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Raspberry Pi 利用法の基礎


 Raspberry Pi(ラズベリー パイ)は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータのことです。イギリスのラズベリーパイ財団によって開発された。もともと、子供達向けの教育で利用されることを想定して制作された。2010年代後半以降は、安価に入手できるシングルボードコンピュータとして趣味や業務等のIoT部品としても用いられれるようになった。IoTにおいては、ソフトウェア開発に強いRaspberry Piと、ハードウェア開発に強いArduinoとを組み合わせて使用する様になってきた。

 Raspberry Piは内蔵ハードディスクやソリッドステートドライブを搭載しないので、microSDメモリーカードをOSおよび長期保存用のストレージに利用します。したがって、OSもこのmicroSDメモリーカードにインストールします。ここ操作が若干煩雑です。

 現時点で、Rasberry PiのOSとして主にインストールされているものは、Raspbian-Stretch (Devian Sretch 9)とUbuntu Mateの2種類だと思われます。

 このページでは、OSとしてRaspbian-Stretch (Devian Sretch 9: kernel 4.9)をインストールする方法を説明します。Ubuntu Mateをインストールする時の操作方法については、以下のページ
RaspberryPiへのUbuntu 16.04のインストール
に説明してあります。使用するPCはMacですが、LinuxやWindowsでもターミナルでのコマンドが少し異なりますが、基本的には手続き方法は同一だと思います。

 Raspbian Stretch のインストール方法を説明したのち、ssh接続やVNCviewerによるリモートアクセスの使用方法についても説明します。

Last updated: 2019.8.29


raspi3model.jpeg
Raspberry Pi 3(Model B+)


Raspbian Stretchのインストールと起動 

2019年6月24日にRaspberry Pi 4 Model B が発売開始されましたが、ここでは、Raspberry Pi(2018年6月発売)の Raspberry Pi 3(Model B) を取り扱います。HDMIがmicro HDMI に、2個のUSB2ポートがUSB3にアップグレードされていますが、基本性能はあまり変化していません。Raspberry Pi 3(Model B)の構成と機能は以下の通りです。

 Raspberry Piを作動させるためには、電源用USB-microBケーブル、モニター(TV)との接続用 HDMIケーブル、USB接続のキーボードとマウス、OSがインストールされたmicroSDカードが必要です。Raspberry Piにはハードディスクが内蔵されていないので、microSDカードにOSをインストールして用います。

Raspberry Pi 3 Model も 4 Model もAmazon などのweb通販で購入できますが、私は、Raspberry Pi 3 Modelおよび Raspberry Pi Mouse V2 を RT Robot Shopで購入しました。

 micro SDカードへのRaspbian OSのインストールの方法を説明します。

 PCのブラウザを開いて、Raspberry Pi用のOSを公式ホームページからダウンロードする。NOOBSをクリックして、NOOBS Download zipファイルをダウンロードする。サイズは約1.6GBあるので、ダウンロードに相当時間がかります。2〜3時間かかる場合もあります。

 使用するmicroSDに古いOS等が残っている場合(新品のmicroSDの時はフォーマットする必要はありません)、SD Associationが配布しているSDフォマッター4.0でFAT32にフォーマットする必要があります。 SD Association’s websiteから SD Formatter 4.0 をダウンロードします。micro SD をPCに挿して


$ diskutil list

と入力すると、micro SD のデバイス名がわかります。多分、/dev/disk3/ となっていると思います。SD Formatterを起動して、 この/dev/disk3/ を指定して、フォーマットします。または、Mac標準のDisk Utilityを起動し、認識されたSDカードを選択し、消去(Erase)をクリックします。フォーマット後の名前を入力し、MS-DOS(FAT)でフォーマットします。

 フォーマットが完了したら、SDカードにイメージをコピーするためにディスクをアンマウントします。diskutilでSDカードをアンマウントします。/dev/disk3で認識されている時、


$ diskutil unmountDisk /dev/disk3


と入力する。

Unmount of all volumes on disk3 was successful

と表示されれば成功です。

 NOOBS_v2_8_2.zipファイルを展開し、以下のコマンドを入力して、展開してできた全てのファイルをmicroSDカードにコピーする。


$ sudo dd if=NOOBS_v2.8.2 of=/dev/rdisk3 bs=1m

 デバイス名を間違えるとMacのデータを壊せるので気をつけましょう。デバイス名にrを付けて/dev/rdisk3/にすると10倍速くコピーできます。さらに、bs=1mオプションを付けると10倍速くコピーできます。ddコマンドはそのままだと進捗が見えなくて不安になるので、定期的にCtrl + Tでコピーの進捗を確認できます。dd コマンドが機能しないときは、展開してできたすべてのファイルをクリック選択して、micro SDにコピーするだけです。最新NOOBS_v2.8.2はRaspbian-stretch kernel 4.9になっています。

Raspberry Piの起動と操作方法


 以下の手順でインストールをおこないます。

  1. NOOBS書き込み済みのmicroSDカードを、Raspberry Pi のSDカードスロットに挿入する。
  2. USB接続キーボードとUSB接続マウスをRaspberry Pi のUSB端子に接続する。
  3. モニタケーブルをRaspberry Pi のHDMI端子に接続する。モニターはTVで代替可能。
  4. USB充電器をRaspberry Pi のmicro USB端子に接続する。
  5. 最後に、USB充電器を電源コンセントに接続し、Raspberry Pi を起動させる。

 Raspberry Piに電源を入れると、最初にインストールのためのデスクトップ画面が表示されます。この画面上でインストール開始の前にいくつかの選択をします。この画面でインストールするOSとしてRaspbian(一番上に配置)を選択をし、国を日本、言語とキーボードを日本語に、地域でTokyoを選択し、次に、WiFiの設定をしてからインストールを開始します。1時間程度経過するとインストールが終わり、ログイン画面が表示されます。

 デフォルトでは、ユーザー名はpi、パスワードはraspberryになります。ログインすると、Raspbian OSのデスクトップが表示されます。画面は日本語表示になっているでしょう。各種設定は左上端にあるラズベリーの絵(メニューバー)をクリックして表示されるウインドウの「設定」の項目で行います。「設定」をクリックして、RaspberryPiの設定の[interface]画面を開いてcamera, ssh, vnc, webiopiなどの作動を可能にします。これらの設定をしておくと、リモートPCで操作することができます。

 最新のOSなどにアップデートするために、LXTerminalで


$ sudo apt-get update 
$ sudo apt-get upgrade
$ sudo rpi-update

を実行してください。Raspiで使用されるほとんどのコマンドはLinux Devian系のコマンドになっています。

 Raspberry Piのシャットダウンは、左上端にあるラズベリーの絵(メニューバー)をクリックすると表示されるポップアップ上の「shutdown」を選択する。

 日本語入力mozcをインストールしたいときは


$ sudo apt-get install ibus-mozc

とコマンド入力します。

raspilcd.jpg
 Raspberry Piの基本的セットアップです。LCDにデスクトップが表示がされています。
このLCDで表示するためには当該ソフトウエアのインストールが必要です。

 テキスト・ファイルを作成するためのテキスト・エディターが必要です。Raspberry Piにインストールできるエディターは、nano, leafpad, gedit, Viなどです。leafpadなどはデフォルトでインストールされています。Viは多様な機能紙を持っていますが、相当の慣れが必要です。好みのエディターが必要な時は、インストールしましょう。例えば、簡易なnanoやgeditをインストールする時は


$ sudo apt-get install nano
$ sudo apt-get install gedit

とします。

ssh接続を使ってPCのterminalからRaspberyPiを操作する方法

 無線LANへの接続を設定しているとします。Raspberry Piの設定でssh接続の設定が済んでいることも前提にします。

>

 RaspberyPIのIPアドレスをコマンドプロンプトで調べたいときは、ifconfigと入力すると、ネットワークデバイスの情報が表示されるので、wlan0という項目で、192.168.11.5.のように表示されいるIPアドレスを使う。また、RaspberryPiのIPアドレスを調べるには、RaspberryPiのモニター上にあるWiFi表示にマウスを重ねると、表示される。例えば wlan0: Configured 192.168.11.5/24 と表示されます。

 sshによるリモートログイン方法は、ユーザー名がpiなので、PCのterminalで


$ ssh pi@192.168.11.5

と入力する。デフォルトでpasswordはraspberryです。パスワードを変更したいときは、デスクトップのメニューの「Raspberry Pi の設定」でパスワードの変更をします。

 ターミナルでのRaspberry Piのシャットダウン方法は


$ sudo shutdown -h now


と入力します。

VNCを使用してリモートPCからRaspberryPiのデスクトップを操作する方法


 PCのdesktopにRaspberryPiのdesktopを表示させて操作する方法を説明します。

(1) RaspberyPiでのVNCserverのインストール

 defaultでVNCはインストールされているので、「RaspberryPiの設定」でVNCを有効に設定すれば、vnc viewerを利用できます。また、RaspberyPiのterminalで

$ sudo apt-get update 
$ sudo apt-get install realvnc-vnc-server realvnc-vnc-viewer


と入力すると、最新バージョンへのアップデートができます。

(2) PCでのVNCviewerのインストール

(WiFiでPCとRaspberypiが接続していることが前提)

 realvnc.comの公式サイトからrealVNCviewerをダウンロードします。

 PCのvncviewer iconをクリックすると、デスクトップにvncviewerのウインドウが開きます。PCのdesktopに表示されるポップアップ画面内でRaspberrypiのIPアドレスを入力して、パスワードを入力するとRaspberry Piのデスクトップが表示されます。


Raspissh.jpg
VNCviewerを利用してRaspberry PiのデスクトップをMac PCのデスクトップ画面に表示



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