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「RaspberryPi」で土壌の水分を把握する【二回目:買うもの】

21:26 2018.05.01 Tuesday ラズパイ Posted by esp




プログラミングを学びたい、というありがちな学習欲を満たすためにはWindowsであれMacであれ、パソコンが一つあれば満たされるでしょう。
最近の若い人はスマホは駆使できるがパソコンを使えないという話も聞きますが、それでも大抵の家庭にはパソコン一台くらいは置いてあると思います。パソコンがあればデフォルトでインストールされているソフトだけでも何らかのプログラミングが可能です。それがインターネットに繋がっていれば更に広がりをもつことができるでしょう。

つまりプログラミングについては気持ちさえ萎えなければ投資を行わずに取り掛かることができる訳ですが、IoT的なことをするには物理的な機器が必要になるので投資が必要です。

IoT的な何かをやったことあるんだぜ?って主張をするために必要なことはなんでしょう。








ゲートウェイ(Gateway)と呼ばれる機器が必要なんです。

ゲートウェイと言えば1985年に設立されたアメリカのコンピュータメーカーで、espが若かりし頃の実家の初めてのパソコン(Windows98SE)だったわけでした。その事からも分かるように一般家庭でも普及していたPCブランドで、ホルスタイン牛の毛皮の模様を思い浮かべる人がほとんどだと思います。異論は認めない。
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実際のゲートウェイと言えば、Wikipediaではこんな表現されています。
ゲートウェイ
ゲートウェイ (gateway) は、コンピュータネットワークをプロトコルの異なるネットワークと接続するためのネットワークノードである。




簡単な表現では「玄関」なんて例えられることもありますが、要するにある範囲の何らかの情報が一旦集約されてある範囲の外に出ていくための窓口になるような機器ってことですね。

IoTにおけるゲートウェイというのは、そこに接続された各センサーからの情報を収集したり蓄積したり分析したり転送するような機器の事です。この転送とはインターネットに繋ぐという意味でもあります。Internet of Thingsっぽいですよね。製品によってはセンサー自身がこの役割を兼ねることもありますが、そういうのはとりあえず今のところ触る予定はありません。

まぁその辺の細かいことがちゃんとした情報サイトを見ていただくとしてですね。先程ゲートウェイが必要と書きましたが、正確にはこれを構築する必要があるのです。





これはRaspberryPiでも、Ichigojamでも、Armadilloでも、別にWindowsPCでもできると思います。

でも私はRaspberryPiを選びました。もう律儀にキーを打つのが面倒くさいので今後はラズパイまたはRasPiと省略しますが、なぜかRasPiを選んだか、わかりますでしょうか。その答えは、もう記事のタイトルにしてしまったからです。嘘です。


その昔PHPを学んだespが、それで作成したアプリを常時稼働させるサーバが欲しいと考えましたが、当時のセカンドマシン(core2duo)ではちょっと電気代がかかり過ぎんよぉーと悩んでいたところ、RasPiなら省エネで稼働させられそうと考えて購入しました。だからです。この下りの説明要らないよね。すみません。

初期費用も維持費も安価なRasPiをすでに導入していたので、慣れた環境で電子工作できるメリットを重視してRasPiという選択肢ということになりました。

上にWindowsでもできると思うようなことを書きましたが、やり方が全然わからないのでパスしました。
つまり選定理由はなのと安いからです。


これはIoTゲートウェイじゃないような気がしますが、Arduinoという基盤を買ってセンサーをつないでみるのもIoT工作はアリではないか、むしろIoT的にはそちらの方が主流ではないのかという思いもありましたが、学ぶことが多いのは面倒くさい、そこで詰まるとストレスになりそうという印象を受けたので止めておきました。

でもArduinoのほうが参考になりそうなサイトがたくさんあって、むしろストレスフリーのような気もしてくるのは隣の家の芝生効果ですかね?





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RasPiには幾つかの種類がありますが、2018年5月現在で覚えておけばよいのはほぼ以下の2種類です。

覚えておけばいいRasPi
 Raspberry Pi 3 Model B
 Raspberry Pi Zero



各RasPiの性能差はWikipediaをご参照いただければと思いますが、簡単に言うと「Raspberry Pi 3 Model B」は4コアCPUを搭載した現時点のフラッグシップですかね。「Raspberry Pi Zero」はエントリーモデルでシングルコアの廉価版。

「Raspberry Pi 3 Model B」はパワフルですが、よほどの処理をさせなければパワフルと感じる機会はあまりないかもしれません。「Raspberry Pi Zero」を使っていても困ることがないくらいなので。ボードの大きさに比例してUSB端子はAタイプ、HDMIも通常のサイズと汎用性があるので、何も考えなければ通常はこちらを買います。

が、「Raspberry Pi 3 Model B」は電源周りが若干シビアです。2.5Aが余裕で出力できる電源か、「Raspberry Pi 3 Model B」に対応した電源を買った方が良いです。

こういうの
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ちなみに、「Raspberry Pi 3 Model B+」というものが英国では販売されているようです。日本ではまだ発売してませんが、発売していればこれでいいでしょう。目につく進化としてはLAN/WLAN周りが挙げられますが、発売を待つほどの価値があるか?というと、無いと思います。どうしても欲しいと思ってしまうようなら、どうせ安いんだから無印3を買って待ち、3+が出たらこっちも買っちまえ、と思います。


そして「Raspberry Pi Zero」、こちらが今回の本命です。今回の用途としてはGPIOが使えれば良いのです。併せてWeb/DBの類を稼働させるつもりはなく、実験段階ではプランター、実践では電源のない畑で動くことを想定しているので、パワフルであるよりむしろ省エネであることが至上の命題です。

また、電子工作初心者がやってしまいがちなミスが短絡、いわゆるショートというやつで、意図せず無抵抗(文字通り)の電極同士を直結させてしまうドクターミンチが考案した医療行為です。

「さあ、蘇るのだ! この電撃でーっ!」

と叫びながらを制御チップにプレゼントした挙句、生き返るどころか死亡させてしまうケースが想定されます。
と考えると初心者的GPIOアプローチとして正しい手法は安いZEROを複数用意しておくことに繋がるわけですね。


そういうわけでローコストを極めた「Raspberry Pi Zero」をポチッ×2とな。
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アレ、と思う方も居るでしょう。居ますかね?
そうこれは Raspberry Pi ZERO は ZERO でもWifi/Bluetooth機能を搭載した Raspberry Pi ZERO W であり、ついでに言うとGPIOはあれど端子が備わっていない Raspberry Pi ZERO や ZERO W じゃ実験やりづらいという方のために、GPIO端子をあらかじめはんだ付けしてくれた結局そこまでやってやるんかいという仕様の Raspberry Pi ZERO WH なのです。

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そこまでやってくれるんかいの図


我が家には無邪気な怪獣幼児が居ますので、LAN配線などを長々と繋いでおくと、疲れて仕事から帰ってくるとそこには帰宅時に家中引き回しの刑に遭った無残なZEROの姿が……という可能性があります。これはむしろ蓋然的であると言えよう。

このためZEROでもWifiが備わっている ZERO W が適当であると言えます。
ついでに幼児が居る環境で半田ごてを使うのはなんか怖い。じゃあ、ZERO WHにしておこうか。

ワンコイン($5)で買える($5って海外でもワンコインそうなのか?)コストパフォーマンスの高いZEROですが、日本で買うと648円になります。Wがついて1296円、まぁ多少はね? そしてHがついて1809円ってこれもうコスパいいのか分かんねぇな。分かんねぇっていうかもう悪い。それを2個買った。後悔はし……て………

因みにラズパイ3なら4320円、なんかこっちは素直にコスパが良い気がしてくる。


参考程度に共有しておくと、何回か直結してしまってもフリーズするだけで再起動したら使えましたよ(何
ケースバイケースなのでダイジョーブダイジョーブ!とは言いません。自分も回路を触る際に最低限心がけていることがあり、端子を繋ぎ直したりするときは基本的にPing -tのプロンプトを眺めながら、そしてタイムアウトし始めたら即電源断するルーティーンを組んでいます。ルーティーンとか言う前に学んで気をつけろって話ですね、すみません。退かぬ、媚びぬ、省みぬの精神で邁進していく所存です(つまり反省はしていない

実際に壊す体験でもしたことがなければ、まぁ普通に一個買えばいいと思います。
espは将来的に2個使う予定があるというのが複数購入の一番大きい理由です(でも一個はただのZEROでも良かった気がする)。






使えません。

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こんなもの一つあるだけでどうやって使えっていうんですか!


RasPiを使うためには以下のものが必要です。
 インターネットにつながるSDカードリーダーを搭載したパソコン。
 容量8GB以上、速度Class10以上のMicroSDカード
 RasPiの電源(スマホとかのUSB Micro-B端子)
 USBキーボード
 HDMI接続ができるディスプレイと接続ケーブル。最近のTVは大抵大丈夫でしょう。ZEROの場合はminiHDMIの変換アダプタも必要です。
 Micro-B端子のUSBハブ(ZEROシリーズのみ)


マウスは甘えです(ぇ

まぁZEROではGUIインストールしないで使うのが一般的だと思います。思いますよね? 先入観で重そうなので試したことすらないという。あ、RasPi3使ってる方? ならマウスご用意いただいて全然おっけーでーす。


SDカード絡みの云々はOSを用意する都合で必要です。Class10は意識した方が良いと思いますが、イメージバックアップを取ることも想定すると、容量が大き過ぎても困ることになりますのでその点は留意します。GPIOを操作する目的なら容量もそんなには必要ないでしょう。
どの銘柄を買えばいいのか? Amazonで一番売れてそうなやつでいいです。

電源は先述の通り。キーボードは専用に用意する必要がありません。最初だけです。設定が終わればあとはメインのパソコンから接続して操作します。

そしてUSBハブです。RasPi/3はUSB TypeA端子やLAN端子があるので、キーボードやマウスを挿す、LANケーブルを介したネットワークを引くといった物理的な操作は難なく行うことが可能です。

しかしRaspberry Pi ZEROシリーズ(以降ZERO)はUSB Micro-B端子しかありません。無線LANはあるものの、電源を入れれば勝手に家のネットワークに繋がるということもありません。あったらご家庭内の無線環境を見直した方が良いです。

手っ取り早く操作を行うに当たってはやはり物があれば便利です。その物とは、セルフパワー給電が可能なUSBハブとなります。

espが使っているのはコレ。
180501f.jpg※Logicoolは関係ない

その昔Si02BFという電源周りが不安定なタブレットを拡張させるとともに安定動作させるために購入した BAFFALOのBSH4AMB03というセルフパワーUSBハブです。

セルフパワーというのは自分でACアダプタなどから電力を給電しているタイプのハブの事です。PCの電源をそのまま使うのはバスパワー。前者はデータ転送だけでなく、スマホ・タブレットなどへ給電するのにも使えます。

で、今調べてみたらその昔過ぎれもう売ってないのなコレ。
たぶんこのあたりが後継機種のような気がするのでこれでいいと思います。たぶん。


このハブがあることが前提ですが、無線設定を実機でポチポチ行うのが面倒であるなら、USB接続の有線LANアダプタを挿しても良いです。espはUSB-LAN1000Rとかいうのを持っていたので最初だけこれを使いましたが、無線LANの設定をしたらお役御免となる運命です。

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なんかもう本体以外にも結構用意するものがありますね。コスパの高いコンピュータとして名高いRasPiですが、普通のWindowsPCを買って使うのに比べるとずいぶんと手間がかかります。
そしてその分、思ったよりもお金がかかったと感じる人も居るのではないかと思います。例えばRasPi3を使うにあたって実際にかかる費用は大体7000円〜一万円くらいです。まぁ一万円かかるようだと最低限以上に色々と用意している気がしますが。RasPiをメインPCとして考えているのであれば確かに安いですが、それは結構強者ですね。


そんなこんなでRasPiを単体動作させるのに必要なツールはそろいました。
次回はOSインストールについて触れてみたいと思います。











撮った写真がボヤけるなぁ……物をとるのは苦手なんです。

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