【初心者必見】ラズベリーパイできること!活用事例7選 面白い使い方を紹介

【初心者必見】ラズベリーパイできること!活用事例7選 面白い使い方を紹介

・ラズベリーパイって自分にも使いこなせる?

・使い方がイメージできない

・実際の活用事例を見たい

こういった疑問に答えます。

累計販売数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低く、一部の愛好家にしか広まっていません。教育や趣味だけでなく、ビジネスでも活用できるラズパイの魅力を知らないのはもったいないです。

この記事では僕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紹介します。本記事を最後まで読むと、ラズベリーパイの活用アイディアがイメージできるはずです。

この記事の結論

ラズベリーパイを使えば、玄関のカギを遠隔から操作するといった機能を持つ独自の装置が作れます。僕はラズベリーパイを始めて生活満足度が確実に上がりました。

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。

そぞら
そぞら

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

ラズベリーパイのサイズ

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。以下の写真のように、壁に貼り付けて使用することも可能です。

ラズベリーパイを壁に貼り付けて使用する実例

あらかじめラズベリーパイで電子パーツを動かすプログラムを組んでおくと、電源が入ったときに自動でプログラムを実行する設定ができたり、Wi-Fi経由の操作でプログラムを実行できたりします。

2.高性能なのに低価格

ラズベリーパイは英国のラズベリーパイ財団により教育目的で開発されました。「子ども達に思う存分プログラミングを楽しんでほしい」という願いで作られているため、高性能・低価格が実現しています。

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 4 Model B
Pi 400
詳細詳細を見る詳細を見る詳細を見る詳細を見る
CPU 1GHz 1GHz 1.5GHz 1.8GHz
メモリ 512MB 512MB 2GB/4GB/8GB 4GB
有線LAN
無線LAN
Bluetooth
サイズ 65×30mm 65×30mm 85×56mm 286×122mm
参考価格
(スイッチサイエンス)
2,530円 2,728円 2GB:8,360円
4GB:9,702円
8GB:13,090円
12,100円
Raspberry Pi主要モデルスペック

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。

Raspberry Pi 4 Model Bの外観
SoCBroadcom BCM2711
CPUCortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz × 4(4コア)
GPU500MHz(2コア)
メモリ2GB、4GB、8GB
LPDDR4-3200 SDRAM
有線LAN1000 Base-T
無線LANIEEE 802.11b/g/n/ac
 2.4/5GHz
BluetoothBluetooth 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
2GB:8,360円
4GB:9,702円
8GB:13,090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。メモリは2GB、4GB、8GBの中から選択可能です。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

そぞら
そぞら

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。

ラズベリーパイのGPIOピン
40本のGPIOピン

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、スイッチ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。

GPIOピンに電子部品を接続する実例

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。

ラズベリーパイのOSをインストールする作業の流れ

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。
≫ラズパイの始め方、OSのインストールから初期設定まで

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。

ラズベリーパイのデスクトップ画面

「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】

そぞら
そぞら

ラズベリーパイの基礎知識を動画で学びたい方は、ITエンジニアもりしーさんの動画がおすすめです。

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。

ラズベリーパイを用いた電子工作の図解

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。

そぞら
そぞら

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の操作方法

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

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。

ラズベリーパイとスイッチの接続方法

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

プログラミング言語Pythonを使えば、LINEへメッセージを送信することができます。

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

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。

おすすめセンサー4選

今回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の使用例

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

サーボモーターを制御する

サーボモーター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。

サーボモーターの解説

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。

ラズベリーパイに接続できるカメラの種類

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。

カメラが顔を認識したときにLEDを点灯させた事例

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。

デジタルサイネージとして活用

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

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。

こちら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

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

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。

そぞら
そぞら

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

電子工作でよく使うパーツ

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

ブレッドボードの使い方の図解

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ブログで調べるという学習方法もあります。

そぞら
そぞら

基本はGoogle検索などで「ラズベリーパイ」スペース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。

メリットは無料であることと、公開しているプログラムをすぐにコピーアンドペーストできることです。デメリットは情報が不足している場合が多いことです。なぜなら個人が趣味の範囲で発信しているケースが多いためです。

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て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。

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

最後までご覧いただきありがとうございます!

ラズベリーパイは、本体、周辺機器、電子部品を揃えると1万円くらいの初期投資が必要となります。しかし、趣味にも仕事にも大活躍する素晴らしいアイテムです。少しでも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

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