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- 実際の活用事例を見たい
- 使い方がイメージできない
- ラズベリーパイって自分にも使いこなせる？
累計販売数が4,600万台を超え、世界的に人気のラズベリーパイ。しかし日本での認知度はまだ低く、知っている人は一部の愛好家に限られています。
ラズベリーパイの人気の理由はそのコストパフォーマンスの高さと汎用性にあります。手頃な価格でありながらコンピューターとしての基本的な機能を備えているため、学習用途やホビー用途だけでなく、産業用途にも利用可能です。
この記事では私が実際にラズベリーパイを使ってきた体験をもとに、おすすめの活用事例を9つ紹介します。
ラズベリーパイの基礎知識
ラズベリーパイは、スマートフォンなどと同じ種類のCPUが載っ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は、コンピュータを構成する部品を1枚の基板（ボード）に集約した製品のことです。
ラズパイにディスプレイやキーボードを接続すると、一般的なパソコンのような使い方ができます。
ラズベリーパイの特徴
ラズベリーパイと一般的なパソコンの違いについて解説します。
1.小型、軽量である
代表的なモデルであるRaspberry Pi 4の大きさは、クレジットカードと同等の56mm×85mmです。重さはわずか47g。この小ささを生かして場所を問わずに稼働させることができます。
2.高性能なのに低価格
「子どもたちにプログラミングを思う存分楽しんでほしい」という願いから、ラズベリーパイはイギリスのRaspberry Pi財団によって教育目的で開発されました。そのため、国や企業からの支援や寄付を受け、部品を低価格で調達できます。このような理由から、高性能ながらも低価格を実現しています。
主なモデルの性能と価格を以下の表にまとめました。
 Pi Zero WH |  Pi Zero 2W |  Pi 3 Model A+ |  Pi 4 Model B |  Pi 5 |  Pi 400 | |
| 詳細 | 詳細を見る | 詳細を見る | 詳細を見る | 詳細を見る | 詳細を見る | 詳細を見る |
| CPU | 1GHz | 1GHz | 1.4GHz | 1.5GHz | 2.4GHz | 1.8GHz |
| メモリ | 512MB | 512MB | 512MB | 1GB/2GB/4GB/8GB | 4GB/8GB | 4GB |
| 有線LAN | ー | － | － | 〇 | 〇 | 〇 |
| 無線LAN | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
| Bluetooth | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
| サイズ | 65×30mm | 65×30mm | 65×56mm | 85×56mm | 85×56mm | 286×122ｍｍ |
| 参考価格 (スイッチサイエンス) | 3,080円 | 3,190円 | 5,060円 | 1GB：7,040円 2GB：8,910円 4GB：10,670円 8GB：14,300円 | 4GB：11,550円 8GB：15,290円 | 14,190円 |
以下の写真は代表的なモデルであるRaspberry Pi 4 Model Bの外観です。
| SoC | Broadcom BCM2711 |
| CPU | Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz × 4（4コア） |
| GPU | 500MHz（2コア） |
| メモリ | 1GB、2GB、4GB、8GB LPDDR4-3200 SDRAM |
| 有線LAN | 1000 Base-T |
| 無線LAN | IEEE 802.11b/g/n/ac 2.4/5GHz |
| Bluetooth | Bluetooth 5.0 （Bluetooth Low Energy対応） |
| 最大消費電力 | 6.25W |
| 大きさ | 85 × 56 × 18ｍｍ |
| 重量 | 47g |
| 参考価格 （スイッチサイエンス） | 1GB：7,310円 2GB：8,690円 4GB：10,560円 8GB：14,190円 |
動作周波数1.5GHzのCPUを搭載したシリーズ最高スペックのRaspberry Pi 4。本体にはカメラコネクタやGPIOピン（汎用入出力端子）などさまざまなインターフェースが装備されています。ここに外部機器を接続して機能を大きく拡張することが可能です。
センサーやモーター、カメラなどラズパイに接続することのできるパーツは多数販売されています。
3.GPIOピンが付いている
ラズベリーパイの最も特徴的な部分であるGPIOピンについて解説します。
GPIOは「General Purpose Input/Output」の略で「信号の入力」と「信号の出力」が可能です。ここにLEDやセンサー等の電子パーツを接続すると、プログラミングで制御できるようになります。
チェックポイント
一般的には40本のピンをまとめてGPIOピンと呼ぶことが多いですが、正確には汎用入出力端子といいます。GPIOは汎用入出力端子の一種です。汎用入出力端子の種類はGPIOのほかに電源があります。
各ピンの配列は以下の通りです。
GPIOピンとパーツの接続には以下の写真のように、ジャンパワイヤと呼ばれる線を使います。
上記の写真ではラズベリーパイにサーボモーターを接続しています。
4.OSを自分でインストールする
ラズベリーパイにはOSが入っていません。自分でmicroSDカードにOSをインストールします。OSはラズベリーパイ公式ページから無料でダウンロード可能です。
OSのインストール方法は、以下の記事で詳しく解説しています。
≫ OSインストールから初期設定まで｜ラズベリーパイ セットアップ手順のすべて
ラズベリーパイで使うOSは複数から選択可能ですが、Windowsを使うことはできません。LinuxベースのRaspberry Pi OSを使うのが一般的です。
「Raspberry Pi OS」にはExcelのようなオフィスアプリやブラウザが入っており、Windowsに近い感覚で操作できます。日本語表示にも対応していますので直感的な操作が可能です。
ラズベリーパイの特徴について、以下の記事でさらに詳しく解説しています。
≫ 超小型PCラズベリーパイとは？【13の特徴を解説】
ラズベリーパイでできること【活用事例】
Twitterで「ラズパイを何に使っているのか」というアンケートを取ってみました。
- アンケート実施日：2022年4月8日
- アンケート方法：Twitterアンケート
- 投票数：110票
電子工作と回答した方が58.2％で1位でした。電子工作を簡単に説明すると、プログラミングで電子部品を操作することです。
この記事では電子工作関連の活用事例をメインに紹介します。
プログラミング学習
ラズベリーパイはプログラミング学習に最適です。人気のプログラミング言語Pythonが初めからインストールされているからです。ラズパイなら初心者にとってハードルが高い環境構築（PCをプロプラミングができる状態にすること）が不要です。
Pythonは人工知能やデータ分析をはじめとした様々な分野で使われている人気のプログラミング言語です。
ラズベリーパイにはあらかじめThonnyという開発環境（エディター）が用意されています。ここにPythonプログラムを書いて実行します。
Thonnyはシンプルな画面構成で初心者にも使いやすいエディターです。
ラズベリーパイでPyhtonプログラミングを始める方法について以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズベリーパイ入門】Pythonプログラミングの始め方
プログラミングで「ごみ出し通知アプリ」が作れる
Pythonを使えばLINEへメッセージを送信することができます。この機能を使って毎朝6時に今日は何のごみの日かを通知するアプリを作りました。
例えば「資源古紙、ペットボトル」の日であれば、以下のような通知が届きます。
Raspberry PiからLINEに自動メッセージを送る方法とごみ出しアプリの作り方を以下の記事で詳しく解説しています。
≫ Raspberry PiからLINEに自動メッセージを送る方法（活用事例あり）
スイッチ操作によりプログラムを起動する
GPIOピンに以下のようなスイッチ（タクトスイッチ）を接続すると、スイッチの状態をラズパイから読み取ることができます。
スイッチを利用すると、あらかじめ組んでおいたプログラムを実行できます。
スイッチを押したときにLINE通知させる
スイッチが押されたときに定型文をLINE通知するプログラムを組んでおけば、子供でも操作できる連絡用スイッチが作れます。
スイッチ操作によりプログラムを実行する方法について以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズベリーパイ入門】ボタン（タクトスイッチ）でプログラムを実行する方法
遠隔から家電を操作
ラズベリーパイと赤外線LEDを使えば、リモコン操作の家電を制御できます。また、Blynkというアプリを使えば、ラズベリーパイを遠隔から操作できるようになります。これらの技術を組み合わせることで、外出先から家電を操作できるようになります。
以下はBlynkで作成したアプリの画面です。ボタンを押すと、エアコンを暖房モードで運転したり、冷房モードで運転したりできます。
外出先からエアコンを操作する方法は、以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズパイIoT活用】Blynkで外出先からエアコンを操作しよう
センサーの活用
ラズベリーパイにセンサーを接続すると数値をモニタリングできるだけでなく、数値の高低を判断してモーターなどを動かすことができます。
僕が今まで使ってきた中で、おすすめのセンサーをまとめました。
本記事では超音波距離センサーについて解説します。
超音波距離センサーは、超音波が反射する時間を利用して非接触で距離を測定することができるセンサーで、物体～センサーまでの距離を測定することができます。
写真に写っているセンサーHC-SR04の測定範囲は2～400cmです。
超音波距離センサーの使い方について詳細のは以下の記事で解説しています。
≫【電子工作入門】ラズベリーパイで超音波距離計を作る
超音波距離センサーと透過型ディスプレイを使って、前方の物体との距離を「スカウター風に」表示する作品を作ってみました。
サーボモーターを制御する
サーボモーターは所定の角度まで回転できるモーターです。角度はプログラミングにより指定します。
ラズベリーパイのGPIOピンに接続後、プログラムを実行してモーターを動かします。
サーボモーターの操作方法は以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズベリーパイ入門】サーボモーターを制御する方法
サーボモーターでスイッチを操作する
サーボモーターでお風呂の「お湯はりボタン」を押してみました。サーボモーターは両面テープで取り付けています。
スマートフォンなどから遠隔操作することも可能です。
スマートロック
サーボモーターの活用幅は広いです。スマートロックも作れます。
灰色のパーツは3Dプリンターで作成しました。
自動開閉ゴミ箱
サーボモーターと距離センサーを組み合わせて、人が近づいたときに自動でゴミ箱のふたが開くようにできます。
距離センサーの値が閾値より小さくなったらサーボモーターを動かすというプログラムを組んでいます。
マイクを追加して音声で操作
音声認識でサーボモーターを動かすこともできます。
音声を入力するためのマイクは下記のものを使用しています。小型で使いやすいです。
湿度計(アナログメータ)
サーボモーターの活用方法は物を動かすことだけではありません。メーターなどの表示器として利用可能です。
カメラの活用
ラズベリーパイでは２種類のカメラが利用可能です。
- カメラモジュール
- USBカメラ
カメラモジュールは専用のケーブル（リボンケーブル）で接続するタイプのカメラで、Raspberry Pi公式カメラなどがあり、いろいろなメーカーから発売されています。また、一般的なUSB接続のカメラも利用することができます。
カメラを使った活用事例を紹介します。
監視カメラ
ラズベリーパイはほとんどのモデルでWi-Fiが使えるため、無線で監視カメラシステムの構築ができます。
防犯用だけでなく、子供やペットの見守りカメラとしても利用可能です。
ラズベリーパイでカメラを使う方法について以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズベリーパイ入門】監視カメラの作り方｜Python使用
不審者通知システム
カメラと電子工作を組み合わせると、より高度なシステムが作れます。例えば、センサーが反応したときにカメラを撮影するというプログラムを組めば、不審者通知システムとして利用可能です。
人感センサーが反応したとき、カメラ画像をLINE通知する方法について以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズベリーパイ入門】監視カメラの作り方｜Python使用
顔認識
プログラミング言語Pythonを使えば、顔認識などのAIカメラも手軽に作れます。PythonはAIが得意分野だからです。例えば、カメラ映像の中から人の顔を探して赤い四角で囲むといったことも、プログラムをコピペするだけで実装できます。
ラズベリーパイの魅力は拡張性の高さです。例えば、顔を認識したときにLEDを光らせたり、画像を撮影してメール通知することもできます。
QRコード読み取り
カメラを使ってQRコードを読み取ることもできます。QRコードにはテキストデータを入れることができるので、特定のデータだったらモーターを動かすなど、プログラムを自由に組めます。
表示装置の制御に活用
ディスプレイなどを活用して、さまざまな情報を発信するための仕組みをデジタルサイネージをいいます。デジタルサイネージは広告をはじめ、ニュースや気象情報などを提供する手段として有効です。
ラズベリーパイはデジタルサイネージの制御に適しています。理由は以下の通りです。
- コンパクト
- 低価格
- 低消費電力
- インターネットに接続できる
- Wi-Fiが使える
- 入出力インターフェースが豊富
デジタルサイネージの活用事例を紹介します。
液晶ディスプレイを使う
ラズベリーパイはHDMIが使えるので、液晶ディスプレイと簡単に接続できます。回転ずしチェーンの「くら寿司」でラズパイが使われていることが有名です。
Azicoreさんという方のサイネージ作品が素晴らしいので紹介します。お子様のために「アナログ時計の読み方」を練習するためのサイネージを作った事例です。
HTMLやCSSを使って作成したウェブページを、ブラウザで表示させています。
ラズベリーパイはディスプレイの背面に貼り付けて使用しているそうです。
時計サイネージの作り方について以下の記事で詳しく解説されています。
≫ Raspberry Piで子供用に時計サイネージを作ってみた
円形ディスプレイを使用
ラズベリーパイ専用の円形ディスプレイを使用して、カスタマイズ可能な表示を作れます。指定したYouTube動画をリピート再生することもできます。以下のようなライブカメラの映像を表示しておけば、自宅に非日常な空間を演出できることでしょう。
透明ディスプレイを使う
向こう側が透けて見える透明ディスプレイは、ラズパイから制御可能です。サイズはコンパクトで1色しか表示できませんが、何を表示しても近未来的な作品が完成します。
文字だけでなく、画像やグラフも表示できます。
透明ディスプレイには、つい見とれてしまう魅力があります。詳細は以下の記事で解説しています。
電光掲示板を使う
新幹線などで見かける電光掲示板はラズベリーパイでも制御できます。ラズベリーパイはインターネットに接続できるため、プログラミングで天気予報を取得して表示可能です。
上記の電光掲示板は縦横に組み合わせて、1枚の掲示板として利用できます。つまりパネルを複数購入すれば、大型の電光掲示板が作成可能です。
電子ペーパーを使う
電子ペーパーは液晶やLEDと違い、表示している間は電力を消費しません。電子ペーパーの仕組みはAmazonの電子書籍端末であるKindle Paperwhiteで利用されています。
上記の電子ペーパー情報スタンドはねとらぼさんに取り上げていただきました。
電子ペーパーは以下の特徴があります。
- 表示更新時以外は電力を消費しない
- ラズベリーパイから取り外しても表示が継続する
- 明るい場所でもはっきり見える
- 暗い場所では見えない
AIを組み込む
話題の文章生成AIであるChatGPT。このChatGPTは、APIが提供されており、ラズパイを用いたプログラミングにより、自動制御も容易に実現可能です。ChatGPT APIを駆使すれば、ラズパイのようなコンパクトなデバイスにAIを搭載することができます。
ラズベリーパイでChatGPTを使う方法について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫ 次世代の電子工作！Raspberry PiとChatGPTのコラボ作品集
ロボットを作る
今回紹介してきた「できること」を複数組み合わせることで、ロボットのような高度な作品が作れます。以下の写真はクモのような歩き方が特徴的な６足歩行ロボットです。
中央に搭載されたラズベリーパイで動きをコントロールします。それぞれの足にサーボモーターが3つずつ配置されており、関節の役割を果たしているため、リアルな動きが再現できます。
上記のロボットで使用している電子パーツは以下の通りです。
- サーボモーター
- カメラ
- 距離センサー
- 加速度センサー
- LED
ロボットをゼロから作るのは難しいです。上記のようなキットを活用すれば、初心者でも手軽にロボット制作を楽しめます。
６足歩行ロボットの作り方について以下の記事で詳しく解説しています。
≫【Raspberry Pi ロボットキット】Freenove Big Hexapodレビュー
ラズベリーパイで使えるキット
初心者の方は自分の興味のあるキットを購入するのがおすすめです。楽しみながらラズパイや電子部品の扱いに慣れることができるからです。
ラズベリーパイを組み合わせて使用するためのキットは多数販売されています。
| 特徴 | 参考価格 | 詳細 | |
 RasPad3 | ラズベリーパイをタブレットとして使えるキット | 23,998円 | 詳細を見る |
 ElectroCookie | スタイリッシュなデザインのケース | 3,999円 | 詳細を見る |
 Pironman | カスタマイズ性の高いラズパイケース | 9,980円 | 詳細を見る |
 Pidog | 5種類のセンサーを搭載した 犬型ロボット | 25,900円 | 詳細を見る |
 Big Hexapod | 遠隔操作可能 多機能なクモ型ロボット | 19,980円 | 詳細を見る |
 Raphael Kit | 電子工作を始めるのに必要なパーツがすべて入っているキット | 7,360円 | 詳細を見る |
上記の商品はマニュアルやサポートが充実しており、初心者でも扱いやすいキットです。
電子工作は難しくありません
電子パーツをラズベリーパイに接続して制御することを電子工作と呼びます。「電気のことはよくわからない」と思う方も多いかもしれませんが、初めてみるとすぐに慣れます。
僕も全くの未経験でしたが、実際に手を動かしながら学びました。
最初はLEDを光らせるなど簡単な工作から始めるのが一般的です。たとえ単純な動作であっても、思い通りに動かせた時の達成感はやみつきになることでしょう。
「はんだ付け」ができなくても電子工作はできる
上記ような電子パーツを組み合わせて、回路を作っていきます。ブレッドボードを使うと、ジャンパワイヤーの両端の「ピン」を、ブレッドボートの穴に差すだけで部品間を電気的に接続することができます。接続を間違えたとしても、何度でもやり直しができるので、初心者でも安心して工作を楽しむことができます。
電子工作なら格安なPicoシリーズがおすすめ
Raspberry PiシリーズにはマイコンボードのPicoが存在します。Picoは通常のラズパイのようにOSを動かすことはできませんが、電子パーツを制御するようなシンプルな用途に向いています。
| 参考価格 | Wi-Fi機能 | ピンヘッダー | 詳細 | |
 Rapberry Pi Pico | 792円 | － | － | 詳細を見る |
 Raspberry Pi Pico H | 979円 | － | 〇 | 詳細を見る |
 Raspberry Pi Pico 2 | 990円 | － | － | 詳細を見る |
 Rspberry Pi Pico W | 1,353円 | 〇 | － | 詳細を見る |
 Raspberry Pi Pico WH | 1,496円 | 〇 | 〇 | 詳細を見る |
Picoシリーズは千円前後で購入できるため、電子工作の入門用デバイスとしておすすめです。
Raspberry Pi Picoの詳細は、以下の記事で詳しく解説しています。
≫【レビュー】Raspberry Pi Picoは何ができる？ピコとラズパイ 5つの違いを初心者向けに徹底解説
ラズベリーパイの学習方法
この他にもラズベリーパイでできることは、紹介しきれないくらいあります。もっと作例が知りたいという方はRaspberryPi -Qiitaをご覧ください。
ラズベリーパイを始めてみたいけど、どうやって使い方を学んだらいいのかわからないという方のために学習方法を紹介します。
ラズベリーパイをYouTubeで学ぶ
完全初心者がラズパイがどんなものかを理解するにはYouTubeが最適です。音声と映像によりできることをイメージしやすいからです。
ラズベリーパイをYouTube動画で学びたい方はITエンジニアもりしーの動画がおすすめです。
ブログでラズベリーパイを学ぶ
ラズベリーパイの情報を学ぶ方法として、ブログで調べるという手段もあります。
基本はGoogle検索などで「ラズベリーパイ」+「やりたいこと」で検索して自分の知りたい情報を探します。
ブログは無料で閲覧でき、筆者が実際に試した経験をもとに実用的で役立つ情報を提供しています。また、初心者向けから上級者向けまで幅広いトピックが扱われており、自分のスキルレベルに合った情報を見つけやすいのも特徴です。
しかし、デメリットもあります。それは情報が不足している場合が多いことです。多くのブログは個人が趣味の範囲で発信しているケースが多く、詳細な説明や正確なデータが不足していることがあるからです。このため、信頼性や情報の網羅性に欠ける場合があり、正確な情報を得るためには複数のソースを確認する必要があります。
ラズベリーパイを本で学ぶ
本は有料ですが情報の量が多く信頼性も高いというメリットがあります。本の中で出てくるプログラムは出版社のサイトからダウンロード可能というものが多いです。
OSのバージョンやモデルにより使用方法が異なるため、できるだけ発売日が新しい本を選ぶのが良いでしょう。
ラズベリーパイを学ぶのにおすすめの本を以下の記事で詳しく解説しています。どの本を選んだらいいかわからない方は参考にしてください。
≫【2022年版】ラズベリーパイおすすめの本
まとめ
ラズベリーパイは、本体、周辺機器、電子部品を揃えると1万円前後の初期投資が必要となります。しかし、趣味にもスキルアップにも役立つ素晴らしいアイテムです。
興味を持っていただけた方はぜひ一緒にラズパイを楽しみましょう。
ラズベリーパイを初めて買う方のために、購入方法を詳しく解説した記事を書きました。よろしかったらご覧ください。
≫【ラズベリーパイ通販】おすすめショップ９選と価格比較｜購入方法完全ガイド