【ラズベリーパイとは?】Raspberry Piの特徴を初心者向けに解説

【ラズベリーパイとは?】Raspberry Piの特徴を初心者向けに解説
  • ラズベリーパイが何か簡単に教えてほしい
  • 超小型のメリットって何?
  • 普通のパソコンとの違いが知りたい

累計販売数が4,600万台を超え世界的なヒット商品であるラズベリーパイ(通称:ラズパイ)。しかし、日本での知名度は低く、ラズベリーパイといえば食べ物を想像する人がほとんどでしょう。

僕はラズベリーパイでさまざまな電子工作の作品を作ってきました。仕事でもラズパイを導入して、業務の効率化に役立てています。

そぞら
そぞら

当記事ではラズベリーパイの特徴について、18の視点から解説しています。

この記事を読めば、ラズベリーパイがヒット商品になった理由がわかるはずです。

チェックポイント

ラズベリーパイはただの小型パソコンではありません。ラズパイの強みは、さまざまな外部パーツをつないで機能を無限に拡張できることです。

以下の動画ではラズベリーパイでできることが簡潔にまとめられています。

ラズベリーパイの特徴

ラズベリーパイはすごく簡単に言うと、基板むき出しの超小型コンピューターです。ディスプレイやテレビと接続することで、パソコンとして利用できます。

ラズベリーパイはシングルボードコンピューター

ラズベリーパイはシングルボードコンピューターと呼ばれる製品の一種です。シングルボードコンピューターとはCPUや端子などの部品を1枚の基板(シングルボード)に搭載したものです。普通のパソコンのようにOS(オペレーティングシステム)が起動し、インターネットの利用や文書作成などができます。

ラズベリーパイの外観
Raspberry Pi 4

基板上に配置された多数の端子に周辺機器をつないで使用します。

ラズベリーパイに外部機器を接続している様子

ラズベリーパイには40ピンの端子があります。この端子を使えばLEDやセンサー、モーターなどのさまざまな電子部品を接続して制御することが可能です。

電子工作の基本操作の図解

ラズベリーパイの重量は47g

代表的なモデルであるRaspberr Pi 4の重さはわずか47gです。

ラズベリーパイは軽量かつ小型なので設置の自由度が高く、壁に設置して運用することもできます。

インターフォン自動応答ロボット

上記の写真ではラズベリーパイを「インターフォン自動応対ロボット」として活用しています。動作内容は以下の通りです。

  1. インターフォンのチャイムをUSBマイクで検知
  2. サーボモーターで通話ボタンを押す
  3. スピーカーでメッセージをしゃべらせる
  4. サーボモーターで通話ボタン押して通話終了

ラズベリーパイを使えば、音声合成やセンサーといった難しそうな技術でも、おもちゃを作るような感覚で気軽に楽しめます

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。2012年の発売以来、さまざまなモデルが登場しています。数千円~1万円前後で購入可能です。

参考価格特徴詳細

Raspberry Pi
Zero WH
2,838円フリスクサイズ
低スペック
詳細を見る

Raspberry Pi
Zero 2W
2,948円フリスクサイズ
ピンヘッダー別売り
詳細を見る

Raspberry Pi 3
A+
4,180円低価格・高性能詳細を見る

Raspberry Pi 4
2GB:8,800円
4GB:10,450円
8GB:14,080円
クレジットカードサイズ
高スペック
詳細を見る

Raspberry Pi 400
13,200円キーボード一体型
高スペック
詳細を見る

ラズベリーパイ財団は組織の特性上、国や企業から出資や寄付を受けています。さらに部品を格安で調達できるため、低価格が実現しています。

ラズパイが安い理由は以下の動画で詳しく解説されています。

低価格だから「コンピュータの中身」に手を出せる

ラズベリーパイは低価格なので、故障を気にせず攻めた使い方ができます。例えば一般的なパソコンではためらってしまうような「設定ファイル」の変更も気軽にできます。設定ファイルはOS(オペレーティングシステム)の設定などの情報が格納されたファイルです。

設定ファイルに不備があると、コンピュータが起動しなくなることも・・・

ラズベリーパイは最悪起動しなくなってもSDカードを初期化すれば、またゼロから始められます。

一般的なパソコンを毎日使用していても、設定ファイルの存在を意識する機会は少ないです。自分の手で設定ファイルを変更するという体験を通して、コンピュータが動く仕組みへの理解が深まります。

生産国はイギリス・日本・中国

ラズベリーパイの製造はelement14が請け負っており、イギリスや日本、中国などの工場で生産されています。

日本ではソニーの工場で生産されていることが有名です。

名前の由来がロマンティック

ラズベリーパイのラズベリーは果物のラズベリーです。かつてのコンピューターは果物の名前を付けるのが一般的でした。ラズベリーパイは、あえて昔のコンピュータを連想させる名前が付けられています。そして、パイはプログラミング言語Pythonのパイです。

昔のコンピューターを連想させる名前が付けられた理由は、開発の背景と密接な関係があります

教育目的で開発

ラズベリーパイはコンピューター教育で利用するために開発されました。

子供たちが生身のコンピューターに触れる機会は減っている。昔のようにプログラミングを思う存分楽しめるコンピューターを作りたい

ラズベリーパイ財団の創業者Eben Upton氏の熱い想いにより、ラズベリーパイは誕生しました。

すぐにプログラミングが始められる

一般的なパソコンではプログラミングができる環境を整えるのが大変です。しかしラズベリーパイはプログラミングを始めるための準備が不要です。あらかじめインストールされたThonnyというソフトを開けば、すぐにプログラムを作成して実行できます。

Thonnyの画面

ラズベリーパイで使えるプログラミング言語は以下の通りです。

  • Python
  • Java
  • Scratch
  • Wolfram
  • C
  • C++
  • ruby

CPUのメーカーはARM

ラズベリーパイはARM社のCPUが採用されています。ARMはスマートフォンやタブレットなどに使われているCPUです。ARMは以下の特徴があります。

  • 小型
  • 省電力
  • 性能は低い

上記の特徴はまさにラズベリーパイの特徴そのものといえます。

消費電力が少ない

ラズベリーパイは電力消費量が少ないため、サーバーなどの用途で連続稼働させるのに適しています。各モデルの消費電力は以下の通りです。

消費電力

Raspberry Pi 4
3.00W

Raspberry Pi
Zero 2W
1.75W

Raspberry Pi
Zero WH
0.75W
データの引用元:Raspberry Pi財団

一般的なデスクトップパソコンの消費電力は50〜150W(データ引用元:イーデス)。プログラムを常時動かすような用途であっても、消費電力が1/10以下のラズパイを使用すれば大幅な節電効果が見込めます

教育、産業、ホビーで活躍

ラズベリーパイはさまざまな場面で活躍しています。教育分野でも用いられており、工業高校や大学の授業でラズパイが登場するそうです。産業分野では、工場の自動化などに使われているほか、回転すしチェーンの「くら寿司」で活用されていることが有名です。

くら寿司でのラズベリーパイを用いた「会計自動化システム」について、以下の記事で詳しく解説されています。
TensorFlow 事例 : Coral を⽤いて回転寿司の会計を⾃動化するくら寿司

ホビー分野においても、ラズパイは電子工作愛好家から絶大な支持を受けています。インターネット上にもさまざまな作例が公開されており、見てるだけで楽しくなります。

上記の作例は物体が近づいたことを検知して自動でふたが開くゴミ箱です。超音波距離センサーで上方向の距離を測定。センサーから30cm以内にゴミが接近すると、サーボモーターが回転してふたを開ける仕組みです。

モデルの選択肢が豊富

ラズベリーパイはさまざまな種類があります。大きく分けると、基盤むき出しのシングルボードコンピューター型とキーボードに基盤が内蔵されているキーボード一体型に分類されます。キーボード一体型はRaspberry Pi 400の一種類です。

シングルボードコンピューター型は基板サイズにより、Zero、Model A、Model Bに分類されます。

豊富なラインアップの中から、使うシーンや予算に合わせて最適なモデルが選べます。

チェックポイント

2023年1月現在、半導体不足の影響により、多くのモデルが入手困難な状況となっています。

主要なモデルのスペックを以下にまとめました。



Pi Zero WH

Pi Zero 2W

Pi 3 Model A+

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詳細を見る
CPU 1GHz 1GHz1.4GHz 1.5GHz 1.8GHz
メモリ 512MB 512MB512MB 2GB/4GB/8GB 4GB
有線LAN
無線LAN
Bluetooth
サイズ 65×30mm 65×30mm65×56mm 85×56mm 286×122mm
参考価格
(スイッチサイエンス)
2,838円 2,948円4,180円 2GB:8,800円
4GB:10,450円
8GB:14,080円
13,200円
Raspberry Pi主要モデルスペック

ラズベリーパイの選び方について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫【初心者におすすめ】失敗しないラズベリーパイ入門機の選び方

microSDカードがストレージ

ラズベリーパイには内部ストレージがありません。市販のmicroSDカードをストレージとして使用します。

コンピューターを動かすためのベースとなるOS(Operating System)も、microSDカードにインストールします。このため、ラズベリーパイを使用する前にはOSをmicroSDカードにインストールする作業が必要です

OSを自分でインストールする

ラズベリーパイは市販のmicroSDカードにOS(Operating System)をインストールして使用します。Raspberry Pi OSというLinuxベースのOSを使うのが一般的です。

Linuxとは

Linuxは世界中で広く使われているOSです。サーバーやスマートフォンなど、さまざまなデバイスで使われています。テキストエディタやWebブラウザなど、日常的に使うさまざまなツールが標準で付属しており、すぐに使い始めることができます。

また、非常に多くのプログラムやアプリケーションが公開されており、無料でインストールして使うことができるのが特徴です。

Raspberry Pi OSのメインメニュー
Raspberry Pi OSのデスクトップ画面

Raspberry Pi OSはラズベリーパイ公式OSとして無料で提供されています。Windows OSに近い感覚で操作できるので、初心者でも扱いやすいOSです。

Raspberry Pi OSの特徴について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫「Raspberry Pi OS」とは?特徴や種類・選び方を解説

ラズベリーパイの仕組みがわかればコンピューターが理解できる

OSを自分で用意することは「教育用のコンピューター」として大きな意味があります。OSはコンピューターを動かすための根幹となるソフトウェアだからです。普通のパソコンは手元に届けばすぐに起動できる便利さの反面、OSの存在すら意識することはないでしょう。ラズパイは起動するまでの設定作業の中にも多くの学びがあります

コネクターが豊富

代表的なモデルであるRaspberry Pi 4のコネクターを以下にまとめました。

小さな基盤の周囲にギッシリと並んだコネクター。これらがラズパイ活用の幅をグンと広げています。

専用のカメラモジュールを接続すれば、監視カメラやAIカメラとして利用できます。

ラズベリーパイでカメラを活用する方法について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫【ラズベリーパイ】監視カメラの作り方|Pythonでカメラモジュールを自在に操作

ラズベリーパイでできることを以下にまとめました。

ラズベリーパイでできることの図解

ラズベリーパイを使ってできることについて、以下の記事で詳しく解説しています。
≫ ラズベリーパイできること!活用事例5選

電子工作に便利なGPIOピン

電子工作とはLEDやモーター、センサーなどの電子パーツを組み合わせて独自の作品を作ることです。

例えば、人感センサーが反応したときにモーターを動かして照明のスイッチを付けるといった作品が作れます。

ラズベリーパイにはGPIOピンと呼ばれる40本のピンが付いています。

GPIOピンの写真

GPIOピンに電子パーツを接続すると、プログラミングで操作できるようになります。

GPIOピンに人感センサーを接続した写真

人感センサーは近くに人がいるかどうかを検知できます。人がいるといきにはセンサーからの信号がオンになり、人がいなくなると信号はオフになります。この信号をラズパイで読み取り、信号がオンのときに実行させたい動作をプログラミングするイメージです。

GOIOピンに接続できる電子パーツを以下にまとめました。

  • LED
  • センサー
  • GPSモジュール
  • モーター
  • 小型ディスプレイ
  • スイッチ

Wi-Fiが使える

ラズベリーパイはほとんどのモデルでWi-Fi(無線LAN)が使えます。インターネットに接続できるだけでなく、Wi-Fiを利用した便利な使い方ができます。それは、VNC(Virtual Network Computing)という仕組みを利用して、ラズパイを別のパソコンから遠隔操作する使い方です。

VNCの使用例の図解

VNCを利用するメリットは、ディスプレイやキーボードなどを接続しなくてもラズパイを操作できることです。Wi-Fiが繋がる場所であれば、別の部屋にあるラズパイを遠隔操作できます。

Bluetoothが使える

ラズベリーパイではほとんどのモデルでBluetoothが扱えます。キーボードなどのBluetooth対応製品が使えるだけでなく、Bluetoothを利用した電子工作が楽しめます。

例えば、ゲーム機「Switch」のコントローラー「Joy-Con」はBluetooth通信を利用しています。ラズベリーパイとペアリングすれば、ボタンを押したときの信号を読み取れます。

ボタンの信号を受信したときにモーターを動かすプログラムを組めば、ラジコンも作れます。

ラズベリーパイは電子パーツショップやAmazonで購入できる

ラズベリーパイは一般的な家電量販店では取り扱っていません。東京の秋葉原のような電気街にある電子パーツショップまたはAmazonで販売されています。近くに電子パーツショップがないという方は通販の利用がおすすめです。通販でラズベリーパイが購入できるショップを以下にまとめました。

ショップ名 詳細 ネコポス 宅配便 送料無料金額 支払方法
秋月電子通商ショップページを見る佐川急便:500円
ヤマト運輸:600円
11,000円以上クレカ
代引き
振込
KSY ショップページを見る 550円 11,000円以上 クレカ
代引き
振込
スイッチサイエンス ショップページを見る200円 650円 小型 3,000円以上
宅配便 8,000円以上
クレカ
代引き
振込、PayPal
共立エレショップ ショップページを見る 280円 550円(本州/四国/九州)
1,080円(北海道/沖縄
7,500円以上 クレカ
代引き
振込
千石電商 ショップページを見る 350円 660円 10,000円以上 クレカ
代引き
振込、コンビニ
マルツ ショップページを見る 385円 550円 3,300円以上 クレカ
代引き、振込
コンビニ、ペイジー
Amazonショップページを見る350円2,000円以上クレカ
振込
代引き
コンビニ等

ラズベリーパイの取り扱いショップや購入方法について、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

ラズベリーパイのデメリット

残念ながらラズパイは万能なマシンではありません。ここからはラズパイのデメリットについて解説します。

そぞら
そぞら

特性を理解して使用すれば、ラズパイの魅力を最大限に引き出せます。

ラズベリーパイの性能は値段相応

ラズベリーパイはほとんどのモデルが数千円~1万円前後で購入できます。高性能・低価格で有名なラズパイ。しかし、実際に使ってみると、上位モデルであるRaspberry Pi 4でもパワー不足を感じることがあります。主要モデルの起動時間をまとめました。

モデル名参考価格起動時間

Raspberry Pi Zero WH
2,728円2分29秒

Raspberry Pi 4 4GB
10,450円50秒

Raspberry Pi 400
13,200円38秒

ラズベリーパイは普通のパソコンとほぼ同じことができます。とはいえ、さまざまな作業をラズパイ1台でこなすのはスペック的に厳しいです。僕はプログラミングや電子工作など、ラズパイならではの使い方を推奨します。

ラズパイならではの使い方について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫ ラズベリーパイできること!活用事例5選

入手性が悪い

出典:スイッチサイエンス

2023年1月現在、ラズベリーパイは入手困難な状況になっています。2021年頃より店頭から姿を消し、転売業者による高額販売も問題になっています。

ラズベリーパイが品薄になっている理由

コロナ渦におけるサプライチェーンの寸断により、ラズベリーパイの生産台数は減少。さらに近年では産業分野での需要が急増しており、一般ユーザーには入手しにくい状況が続いています。

2022年4月4日に公開されたEben Upton氏のブログで、ラズパイの流通状況について語られています。内容を要約して以下にまとめました。

  • Raspberry Pi 4のチップは入手しやすい
  • 現在のラズパイ不足の原因は供給不足ではなく需要の増加によるもの
  • 転売対策のため購入制限を実施している
  • 個人よりも企業に優先して供給している
  • Raspberry Pi 400Raspberry Pi Picoの在庫は安定している

ラズベリーパイの供給に関する最新情報を以下の記事にまとめています。
≫ ラズベリーパイの品薄はいつまで続く?在庫切れに関する最新情報まとめ

壊れやすい

ラズベリーパイは安価で手軽に導入できる反面、普通のパソコンよりも壊れやすいです。取り扱いには注意が必要です。

故障の主な原因はmicroSDカード

ラズベリーパイはmicroSDカードをストレージとして利用しています。

そぞら
そぞら

microSDカードが壊れると起動できなくなります。

この場合、microSDカードを初期化するか新品にすれば再度使用できますが、データーは復元できません。microSDカードの故障トラブルを回避するために以下の対策が必要です。

  • microSDカードは信頼できる製品(メーカー)を選ぶ
  • 正しい手順でシャットダウンする(SDカード書き込み中にシャットダウンすると壊れる)
  • 定期的にデータのバックアップを取る

microSDカードなど、周辺機器の選定方法について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫【失敗しない】ラズベリーパイに必要な周辺機器の選び方

故障リスク軽減のためにケースを利用

そぞら
そぞら

ラズベリーパイは子供が使用することを想定しており、丈夫に作られています。

とはいえ、基盤むき出しのまま使用すれば、思いがけずに破損させるリスクがあります。また、金属接触や静電気によるショートも故障原因のひとつです。これらのリスクを回避するため、別売りのケースに入れて使用することをおすすめします。

ラズベリーパイをケースに入れて使用している様子

ラズベリーパイ用のケースはさまざまなメーカーから発売されており、デザインも豊富です。お気に入りのケースをゲットすれば、ラズパイ生活が一層楽しくなることでしょう。

以下のような個性的なデザインのケースもあり、選ぶ楽しさを提供してくれます。

ゲーミングPC風デザインのケース「PIRONMAN」

周辺機器の選定が面倒

ラズベリーパイは基板だけで販売されています。単品で購入しても起動すらできません。ラズベリーパイを起動するために最低限必要な周辺機器を以下にまとめました。

  • パソコン(カードリーダーが必要)
  • HDMI対応ディスプレイ(テレビでも可)
  • microSDカード(8GB以上 CLASS10)
  • ACアダプター
  • USBマウス
  • USBキーボード
  • HDMIケーブル

ラズベリーパイとディスプレイを接続するためのHDMIケーブルは、種類が多くて特に間違えやすいです。

ケーブルの種類など、必要な周辺機器はモデルにより異なります。ラズパイを始めるうえで必要な周辺機器について、以下の記事で詳しく解説しています。
≫【失敗しない】ラズベリーパイに必要な周辺機器の選び方

初めてラズパイを購入する方は、必要な周辺機器がセットになったスターターキットを購入するのがおすすめです。

ラズベリーパイはアイディアを形にできるコンピューター

電子ペーパーを用いた情報スタンド

ラズベリーパイで使用できる部品は非常に多く、作例もネット上に多数存在します。それらをパズルのように組み合わせて、さらに独自性の高い作品を作ることも可能です。

IoTブームの今、「時代にマッチした趣味」として、ラズベリーパイの扉を開いてみませんか?

そぞら
そぞら

子供のころに戻ったようなワクワクに出会えるはずです。

当ブログでは、ラズベリーパイ電子工作の始め方を体系的に解説しています。ラズパイを実際に使ってみたい方はぜひご覧ください。

コメント一覧

たもつ

やっぱ消費消費電力が少ないから自宅の
簡易ファイルサーバにもってこいかな?

音楽サーバもソフトが出てるしハードで
音質も高品質に出来るキットが出てるから
そこそこいい音で楽しめる。

何かを制御するのもGitにドライバがUPされてるから
大概の事が簡単に出来ちゃうから逆に
何をしていいか迷っちゃう

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