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Raspberry Piを小さなコンピュータとして使うのも楽しいですが、電子工作を組み合わせるともっといろいろなことができるようになります。このシリーズでは具体的に手を動かしながらRaspberry Piの使い方と簡単な電子工作技術を身につけていきたいと思います。 説明の進め方 このシリーズでは、Raspberry Piを使って簡単なガジェットを作ります。 複雑なものを作るわけではないので、部品のつなぎ方を説明して、完成したプログラムをコピペして、、、というだけであれば、完成させるのに2〜3回の記事、作業時間も2〜3時間ぐらいで済んでしまうと思います。 とはいっても、ただ電子部品を言われた通りに接続して、、、プログラムをコピペして、、、というだけでは、知識がなかなか身に付かないものです。 そこで、このサイトでは実際に一緒に手を動かして、途中で立ち止まりながら多くの「ツール」(知識)を身につ

Raspberry PiのGPIO(拡張コネクタ)には3.3Vと5Vのピンがありますので、それを電源として利用してLEDを光らせてみます。 準備 今回は実際に抵抗とLEDを使ってブレッドボード上に回路を組み立ててLEDを光らせてみます。 LEDがどのように光るか確認する回路を組み立てるわけですが、今回の回路は天気表示にそのまま流用します。あとあとの配置を考えながら組み立てていきますので、電子工作をするときの感覚をつかんでいただければと思います。 また今回の記事では、プログラムでLEDの点滅はさせず、単にRaspberry Piの電源につないで光らせるだけにします。最初から複雑なことをしてしまうと、ポイントがわからなくなるためです。 それでは最初に、組み立てていく上で以下の表にある部品と工具を揃えましょう。 なお、今回組み立てる部分は実際の作品の「晴れ」を表現する部分になりますので、自分で決

今回の説明 回路を完成させるために以下の順序で説明しています。このエントリの説明は(3)「プログラムを作る」の部分のMPLABXの概要説明になります。 前回までの説明で、ブレッドボードで回路を組み立てて開発環境もインストールしましたので、今回は回路が問題なく動作するか確認してみます。今回の説明では、実際にプログラムをビルドします。プログラムの中身については次回以降詳細に説明しますので、今回はMPLABXでのPICプログラム開発の流れを把握してみてください。 LEDを電池と抵抗のみで光らせる回路を組み立てる PICマイコンの回路を組み立てる前に、まずはブレッドボードに慣れておくことにします。電池、抵抗、LEDのみを使って、ブレッドポード上に回路を組んでLEDを光らせてみます。ここでは電池、抵抗、LEDの回路記号と回路図の説明をして、回路図からブレッドボードに組む方法を説明します。まずはブレッ

前回はLinuxの概要を説明しましたので、今回はLinuxのことをもうちょっと詳しく知るために「pi@raspberrypi ~ $」の意味を解明していきます。読んでいるだけだとつまらないので、実際に操作しながら確認していきましょう。 今回の説明内容 Raspbianのインストールや設定手順の中で、ターミナルから操作するときにはいつも「pi@raspberrypi ~ $」のあとにコマンド(命令)を入力していましたよね。今回はこの文字列の意味を詳しく確認して、Raspbian(Linux)の理解を深めます。 今回の説明内容は以下になります。 ターミナルソフトを開く 「pi@rasberrypi ~ $」の「pi@raspberry」の意味を理解する 「pi@rasberrypi ~ $」の「~」の意味を理解する 「pi@rasberrypi ~ $」の「$」の意味を理解する 【補足】Ras

第1回目は、PICマイコンの説明を始める前にあらかじめ必要な知識や、このシリーズで必要になるツール、部品の予算を説明します。 本シリーズ記事の内容を改訂して、基礎編、応用編、実践編として以下のリンクに公開しています。以下のシリーズはさらにいろいろなPICマイコンの機能をご紹介しています！ PICマイコン電子工作入門　〜基礎編〜 PICマイコン電子工作入門　〜応用編〜 PICマイコン電子工作入門　〜実践編〜 連休に向けて 普段なかなかまとまった時間がとれなくても、夏休みとか連休なんかがあると普段できなかったことができたりしますよね。そんなまとまった時間を使って、前々から電子工作やってみたかったんだけど……という方がいらっしゃるかもしれません。 そこで「前々から興味があったけど、連休中に電子工作にトライしてみようかな」という方のためにPICマイコンを使った入門記事を書いてみようと思います。別に

今回の説明内容 前々回、前回で電子回路の基本となるオームの法則とキルヒホッフの法則を確認しました。今回はこれらの法則を元にLEDに接続する抵抗値の計算をします。 今回の説明内容は以下になります。 オームの法則・キルヒホッフの法則の確認 LEDに接続する抵抗値の計算の流れ LEDの特性 LEDに接続する抵抗値の理想的な計算方法 LEDに接続する抵抗値の実際の計算方法 計算しない方法 今回使う抵抗を330Ωにした理由 オームの法則・キルヒホッフの法則の確認 LEDに接続する抵抗値の計算に入る前に、オームの法則とキルヒホッフの第二法則を復習しておきます。 まずオームの法則は、以下の電子回路において、 以下の式が成立する、という内容でした。 キルヒホッフの第二法則は、以下のような回路において、 電源電圧とそれに接続される抵抗の電圧の合計は同じ、というものでした。 なおキルヒホッフの法則は、抵抗だけ

Raspberry Piは、どのような機器構成で開発するかで必要な周辺機器類が異なってきます。何を購入すればよいのかを検討いただくために、今回は機器構成とセットアップ方法の概要について説明します。具体的にどのような製品を揃えればよいかは次回以降の記事で詳しく説明します。 今回説明すること Raspberry Piでプログラム開発を行うには、大きく2通りの機器構成があります。 今回の記事では、これらの2通りの機器構成がどのようなものか説明し、どのようにセットアップを行うのか、その概要を説明します。 これから説明する機器構成を理解した上で、どちらの機器構成で進めるか決めてください。機器構成が決まると必要なものがわかりますので、すでに手元にあるものは活用して、足りないものだけを購入しましょう。必要なものは第5回の記事で詳しく説明します。 ところで、機器構成を理解したり、必要なものを検討したり、っ

今回の説明内容 今回はターミナル上のコマンドプロンプトを使ってRaspberry PiのGPIOピン制御をしてみます。 これからターミナル上でコマンドを入力してGPIOを制御しますが、やり方は何通りかあります。この記事では代表的な2通りの制御方法を説明します。言葉の意味はあとで詳しく説明しますが、一つは「echoコマンド」を使う方法、もう一つは「gpioコマンド」を使う方法です。2通りのやり方を通して、GPIOの制御に少しずつ慣れていきましょう。 また、GPIO制御の内容としては「LEDの点灯/消灯の制御」と「スイッチの状態読み取り」を行います。 今回の説明内容は以下になります。 ブレッドボードの確認 GPIO制御方法概要 echoコマンドによるLED点滅制御方法 gpioコマンドによるLED点滅制御方法 catコマンドによるスイッチ状態読み取り方法 gpioコマンドによるスイッチ状態読み

今回は、Raspberry Piをファイルサーバにしてリモートからファイルアクセスできるようにします。このようにすると、MacやWindowsからファイルを開くことができますので、ファイルの編集がやりやすくなります。必須ではありませんので、必要に応じて作業してみてください。 今回の説明内容 Raspberry Piのファイルサーバ設定は必須ではありませんので、必要がなければ次の「Raspbian補足」の記事に進んでいただいて問題ありません。 前回の開発環境をつくる記事では、デスクトップアプリのエディタ(Atom)上でRaspberry Piに接続する設定をしました。ただ、Atom以外のエディタを使いたい方もいらっしゃるかもしれません。その場合は、Raspberry Piをファイルサーバに設定すれば、MacやWindowsから直接ファイルを操作できます。 このように、macOSの場合はFin

LEDに接続する抵抗はどのくらいの値のものをつかえばいいのか、これから3回に分けて説明します。今回は、計算の基本となるオームの法則を説明します。この法則は、Raspberry Piに限らず、電子工作をする上で基本的な考え方になりますので、確実に理解していきましょう! 今回の説明内容 LEDを光らせるためには、電流が流れ過ぎないように電流を制限する必要があることは説明しました。電流を制限する電子部品はいくつかありますが、この入門記事では「抵抗」という部品を使って電流を制限します。 これから3回にわたって、LEDにつなぐ抵抗はどのくらいの値にしたらよいのか、抵抗値の求め方を説明します。なお、説明は長くなると思いますが、長い説明の末の実際のLEDの抵抗値を求る方法は驚くべきものになると思います。 イメージとしては「こんなに長い説明を真面目に読んだのに、そんな仕打ちは許せない!」って感じでしょうか

今回の説明内容 今回はRaspberry PiのGPIOピンの概要を確認します。GPIOのピン番号や電気的仕様を確認したあと、GPIOピンにLEDを接続する回路とスイッチを接続する回路を検討します。 今回の説明内容は以下になります。 GPIOピン番号 GPIOピンの電気的仕様 GPIOピンのLEDを接続する回路 GPIOピンにスイッチを接続する回路 プルアップ抵抗・プルダウン抵抗の注意点 補足 – Raspberry Pi内部のプルアップ・プルダウン抵抗 GPIOピンの番号 Raspberry Piにはプログラムで制御できるGPIOピンは26本あります。プログラムで制御する際、どのGPIOピンを制御するのかを「番号」で指定します。例えば「何番のピンの出力電圧を3.3Vにする」「何番のピンの電圧の状態を読み取る」などです。 この「番号」ですが、Raspberry Piの場合、指定方法が2種類

今回はPythonを使ってLEDの制御やスイッチの読み取りを行ってみます。PythonにはRPi.GPIOというGPIO制御用のパッケージが用意されていますので、それを使用してGPIOの制御をしてみます。 今回の説明内容 今回はPythonを使ってRaspberry PiのGPIOピン制御をしてみます。PythonでRaspberry PiのGPIOを制御するには、Python Software FoundationからリリースされているRPi.GPIOという制御パッケージを利用します。 このパッケージは、Raspbian Stretchではデフォルトでインストールされていますが、Stretch Liteではインストールされていません。そこで、リモート接続タイプ機器構成の場合のみ、最初に以下の手順でRPi.GPIOをインストールしてください。 RPi.GPIOのインストール このセクション

最近では、個人でも非常に安価にプリント基板製作を発注できるようになってきました。Macでもプリント基板を作れる環境がありますので、プリント基板製作入門記事を書いてみようと思います。 プリント基板を作ってみよう！ 電子工作をする場合、簡単な回路でしたらユニバーサル基板(万能基板)で組み立てることが多いですよね。 ユニバーサル基板(秋月電子通商) ユニバーサル基板はだいたい1枚あたり数百円、という感じでしょうか。一方で以前は個人でプリント基板を製造しようと思っても、そもそも少量生産してくれなかったり、注文できたとしてもとても個人の手が届く価格ではありませんでした。でも最近は海外の業者に注文すればかなり安価に製造できるようになってきてます。僕も今年(2014年)の2月に初めてプリント基板を発注したのですが、かなり安くできました。以前のエントリでご紹介しましたが、 このぐらいの基板(この商品の場合

Raspberry PiのGPIOを制御するための回路を組み立ての続きです。 GPIOピン制御確認方法 Raspberry PiでGPIOピンが制御できることを確認するだけですので、一番簡単な方法としてLEDの点灯と消灯を制御してみることにします。 この後、ブレッドボードを使用して回路を組み立てますが、ここではLEDの使い方や配線の仕方は説明しませんので、あまり電子工作に慣れていない方は以下の記事を参考にしてみてください。 ブレッドボードの使い方 MacでPICマイコン入門(6) LED(発光ダイオード)や抵抗などの部品の説明 MacでPICマイコン入門(7) LED(発光ダイオード)の使い方 MacでPICマイコン入門(8) GPIOはどれでもいいのですが、物理ピン番号12番、GPIOコネクタでの番号は”GPIO 1″、ピン名は”GPIO 18″のピンを使います。特に深い意味はなく、なん

Raspberry Piのセットアップ続きです。 セットアップ全体の流れ これからセットアップを順を追って説明しますが、何をしているか迷わないように、はじめに作業全体の流れを説明します。 Raspberry Piは普通のPCとなんら変わりませんので、記憶装置(Raspberry Piの場合はSDカード)にOSをインストールすればOKです。ただしRaspberry Piは起動の必要な情報を持っていないので、Raspberry Piのみでインストール作業はできません。まず他のMacやPCで起動をするファイルを予めSDカードに書き込んでおく必要があります。書き込みはMac、Win、Linuxどれでもできますが、ここではMacを使用します。起動するファイルを書き込んだら、Raspberry PiにセットしてRaspberry Piを起動、OSインストール、OS設定をします。一通りできたら、あとはM

初めまして。 エラーが出て先に進まないと心が折れそうになったりしますが、電子工作やプログラミングにはエラーがつきものですので、前向きに取り組んでいきましょう! 実際、エラーを解決する過程で色々なことが習得できたりしますので、じっくり取り組んでみてください! エラーの内容を拝見しましたが、エラーは2点あるようです。 一つは “Too much current…” で、もう一つは “Target Device ID (0x0) does not match expected Device ID (0xf80).” です。 一つ目の”Too much current…”について原因の可能性をご説明します。このエラーの意味は、PICKIT3からターゲットデバイス(書き込み先のPICマイコン)に大きな電流が流れるので、接続を確認してください」という内容です。 第16回での説明は、PICマイコンにプロ

ブレッドボードで動作確認した回路を実際に組み立てるときは、今までユニバーサル基板を使っていたのですが、最近は個人でも手軽にプリント基板を注文できるようになってきたので、早速試してみました。 プリント基板製作業者 最近は個人でも安価にプリント基板が注文できるようになってきました。国内の業者は品質が良く納期は早いですが、値段はそれなりにします。たとえば10cm x 5cmぐらいの基板を10枚ぐらい注文すると数万円になってしまいます。 個人で使うものなので品質や納期など気にしなければ海外の安く請け負ってくれる業者が多くあるようです。 金額や納期など 今回作ってみた基板の大きさは45mm x 30mmで、かなり小さいのです。注文したところはElecrowというプリント基板製造以外にもいろいろと取り扱っている業者です。ここに「配線層2層、大きさ5cm x 5cmまで、枚数は5枚、あるいは10枚」で$

前回組み立てたRaspberry PiのGPIO制御回路を実際に制御してみます。 制御方法概要 MacでPICマイコン電子工作入門でPICマイコンのGPIO制御方法を説明しました。PICマイコンでは予め定義されている変数(レジスタ)に数値を代入したり、数値を読み取ることによりGPIOピンの制御ができるようになっていました。 Raspberry PiではLinux系のOSが動作していて、そのOS上で制御しますので、PICマイコンのような内部レジスタを直接制御するという方法は取れません。Raspberry PiではSoCのレジスタを直接制御するのではなく、仮想ファイルシステムを読み書きして制御するようになっています。 例えばGPIO18であれば、 /sys/class/gpio/gpio18/value という仮想ファイルに対して、0を書き込むとGPIO18ピンがOFFに、1を書き込むとGPI

Raspberry Piを接続するのに「raspberrypi.local」という名前で接続していますが、複数台ある場合は名前では区別できません。どうすればよいのでしょうか。 【Raspberry Piを複数台接続する】 今までの説明で、リモートで接続する場合、 ssh pi@raspberryp...

Raspberry Piに固定IPアドレスを割り当てて、Macのターミナルからssh接続できるようにしました。今回は、もうちょっと安全&簡単に接続できるように設定してみます。 ssh接続時の認証方法 前回までのRaspberry Piセットアップで、Raspberry Piに固定IPアドレスを割り当て、Macのターミナルアプリからssh接続できるようにしました。なお、ssh接続するときはパスワード認証をして接続していました。 このパスワード認証ですが、接続の度にパスワードを入力する必要があってちょっと面倒です。また、いずれRaspberry Piを外出先などの外部からアクセスできるようにしたいと考えていますので、パスワードが破られたりしたら困ります。特に今回インストールしたRaspbianの場合、自動的にユーザIDが “pi”、パスワードが “raspberry”のユーザアカウントが生成さ

WiringPiというライブラリ&ツールを使用してRaspberry PiのGPIOを制御してみます。 WiringPiとは 前回、Raspberry PiのGPIOを制御は echo コマンドを使用して仮想ファイルにアクセスする方法で行いました。ただ、echoの後に長いパスを打ち込んだりしてちょっと面倒でしたよね。さらにC言語やPythonなどのスクリプト言語から制御する場合も、プログラム中でechoコマンドを呼び出すようにすれば制御できますが、ちょっとスマートではないですよね。そこで今回は、もっと使い勝手の良いWiringPiというライブラリ&ツールをインストールして制御してみます。 WiringPiはRaspberry PiのGPIOを制御するためのC言語ライブラリですが、他の言語、例えばPythonやPHPなどからもこのライブラリにアクセスできるようになっています(具体的にはラッパ

Raspberry PiのGPIOを制御するための回路を組み立てます。 GPIOとは Raspberry Piに限らず、BeagleBone BlackやArduinoなどでも「GPIO」という言葉がでてきます。電子工作が初めての方から、このGPIOという言葉がわかったような、わからないような、ということをよく聞きます。Raspberry PiのGPIO制御方法を確認する前に「GPIO」という言葉について簡単に説明しておきます。 よく、「GPIOとは『General Purpose Input/Output』の略で、汎用入出力のことです」という説明がされています。まず「入出力」ということは電気信号を入力したり出力したりできるんだろうな、ということは想像つきそうです。でも「汎用」って具体的にどういう意味かわかりづらいですよね。「汎用」というぐらいなので「専用」がありそうですが、「専用ピン」と

「ツール・ラボ」とは？ このサイトでは、電子工作やプログラミングの入門記事を中心に、いろいろな情報を発信しています。 YouTubeやブログなどを見ていると、電子工作とプログラミングでいろんな面白いものを作っている人を見かけませんか？ 「自分も作ってみたいな」とか「こんなモノがあればいいのに」などと思ったことがあるのではないでしょうか？ でも、電子工作にしてもプログラミングにしても、どこから手をつけてよいかわからない、と思われているかもしれません。 このサイトでは、電子工作やプログラミングに必要な「ツール」を基礎から身につけられるように、入門シリーズを中心に情報発信しています。 おすすめの入門シリーズを以下にご紹介していますので、少しでも興味あれば電子工作やプログラミングの世界に飛び込んでみてください！ 入門シリーズ記事 電子工作やプログラミングがまったく初めてという方や、基礎的な知識があ