ラズベリーパイとは

Raspberry Pi(ラズベリーパイ)は、手のひらサイズの超小型コンピューターです。イギリスで教育用のコンピューターとして開発されましたが、ラズパイはその可能性の大きさから世界中で指示され、様々な用途に使われています。
Webブラウザを閲覧したり、ゲームをしたりデスクトップパソコンとして使用するだけでなく、Webサーバーとして使用したり様々なセンサーを接続して電子工作の心臓部に利用することが可能です。

ラズベリーパイ3と従来のラズベリーパイとの違い

2018年3月14日に発表されたラズパイ3ですが、従来のラズパイと大きく違う点はネットワーク関連機能になります。Wi-FiやBluetoothに対応しているので、IoT製品の開発に活躍してくれそうです。ラズパイで電子工作をしたい人にとっては、嬉しい仕様になりましたね!Bluetoothキーボードやマウスにも対応しているので、スマートにラズパイが使えそうです。

タッチパネルと専用ケースを組み立てよう

ラズベリーパイをパソコンのように使用するのであれば、モニターやマウス・キーボードが必要です。でも、タッチパネルを使えば
・モニター
・マウス
・キーボード
が不要になります!

準備するもの

・ラズベリーパイ3本体(Raspberry Pi3 model Bを使用)

・microSDカード(TOSHIBAの16GBを使用)

Raspberry Pi 7インチ公式タッチディスプレイ

Raspberry Pi 7インチタッチスクリーン用ケース

ラズベリーパイ3を取り付ける前に専用ケースを取り付ける

タッチディスプレイにラズベリーパイ3を設置する前に、専用ケースを取り付けます。詳しいやり方はコドモとアプリさんの記事が参考になります。

・USBキーボードor Bluetoothキーボード(初期設定時に必要)

タッチパネルの蓋にラズベリーパイのロゴが描いてあって可愛いですね。
まだタッチパネルにラズベリーパイ3を設置していませんが、microSDカードをラズベリーパイ3に差し込んでからタッチパネルに接続するので、まずはOSをmicroSDカードにインストールする必要があります。

OSをインストールする準備をしよう

ラズベリーパイでは、さまざまなOSを利用することができます。一番メジャーな「Raspbian(ラズビアン)」をインストールすることにしました。OSとしてRaspbianを選択した場合は、バージョン4.1以降だと7インチ公式タッチディスプレイに対応しています。

NOOBSをダウンロードしよう

ラズベリーパイのOSをインストールするために、まずは「NOOBS」というインストーラーをダウンロードする必要があります。

microSDカードをフォーマットする

事前準備として、「SD Formatter」をダウンロードしてmicroSDカードをフォーマットします。microSDカードは、8GB以上のストレージ容量が必要です。
4.0以前のバージョンでは、オプションで「論理サイズ調整」をオンにすることが出来ましたが、最新の5.0ではオプション設定が無くなりました。
おそらく、「上書きフォーマット」で大丈夫だろうと思います。

上書きフォーマットは、少し時間がかかります;

【クイックフォーマットと上書きフォーマットの違い】
・クイックフォーマット→カード内のファイルシステムパラメータを初期化して、ファイルやディレクトリーのエントリーをすべて削除する。(ファイルに書き込まれてあるデータは削除しない。)
・上書きフォーマット→クイックフォ-マットと同様にファイルやディレクトリーエントリーをすべて削除する。(ファイルに書き込まれてあるデータも削除する。)

ラズパイ公式サイトから「NOOBS」をダウンロードしよう

ラズベリーパイの公式サイトにアクセスして、「DOWNLOADS」をクリックします。

「NOOBS」をクリックします。

「NOOBS」の「Download Zip」をクリックしましょう。

こちらもなかなか時間がかかります;

NOOBSをSDカードにコピーしよう

ダウンロードしたNOOBSを、SDカードへコピーします。ZIPファイルを解凍すると、「NOOBS_v2_8_1」というようなディレクトリが作成されますが、こちらの下の階層にあるファイルを全てSDカードにコピーします。

コピーが完了したら、SDカードをPCから取り出してラズベリーパイにmicroSDカードを挿入します。

タッチパネルにラズベリーパイ3を設置しよう

ねじ4本を使ってタッチパネルにラズベリーパイを固定します。

リボンケーブルを ラズベリーパイ に接続します。

ジャンパーケーブルを  GPIO ピン
・赤→5V
・黒→GND
へ接続します。

分かりずらいですが赤はラズベリーパイ外側の一番端のピン、黒は外側の3番目のピンに差しています。
カバーを閉じて、USBケーブルを接続しました。

ラズベリーパイには、スイッチが無いので電源アダプターをラズパイを接続したタッチパネルに繋げた瞬間に電源がオンになります!

ラズベリーパイ3にRaspbianをインストールしよう

電源アダプターを接続すると、NOOBS(インストーラー)が起動します。

Raspbianを選択して、言語は日本語を選びましょう。

画面左上の「インストール」をクリックすると、警告が出ます。

「はい」をクリックすると、Raspbianのインストールが始まります。

下図のようなメッセージが出たら、インストール完了です!(1時間ほどかかったでしょうか?)

Raspbianのデスクトップが無事起動しました。

ラズパイ3をPCから遠隔操作しよう

ラズベリーパイ3をPCから操作できると、キーボードを接続しなくても良いので便利ですよね。事前準備として、ラズパイ3と操作するPCを同じLANに接続する必要があります。タッチパネルでは、初期段階ではキーボード入力が出来ないのでUSBキーボードBluetoothキーボードが必要です。

ラズベリーパイをWi-Fiに接続する

タッチパネルをWi-FIに接続するには、キーボードが必要です。USBキーボードをあらかじめタッチパネルに接続しておきましょう。Bluetoothキーボードを使う場合は、画面右上のBluetoothのアイコンをタップしてペアリングを行いましょう。

タッチパネルとキーボードを接続したら、
①画面右上にあるWi-Fiのアイコンをタップすると、ネットワーク候補が表示されます。
②接続したいネットワークをタップします。

ネットワークのパスワードを入力します。

Wi-Fiのアイコンが下のように変わったら成功です!

ラズパイのSSHサーバーを有効にしよう

PCからラズパイを遠隔操作するには、SSHとVNCを利用する方法があります。ここでは、SSHを利用して遠隔操作する方法をご紹介します。
①画面左上のラズベリーのアイコンをタップ
②設定をタップ
③Raspberry Pi の設定をタップ
④SSHを「有効」にする
⑤「OK」をタップ

これで、ラズパイ側のサーバーの設定が完了しました。ラズパイを再起動します。

ラズパイのパスワードを変更する

ラズパイを再起動すると、パスワードの変更を求めるメッセージが表示されます。


「OK」をクリックして、パスワードを変更しましょう。初期のパスワードは「raspberry」です。
①画面左上のラズベリーのアイコンをタップ
②設定をタップ
③Raspberry Pi の設定をタップ
④「システム」をタップ
⑤「パスワードを変更」をタップ

新しいパスワードを2回入力して「OK」をタップすれば完了です。

PCにSSHクライアントをインストールする

OSがmacの場合はターミナルがインストールされているのでこの工程は飛ばしてください。Windowsの場合は、SSHクライアントをダウンロードします。私は、日本語版の「PuTTY」をインストールしました。

zipファイルをダウンロードしたら、解凍しておきます。
フォルダ内の「pyttyjp」をクリックすると、起動します。

OpenSSHクライアント

ラズパイのIPアドレスを固定しよう

①画面左上のターミナルのアイコンをタップ
②ip addre | grep 192 と入力
inet 192.168.●.●/24(黄色のアンダーライン)がラズベリーパイの今の地点のIPアドレスになります。

IPアドレスは、毎回割り振られる数値が変化するので固定する必要があります。まず初めに、このIPアドレスが他の器機と被っていないか調べましょう。窓の社のフリーソフト「NetEnum」で調べられます。
もしIPアドレスが被っていなければこのまま固定して、被っていたら4個目の数値を変更します。ターミナルを開いて、
sudo nano / etc/dhcpcd.conf
と入力すると、IPアドレス固定のファイルの編集が出来ます。以下のように入力します。

書き込みが終了したら、「Ctl」「x」キーで終了します。ラズパイを再起動させましょう!再起動したら、ターミナルを開いて
ip addre | grep 192
と入力します。IPアドレスが固定したい数値になっていたら成功です。

PCからラズパイにSSHで接続しよう

PuTTY」を起動します。IPアドレスを入力して、ポートが「22」「SSH」にチェックが入っていることを確認したら「開く」をクリックします。※セッション一覧に「raspberry pi」と入力して保存しておくと、設定が保存されるので次回以降の接続がラクになります。

初回に接続した時は、セキュリティ警告が出ます。「続行」をクリックしましょう。

ユーザー名とパスフレーズを入力して「OK」をクリックします。

ligin as:
とユーザー名を聞かれているので、「pi」と入力します。次にパスワードを聞かれるので、「raspberry」と入力します。※初期設定ではユーザー名が「pi」、パスワードが「raspberry」に設定されています。変更も可能です。

PCからラズパイに接続することが出来ました!
接続エラーになってしまう時は、PCとラズパイが同じネットワークで接続されているか確認してみて下さい。

逆になったタッチパネルの画面を修正しよう

実は、これまでタッチパネルは180度逆の状態になっていました。なぜか、初期設定では逆になっているようです。ラズパイのターミナルからも修正することが出来ますが、さきほどPCから遠隔操作出来るように設定したので遠隔操作で修正してみます。PCからSSHでラズパイに接続した状態で、以下のコマンドを入力します。

出てきたファイルの最初のほうに

と入力して、「ctrl+x」→「Y」→「Enter」で保存して終了します。ラズパイを再起動してみましょう!

これで、やっとタッチパネルを自立させることが出来ました。何気に不便だった!

仮想キーボードを導入しよう

ラズパイにキーボードを繋げるのは面倒なので、仮想キーボード「matchbox-keyboard」を導入します。再びPCから遠隔操作しようと思いましたが、何故かコマンドが文字化けしてしまったのでラズパイのターミナルから実行しました。

と入力してEnterをクリックすると、インストールが始まります。途中で「Y」と入力する箇所があるので、入力したらラズパイを再起動させます。

①「アクセサリ」をタップ
②「key board」をタップ

文字化けしてる!!

文字化けの修正の仕方を紹介しているサイトがありましたので、直しました。

やった!日本語入力出来ました。「Enter」が「Pet」になっていて躊躇していたのは、ナイショです。