Raspberry Pi を利用し Python で電子工作
2020.08.14
Python で電子工作に挑戦！
最近、機械学習や Webアプリ開発など様々な場面で登場している『Python』。
今回は Python を使用して電子工作に挑戦したいと思います。
電子工作と言われても、よく分からない、興味ないと思ったそこのあなた！
例えばですが、こんな事が出来ます。
電子工作でできること
- 自宅の庭に置いて人が通ると検知する防犯ブザー
- ボタンを押すとランダムで言葉を喋るロボット
- 土の中の水分量を判断して、植木鉢の水やりを自動カ
電子工作をすることで、PC の画面を飛び出して、様々なものを作ることが出来るのです！
今回、はじめの一歩ということで、電子工作の中でも基本の「基」である、LED点灯（通称「Lチカ」）に挑戦してみます。
こちらの記事もオススメ！
Raspberry Pi（ラズベリーパイ）とは
電子工作を始めるにあたり、「Raspberry Pi」を利用します。
小さなシングルボードコンピュータで、非常に低コストで使えるため、電子工作の場では定番アイテムです。
本体価格の安さはもちろん、電気代も通常のPCと比べて格段に安いです。
（使い方にもよりますが、高くても月200～300円程です）
そんな Raspberry Pi は、通称「ラズパイ」と呼ばれています。
Raspberry Pi を基盤に Python で電子工作
今回は、このラズパイを基盤として、Python を使用しながら電子工作を実施していきます。
ラズパイには何種類かモデルはありますが、機能自体は、どれもほぼ同じです。
予算等に合わせ、好きなモデルをご用意ください。
準備するもの
今回は、点灯用のLEDと併せて、以下を使用しています。
LED やブレッドボード等は、Raspberry Pi の電子工作キット等の名前で、まとめて販売しています。
【使用するもの一覧】
・Raspberry Pi （Raspberry Pi 3 Model B）※SDカードもお忘れなく
・ブレッドボード
・赤色LED
・ジャンパワイヤ（オス-オス：2本、メス-メス：2本）
・抵抗（220Ω）
・キーボード(最初のみ)
・マウス(最初のみ)
・モニタ(最初のみ)
Raspberry Pi の初期設定
では、早速動かしてみたい…
ところですが、見ての通りラズパイには、モニタやマウス等がありません。
初期設定時には、これらがないと何も出来ません。
ラズパイには、USB / HDMI 端子がついているので、繋いでいきましょう。
※一度初期設定をすれば、SSH（ Secure Shell：セキュアシェル）でラズパイにログインするので、モニタ等の接続は不要になります。
OSのインストール
また、ラズパイには OS が入っておりません。
まずは、以下サイトより OS をダウンロードして、SDカードに入れていきます。
囲み枠【NOOBS】
https://www.raspberrypi.org/downloads/
２種類ありますが、「NOOBS（ヌーブス）」を選択して、ダウンロードしてください。
PC から SSH を操作可能にする
OS インストール後は、自分の PC から SSH で操作出来るようにします。
※毎回、モニタやマウスを接続するのが苦ではない方は、この設定は飛ばして頂いて構いません。
まずは、SSH を enable にしましょう。
1 | sudo raspi-config |
このあたりは、通常の Linuxサーバと同様ですね。
アドレスは、各自の環境に合わせた値で設定してください。
1 2 3 4 | interface wlan0 static ip_address=192.168.1.10/24 static routers=192.168.1.1 static domain_name_servers=192.168.1.1 |
ここまでで、SSH接続が完了出来たはずです。
ログイン確認
ラズパイに接続したモニタ、マウス、キーボードは引っこ抜いて、自前の PC からログイン確認してみましょう！
今回は、CLI（ command line interface：コマンドラインインタフェース）での操作になります。
リモートから、GUI でも操作したいといった場合、VNC（ Virtual Network Computing：ヴァーチャル・ネットワーク・コンピューティング）を使うことで可能になります。
この手順は、また別の機会にご紹介出来ればと思います。
LED点灯の実行
では、初期設定も終わったところで、早速 LED点灯を実施してみます。
今回は、難しいことは置いておき、とにかく LEDを点灯させるので、以下のように繋ぎます。
モジュールのインストール
まずは、モジュールをインストールします。
1 | $ sudo pip install rpi.gpio |
LED点灯用のファイル
続いて、LED点灯用に、以下のファイルを作成します。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | # led.py # -*- coding: utf-8 -*- import RPi.GPIO as GPIO from time import sleep GPIO.setmode(GPIO,BCM) GPIO.setup(17,GPIO.OUT) try: while True: GPIO.output(17.GPIO.HIGH) sleep(0,5) GPIO.output(17.GPIO.LOW) sleep(0,5) except KeyboardInterrupt: pass GPIO.cleanup() |
ファイルを実行
作成出来たら、ファイルを実行すると LED が点灯します。
1 | $ python led.py |
さいごに
いかがでしたでしょうか。
ただ、LED がついただけなのですが、これを自分のプログラミングコードで制御したと思うと、ちょっと嬉しくなりますよね！
とは言え、本当に点灯させただけですので、次回以降は、もう少し発展して、電子工作を進めていきたいと思います。
(株)ライトコードは、WEB・アプリ・ゲーム開発に強い、ITが大好きな会社です。
Pythonでのシステム開発依頼・お見積もりはこちらまでお願いします。
また、Pythonが得意なエンジニアを積極採用中です！詳しくはこちらをご覧ください。
※現在、多数のお問合せを頂いており、返信に、多少お時間を頂く場合がございます。
こちらの記事もオススメ！
ライトコードよりお知らせ
にゃんこ師匠
ミツオカにゃんこ師匠ミツオカにゃんこ師匠ミツオカ一緒に働いてくれる仲間を募集しております！
ライトコードでは、仲間を募集しております！
当社のモットーは「好きなことを仕事にするエンジニア集団」「エンジニアによるエンジニアのための会社」。エンジニアであるあなたの「やってみたいこと」を全力で応援する会社です。
また、ライトコードは現在、急成長中！だからこそ、あなたにお任せしたいやりがいのあるお仕事は沢山あります。「コアメンバー」として活躍してくれる、あなたからのご応募をお待ちしております！
なお、ご応募の前に、「話しだけ聞いてみたい」「社内の雰囲気を知りたい」という方はこちらをご覧ください。
ライトコードでは一緒に働いていただける方を募集しております！
採用情報はこちら書いた人はこんな人
関連記事
採用情報
\ あの有名サービスに参画!? /
バックエンドエンジニア
\ クリエイティブの最前線 /
フロントエンドエンジニア
\ 世界はお前の手の中に・・・ /
モバイルエンジニア
\ サービスの守り神！ /
インフラエンジニア
