Raspberry Piシリーズのコンピューターは、メーカーとプロフェッショナルの両方にとって使いやすいハードウェア開発プラットフォームを提供します。今年、 Raspberry Pi Foundation はPiシリーズの最終製品である Raspberry Pi A 3+をリリースしました。
Pi A+ とは何ですか? 何を期待できますか? また、設計時にどのような点を考慮する必要がありますか?
Raspberry Pi A+: 期待してはいけないこと
10ドル値下げされたRaspberry Pi A+ は、次のPiプロジェクトに魅力的な選択肢となるかもしれませんが、別のモデル (Model B 3+ など) の代わりにA+ を購入する前に、まずRaspberry Pi A+ が何であるか、何ではないかを理解する必要があります。
Raspberry Pi A+ の低価格は、RAMサイズの縮小とネットワーク機能およびハードウェア接続の欠如に反映されているため、Raspberry Pi A+ をコンピューティング システム (オフィス アプリケーションやゲームを含む) として使用することは困難であることがわかります。ただし、A+ は、重量、設置面積、エネルギー消費が小さいなど、一般的なPiコンピューターに比べて多くの利点があり、リモート コンピューティング、基本的な監視、データ分析、ポータブル コンピューティング、ロボット工学を含むメーカーおよび商用アプリケーションの両方に最適です。
モデルA 1+ とモデルB 1+
どちらのPlusモデルも、それぞれの範囲内で最も低コストのシステムですが、各システムにはそれぞれ長所と短所があります。まず、A 1+ はB 1+ よりも5ドル安いため、大量生産環境ではA 1+ の方が魅力的です。しかし、価格が下がったため、A+ では周辺機器が大幅に少なくなり、ネットワーク機能がなく、USBスロットが1つだけになりました。
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ただし、Model B 1+ には4つのUSBスロットとイーサネット ポートがあります。最新のモデルAであるA 3+ にはワイヤレス コントローラーが内蔵されていますが、その結果、価格が5ドル高くなります。
機械的な構造の面では、Mode A 1+ はI/O周辺機器が少ないため、Model B 1+ よりも物理的に小型で軽量です。ただし、両方のモデル1ボード (AとB) は、RAMサイズが512 MBで、プロセッサ (32ビットARM1176、クロック速度700 MHz) が同じであり、外部デバイス (外部USBデバイスやモニターなど) からの負荷がかかっていない場合の消費電力も同じです。
A 1+のハードウェアを理解する
A 1+ への電力はマイクロB USBケーブルを介して供給され、PC、ラップトップ、携帯電話の充電器、さらにはUSB充電ポートが組み込まれた電源プラグを含むほとんどのUSBポートに接続できます。ポータブル アプリケーションでは、引き続きマイクロUSBケーブルを介してPiに電力を供給する必要がありますが、携帯電話のパワー バンクなどのポータブル電源を使用することもできます。
A 1+ コンピュータには、複数の3.3 Vおよび5 Vソース、SPI、デジタル入力/出力、I2C、およびUARTを含む標準のRaspberry Piコンピュータと同じ40ピンGPIOヘッダーが搭載されています。GPIOは2.54 mmピッチの40ピン (2 × 20ウェイ) ヘッダーを介してアクセスできるため、ストリップボード、ブレッドボード、さらにはカスタムPCBなどの一般的な回路構築技術を使用してプロトタイプを簡単に作成できます。
プロジェクトでの使用
A 1+モデルは、他のモデルよりも周辺機器が少ないものの、かなり安価であるため、 マイクロコントローラ 強力なコアを備えていますが、GPIOアクセス時間と速度は重要ではありません。
例えば、加速度計、磁力計などのアクセス時間が遅い外部センサーを使用するIoTプロジェクトでは、 温度・湿度センサー USB Wi-Fiドングルと組み合わせて使用すると、1 A+ のメリットを大いに享受できます (A 3+ にはWi-Fiが組み込まれていることに注意してください)。40ピンGPIOにより、1 A+ は、ロボット工学におけるモーター制御、工業プロセスにおける信号制御、さらには広告ボードのLEDディスプレイなどの外部回路とインターフェースできます (このような設計は、Wi-Fiアダプタと組み合わせて使用すると、インターネット経由で更新できます)。
初回セットアップ時の考慮事項
一部のプロジェクトではオペレーティング システムを使用する必要がない場合もありますが、大多数のプロジェクトではオペレーティング システムが自動的に低レベルのハードウェア ルーチンを処理し、高レベル言語 (PythonやJavaなど) を実行するためのプラットフォームを提供します。Raspberry Piへのオペレーティング システムのインストールは、通常、外付けUSBフラッシュ ドライブを使用して実行できますが、1 A+ にはUSBスロットが1つしかないため、外付けUSBハブ (キーボード、マウス、フラッシュ ドライブを接続するため) が必要になります。
ただし、すべてのUSBハブが同じように作られているわけではなく、一部のユーザーからは、特定のブランドやモデルが動作しないという報告もあります。したがって、設計者はUSBハブを入手するときに3つの選択肢があります。
1.実績のあるハブのリストからハブを選択してください
2.Raspberry Pi Foundationから、Piで使用するために設計されたハブを購入します。
3. このAdafruit USBハブ（Arrowから入手可能）を使用する
設計者として選択するオペレーティング システムは、アプリケーションと優先プラットフォームに大きく依存します。最も一般的に使用されているOSはRaspbianで、GUIモードとコンソール モード (システム リソースを節約したいユーザー向け) の両方を提供しています。一方、Windows 10 IoTなどの他のOSは、IoTプロジェクトで使用することを特に目的とした .netプラットフォームを提供しています。
アクセスに関する考慮事項
前述したように、Model A 1+ ではUSBポートが1つしか利用できないため、アクセスが困難になります。キーボードとマウスを組み合わせて使用しない限り、両方を同時に接続するにはUSBハブが必要です。システムがコンソール モード (つまりGUIなし) で実行されている場合、必要なインターフェイス デバイスはキーボードのみですが、その場合でもディスプレイを接続する必要があります。
取り付け場所や遠隔地のためにシステムをこのようなI/Oデバイスに接続することが問題になる場合は、唯一のUSBスロットをWi-Fiドングルに接続することをお勧めします。これにより、SSH経由でネットワーク経由でアクセスできるようになり、ソフトウェアの更新、ファイルの取得、さらには診断の実行が可能になります。
言語に関する考慮事項
使用するコンピュータ言語は、簡単に決められるものではなく、プロジェクトの成否を左右する可能性があります。1つの記事でカバーするにはトピックが大きすぎますが、言語の複雑さ、処理時間、メモリ使用量、使いやすさなど、考慮する必要がある言語の側面は数多くあります。Pythonなどのインタープリタ言語を使用すると、GPIOへのアクセスが容易になり、複雑なルーチンの実行も容易になりますが、Cなどのコンパイル言語よりも多くのリソースが必要になり、実行速度もかなり遅くなります。プロジェクトで高速なI/Oアクセスが必要な場合は、CおよびC++ の方が適していますが、複雑なライブラリ (カメラ アクセスなど) が必要な場合は、PythonまたはJavaを使用すると、プロジェクトをはるかに短い期間で開発できる可能性があります。
