Raspberry pi 検討
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小さな linux 端末に興味を持ち始めたのはいつ頃からだろうか。
PC での linuxの使い始めは、linux が未だ Ver.1.0 になる前、Slackware に JE (日本語化キット) を入れて使ったのが最初だったと記憶している。kernel に module が導入される前、デバイスに合わせて kernel 作り直すのが当たり前の時代だった。
小さな linux の最初は OpenBlockS初代 (PowerPC MPC860 80MHz)。NAPT 用に購入して、syslog 見ながらネットワークの知識を増やしていった。CFカードを外して2.5in. HDD を取り付け、サーバを動かして遊んでいた。セルフコンパイル環境を作り、今流行りの LED チカなんかもやっていた。7SEG LEDだけでモニターはなし、USB もなし、ethernetが2つと電源という割り切った仕様だった。24h365d動かしたのは、この機種が最初だった。
2台目は Kuro-box (PowerPC 603e 200MHz)。流石に OpenBlockS でセルフコンパイルするのは辛かったので、iMac買おうかとも考えたが linux 入るか当時は分からず、同系統のkuro-boxでバイナリを作成していた。それでも時間がかかったので、最終的に x86 で PowerPC 用の closs toolchain 環境を作り、出来たバイナリを移して実行していた。
現在はデスクトップマシンとしての linux は使用しなくなったが、未だ小さな linux 環境への興味は続いている。Synology DS218+ は快適だが、x86 環境であり技術的には物足りなさもある。
今後、家の中の様々な情報を収集するにあたり、Synology DS218+ で実現不可能な部分を代用する為に、安価で省電力な、小さな linux としての Raspberry Piに興味を持ったので情報収集を始めた。将来、子供と一緒に遊べれば良いな〜と漠然と考えている。
Raspberry Pi とは
www.raspberrypi.org
Raspberry Pi - Wikipedia
Raspberry Pi は ARM ベースのシングルボードコンピュータである。2013年にイギリスのラズベリーパイ財団で開発され、元々は教育用として使用される事を想定していたが、現在では IoT デバイスとしての使用が主流となっている。
Raspberry Pi の種類と機能
新品として一般的に入手できる機種は以下の通り。
- Raspberry Pi 3 Model B+
- Raspberry Pi 3 Model A+
- Raspberry Pi Zero WH
- Raspberry Pi Zero W
性能・機能の比較は Wikipediaが分かりやすい。(まだ発表間もない Model A+は記載なし)
最も機能が豊富で性能の高い(といっても PC 程ではないが)のが Pi 3 Model B+、若干性能と価格を落とし基板を小さくしたのが Pi 3 Model A+、更に小さく安価にしたのが Zero WH、GPIO コネクタを無くし(パターンはあるので後付け出来る)最も安価としたのが Zero W である。
CPU が ARM なのは共通だが Quad ～ Single まで、Memory 容量もそれぞれ異なり、USB もコネクタ数が異なる。
wifi あり、Bluetooth あり。HDMI もあるので直接モニターに接続できる。 USB あるので有線 LAN など色々な物が使える。電源付きUSB HUB使えば増設もできる。
基本は SD カードから起動させるが、USB 接続の SSD からも起動できる。ここまでしちゃうと小さい PC との違いが薄れてくるけど、プログラム開発用としてはありかも。package 作る事までやろうとすると cross toolchain は結構面倒なので。USB2.0 なので速度は期待できない。
debian base の raspbian の使用例が多い。という事は dpkg で packaging しておけば、後始末は簡単になるはず。Wikipedia によれば linux-rt も使えるらしい。Zero だとUSB 接続時に負荷が高くリアルタイム性は担保できないようだが、Zero W で wifi だと大丈夫かな? 160 us 位は出るようだ。
QEMU で Windows上で ARM を emurate することもできるらしく、開発環境はこちらの方が快適かも。
Raspberry Pi で何が出来る?
OpenBlockS、Synology、QNAP 等の他の小さな linux との一番の違いは GPIO (General Purpose Input/Output)の存在である。これがある為に、wifi や bluetooth で各種機器と接続する以外に、各種センサーを繋げて情報収集が可能となり、測定データを外部に保存する事が出来るようになる。
また、GPIO を使って別の基板をスタックすることが出来るので、リレーを大量に積んだり、サーボモーターを制御したり、ハードウェアの知識があればやりたい放題。(電気工事士の資格取ろうかな…)
CPU能力をそこまで必要としない単機能な仕事をやらせるのに PC を使用するのは無駄が多い。Raspberry pi ならハードウェアもほぼ一緒で必要な能力と機能で選択でき、デバイスも変化するのはUSB位。外部との通信機能は Onboard で載っているので、IoT (様々な機器をインターネットに接続する事) を安価に試すことができる。
私が興味を持った具体例
- 普通に linux 端末 … SDカードではなく SSD を接続、各種サーバを動かす普通の使い方、でも省電力
- クランプ式電流計とA/D変換チップを使用した家庭の電力測定 … HEMS代用、融通の利くやり方、分析のやりやすさ
- Raspberry pi Audio … Raspberry Pi【通称 ラズパイ】でハイレゾ再生環境を作ってみた! – じゃんぱら 店員に聞け+ お役立ちコラム
- それ、ラズパイでつくれるよ | fabcross
今後
購入しようと考えているが、どれを購入するかは悩んでいる。
最初は Pi 3 Model B+にして速い環境で使い方に慣れ開発環境として使用するか、それとも GPIO を使うのが主なので最終的な事まで考えて Zero WH にするか。
VESA Mount に固定できるようにして、PC のモニタ裏に付けておこうか。
arduino も面白そう。より単機能にするなら arduino。Analog Input を標準で持ってるし、ブレッドボードにそのまま取り付けできる機種もある。こちらの方がやりたい事に合っているかも。
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