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内容紹介
本書では、ラズパイがまったく初めての人でも取り組めるように、ラズパイや電子部品の入手方法、ラズパイのセットアップの仕方からスタートします。
そして、まずは簡単なプログラミングをしながら、LEDやスイッチ、ボタンといった基本的な電子部品の扱いに慣れていきます。
続いて、小型のグラフィックパネルや超音波センサー、人感センサーといった、いろいろな種類の電子部品を使いながら、もう少し複雑なガジェットづくりに取り組みます。
最後の章では、Webカメラを使った防犯ロボットを作ったり、音声認識ができるガジェットやしゃべれるガジェットを作ったり、ラジコンカーなどの制作に取り組みます。
ラズパイを使ったガジェットやロボット工作は、とても楽しいものです。そして、基礎さえ押さえてしまえば、さまざまな思い通りのガジェットを作ることができるようになります。ぜひ本書を通して楽しく学んでいきましょう！
※本書で推奨しているRaspberry Piの機種は「Raspberry Pi 4 model B」です。ただし、大抵のプログラムは「Raspberry Pi 3 model B」や「Raspberry Pi Zero WH」でも動作させることができます。「Raspberry Pi Zero WH」で注意が必要な点については適宜説明を入れています。
※本書で使用しているOSは「Raspberry Pi OS」（執筆時点で最新の2021年5月リリース版）です。
※本書は2017年5月に発行した『やさしくはじめるラズベリー・パイ』の改訂版です。主な変更点は、以下の通りです。
・主に取り上げる機種を「Raspberry Pi 4 model B」に変更
・使用OSを「Raspberry Pi OS」に変更
・ラズパイでVPNを構築する方法を追加
・Raspberry Pi Picoの使い方を追加
・電子部品のいくつかを、より便利で入手が容易なものに変更
※本で使用するプログラミング言語はPythonです。
※本書で使用しているサンプルコードや接続図はサポートサイトからダウンロードできます。
書誌情報
- 著者: クジラ飛行机
- 発行日: 2021-10-27 (紙書籍版発行日: 2021-10-27)
- 最終更新日: 2021-10-27
- バージョン: 1.0.0
- ページ数: 320ページ(PDF版換算)
- 対応フォーマット: PDF
- 出版社: マイナビ出版
対象読者
著者について
クジラ飛行机
一人ユニット「クジラ飛行机」名義で活動するプログラマー。代表作に、テキスト音楽「サクラ」や日本語プログラミング言語「なでしこ」など。2001年オンラインソフト大賞入賞、2005年 IPAのスーパークリエイター認定、2010年 IPA OSS貢献者賞受賞。技術書も多く執筆しており、HTML5/JS・PHP・Pythonや機械学習・アルゴリズム関連の書籍を多く手がけている。
目次
Chapter1：ラズパイをセットアップしよう
- Chapter 1-1 ラズベリーパイとは？
- ラズベリーパイについて
- ラズパイのスペックとモデル
- ラズパイのOSについて
- Chapter 1-2 ラズパイを購入しよう ̶ Chapter 1の買物リスト
- ラズパイは家電量販店に売っていない
- 買物リスト ̶ 本体と一緒に周辺機器も買おう
- ラズパイを購入しよう
- はてな どのラズパイを買えば良いのか？
- 周辺機器について
- TIPS ラズパイのモデル別必要電源とUSB端子の形状
- PCがあれば、モニターもキーボードも使わないという選択肢もある
- TIPS ラズパイ各部の名称と働き
- Chapter 1-3 ラズパイにOSをインストールしよう
- OSをインストールする方法について
- はてな ラズパイゼロも同じ手順で大丈夫？
- 標準的なImagerを使ったインストール方法について
- TIPS Lite 版とFull 版について
- TIPS OSイメージを直接microSDに書き込んでインストールする方法
- Chapter 1-4 ラズパイにOS（Raspberry Pi OS）を設定しよう
- ラズパイのOS（Raspberry Pi OS）の設定について
- ラズパイを後から設定する方法
- 地域の設定
- Wi-Fi の設定の変更
- ソフトウェアアップデートをしよう
- デスクトップの設定 ̶ 壁紙など
- TIPS 再起動するには？
- Chapter 1-5 アプリを使ってみよう
- 標準アプリを使ってみよう
- もっとアプリを追加しよう
- Chapter 1-6 日本語入力を設定しよう
- 日本語入力について
- TIPS ラズパイ本体ケースについて
Chapter2：ラズパイ開発環境を整えよう
- Chapter 2-1 ターミナルと仲良くなろう
- ターミナルについて
- ターミナルの使い方
- Chapter 2-2 パソコンからラズパイを遠隔操作するには
- 遠隔操作のススメ
- LANの構成
- VNCとSSHについて
- ラズパイ側の設定
- TIPS ターミナルから設定を変更する方法
- パソコン側の設定 ̶ VNC/SSHクライアントをインストール
- ラズパイのIPアドレスを調べよう
- パソコン側のVNCクライアントでラズパイに接続しよう
- TIPS VNCの画面解像度が低すぎる場合
- SSHでラズパイに接続しよう
- TIPS IPアドレスを固定しよう
- TIPS モニターなしでラズパイを設定したい場合
- TIPS macOS標準のVNCを使ってラズパイに接続したい場合
- Chapter 2-3 APTを利用してアプリをインストール
- APTについて
- APTの使い方
- ラズパイのシステムを最新に更新しておこう
- Chapter 2-4 プログラミング開発環境を整えよう
- Pythonの実行環境
- TIPS Thonnyは日本語が入力できない
- Pythonを書くのに適したエディタは？
- TIPS ターミナル上なら「nano」「vim」「emacs」
- Pythonプログラムをターミナルから実行しよう
- TIPS ラズパイゼロでも快適に開発できる！?
- Chapter 2-5 ラズパイをファイル共有サーバーにするには
- ラズパイをファイル共有サーバーにしてみよう
- ラズパイに大容量ストレージを接続してみよう
- SFTPでラズパイにアクセスしよう
- Sambaでラズパイにアクセスしよう
- VPNを構築して遠隔地からラズパイに接続しよう
- TIPS 必要に応じてVPSのセキュリティの設定を
- Chapter 2-6 Webサーバーをインストールするには
- Webサーバー「Apache HTTP Server」とは
- CGIでPythonを実行する
Chapter3：電子工作とセンサー入門
- Chapter 3-1 電子工作でできること
- 今こそ電子工作を始める好機なり
- 電子工作で実現可能なこと
- 電子工作を始めよう
- Chapter 3-2 Chapter 3からChapter 5の買物リスト
- 必要な電子部品を入手しよう
- Chapter 3-3 最初の一歩はLED
- 電子工作の基本部品を確認しよう
- ラズパイとLEDをつなげて光らせよう
- TIPS GPIOの1番はどこ？
- Chapter 3-4 GPIOプログラミング入門 ̶ LEDをチカチカ
- LEDをチカチカ点滅させてみよう
- プログラミングでチカチカ点灯させよう
- TIPS プログラムを実行するアプリについて
- TIPS 仮想ファイルシステムを利用してGPIOを操作してみよう
- Chapter 3-5 LEDを交互に光らせよう
- 2つのLEDを交互に光らせよう
- LEDを5つ光らせよう
- TIPS GPIOの挿し間違いを防ごう
- Chapter 3-6 スイッチやボタンを使ってみよう
- スイッチやボタンの魅力
- タクトスイッチを押すとLEDが点灯する回路
- 抵抗とスイッチの関係について
- イベントを利用したLEDの操作
- TIPS 抵抗器について
- Chapter 3-7 フルカラーLEDを使ってみよう
- フルカラーLEDの仕組み
- フルカラーLEDをラズパイと接続しよう
- DIPスイッチで色を切り替えられるようにしよう
- Chapter 3-8 温度・湿度センサーを使ってみよう
- 温度・湿度センサー「DHT11」 について
- 温度に合わせてカラーLEDを光らせよう
- TIPS EasyWordMall DHT11を使う場合
- Chapter 3-9 PWMを利用して圧電スピーカーを鳴らしてみよう
- 圧電スピーカーとは
- PWMについて
- メロディーを演奏してみよう
- タクトスイッチでブザーを鳴らそう
- Chapter 3-10 サーボモーターを動かしてみよう
- サーボモーターについて
- ボタンでカエルの向きを変えるガジェットを作ろう
- TIPS 抵抗値の計算 ̶ オームの法則について
Chapter4：いろいろな電子部品を使ってみよう - I2C/SPI通信
- Chapter 4-1 SPI通信とAD変換でボリュームの値を読もう
- ADコンバーターを使おう
- ツマミを回して音の高さを変えよう
- Chapter 4-2 AD変換で光センサーを使ってみよう
- 光センサーを使ってみよう
- ラズパイで光センサーの値を読んでみよう
- TIPS SPI通信の操作方法
- 【番外編】ADコンバーター「MCP3208」を使ってみよう
- Chapter 4-3 SPI通信でLCDグラフィックモジュールに表示しよう
- LCDモジュール「AQM1248A」について
- 光センサーの値をLCDにグラフで表示しよう
- Chapter 4-4 I2C通信でLCDキャラクターモジュールを使ってみよう
- LCDキャラクターモジュール「ACM1602NI」について
- I2C通信とは？
- ACM1602NIを利用する準備
- TIPS I2CとSPIの設定はオフに戻した方が良い？
- ACM1602NIとラズパイを接続しよう
- LCDに文字を表示するプログラム
- コマンドラインからI2C機器をデバッグしよう
- もっとACM1602NIを使い倒そう！
- TIPS GPIO機能の切り替えについて
- TIPS Raspberry Pi Picoについて
- Chapter 4-5 より手軽に使えるキャラクター液晶「AQM0802A」を使おう
- LCDキャラクターモジュール「AQM0802A」について
- Chapter 4-6 7セグメントLEDを使ってみよう
- 7セグメントLEDとは？
- 7セグメントLEDでカウントアップしよう ̶ カソードコモン
- ソース電流とシンク電流について
- アノードコモンの7セグメントLEDを利用しよう
- 7セグメントLEDを2桁分接続しよう
- TIPS ハンダ付けをしよう
- Chapter 4-7 超音波距離センサーを使ってみよう
- HC-SR04とは
- ラズパイとHC-SR04を接続してみよう
- 超音波センサーでテルミンもどきを作ろう
- Chapter 4-8 人感センサーを使ってみよう
- 焦電型赤外線センサーモジュール「SE-10」とは
- ラズパイとSE-10を接続しよう
- 人が通ったらLEDを点灯させよう
Chapter5：ロボットを作ってみよう
- Chapter 5-1 ロボットの目 ̶ USB接続のWebカメラを使ってみよう
- ラズパイで利用できるカメラについて
- ラズパイ専用カメラの使い方
- TIPS ラズパイゼロはカメラモジュールのケーブルに注意
- TIPS ラズパイカメラモジュールで撮影できない場合
- Webカメラの使い方
- guvcviewを使ってみよう
- ラズパイでデジカメを作ろう
- TIPS ラズパイの動作情報を取得しよう
- Chapter 5-2 人感センサーとカメラで防犯ロボットを作ろう
- カメラと人感センサーで防犯ロボットを作ろう
- 防犯ロボットにLINE通知機能を付けよう
- TIPS ブレッドボードの配線について
- Chapter 5-3 WebカメラとOpenCVで自動撮影してみよう
- OpenCVとは
- Webカメラで画像を保存しよう
- 人間の顔を認識したら記録するツール
- Chapter 5-4 Webブラウザでカメラ映像をライブ配信しよう
- 連続でカメラ画像を保存しよう
- 画像配信専用Webサーバーを作ろう
- Chapter 5-5 ロボットの口 ̶ スピーカーから音を出そう
- ラズパイで音を再生するには
- MP3を再生する方法
- 動画のダウンロードと再生
- Pythonで音声ファイルを生成しよう
- TIPS Bluetoothスピーカーとつなげる方法
- Chapter 5-6 ラズパイをしゃべらせよう
- ラズパイにしゃべらせる方法
- 天気予報を取得してしゃべらせてみよう
- Chapter 5-7 ロボットの耳 ̶ マイクから音声を入力しよう
- USBマイクについて
- マイクから音声を録音しよう
- TIPS ラズパイで自宅WIKIを運用しよう
- Chapter 5-8 ラズパイを御用聞きに ̶ 音声認識に挑戦しよう
- 音声認識について
- TIPS ラズパイゼロでの使用
- 音声認識「Julius」を使ってみよう
- 辞書をカスタマイズして音声認識の精度を高めよう
- PythonのプログラムでJuliusを使おう
- ボイスコマンドで写真を撮影しよう
- Chapter 5-9 赤外線リモコンを利用しよう
- SwitchBotハブミニとは
- SwitchBot APIを使えるようにしよう
- デバイスIDを取得しよう
- 部屋の電気をオン・オフしてみよう
- コマンドは一覧で確認できる
- アイデア次第で使い方いろいろ
- Chapter 5-10 ロボットの体 ̶ 温度湿度の異常を光って教える紙コップロボット
- 身近な材料と電子工作を組み合わせよう
- 電子回路を作ろう
- 紙コップでロボットの外見を仕上げよう
- 温度湿度を監視するプログラムを作ろう
- TIPS ラズパイでドローンは作ることができるか？
- Chapter 5-11 ロボットの足 ̶ ラズパイ制御のラジコンカーを作ろう
- 工作キットを利用すれば手軽にラジコンが作れる
- モーター制御からやってみよう
- ラジコンを作ろう
- TIPS モータードライバにスイッチサイエンスの「TB67H450FNG」を使う場合
- COLUMN 本書のまとめ