーパイ)の種類
- Raspberry Pi(ラズベリーパイ)でできること
ラズベリーパイでどのようなIoTデバイスが自作できるのか、大まかな想像ができたのではないでしょうか。ラズベリーパイはまだ比較的新しいものですが、ビジネスの領域でも需要があり、これからさらにニーズが高まっていくと考えられます。
IoTデバイスは簡単なものでも、すぐに日常で使うことができます。作成キットも多数販売されているので、まずは興味のあるものを作ってみてはいかがでしょうか？
