BTSTAFF RaspPiPeripheral 周辺機器 KAMATAKA URABE チャプタ 1 RaspberryPi と周辺機器 peripheral 1. 購入品 2. ＬＣＤ 3. デバイス 4. Ｉ2Ｃデバイス 『Raspberry Piで遊ぼう! 改訂第3版』 最新情報お知らせページ 5. ＧＰＩＯ 6. ＬＥＤ接続 7. カメラ 8. スマートフォン 7. Ａｒｄｕｉｎｏ 8. サーボモーター M O DE L B+ セクション 1 購入品 PURCHASE 1. 2 １ ブレッドボード ＥＩＣ−３０１ 秋月電子通商 1個 ￥190（税込） ６ 圧電スピーカー（圧電サウンダ）ＳＰＴ０８ （２個入）[PT08-Z185R] 秋月電子通商 1パック ￥100（税込） ２ ブレッドボード・ジャンパーコード（オス−オス）セット 秋月電子通商 [BBJ-65] 1セット ￥220（税込） ３ ブレッドボード・ジャンパーワイヤ（オス−メス） １５ｃｍ（青）[0116-71904-02-015] 秋月電子通商 1パック ￥330（税込） ４ ＳＯＴ２３変換基板 金フラッシュ 秋月電子通商 1枚 ￥20（税込） 10枚以上 (単価) ￥15（税込）合計￥150（税込） ５ 赤外線リモコン受信モジュール ＰＬ−ＩＲＭ２ １６１−ＸＤ１（２個入） 秋月電子通商 1パック ￥100（税込） 3 ７ カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ２２０Ω 秋月電子通商 （１００本入） 1袋 ￥100（税込） 千石電商 【数量10本∼】 単価 ¥6 【数量1組∼】 100本1組で ¥137 ８ カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ １０KΩ （１００本入） 1袋 ￥100（税込） タクトスイッチ １００個セット １０ 秋月電子通商 １００個セット 1袋 ￥700（税込） タクトスイッチ（大）１０個セット 秋月電子通商 １１ １０個セット 1袋 ￥300（税込） 秋月電子通商 ９ カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ４７０Ω （１００本入） 1袋 ￥100（税込） 秋月電子通商 ５ｍｍ赤色ＬＥＤ ＯＳＤＲ５１１３Ａ（１００個入） １２ 秋月電子通商 1袋 ￥400（税込） １−ｗｉｒｅデバイス デジタル温度センサ（１ｗｉｒｅ） 秋月電子通商 ＤＳ１８Ｂ２０＋ １３ 1個 ￥300（税込） 4 2 ＩＣ( Inter-Integrated Circuit ) 高精度１２ビットＩ２Ｃ接続デジタル温度センサ ＳＴＴＳ７５１ 秋月電子通商 １４ M41T62 リアルタイムクロック(RTC)モジュール ストロベリーリナック メーカー品番：M41T62 １５ 1個 500円 (+プラス消費税) 1個 ￥100（税込） DS1307搭載のリアルタイムクロック ・モジュール スイッチサイエンス １６ 1,868 円 I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行 ） [バックライト付] 型番：SB1602BW ストロベリーリナック １７ 1個800円（税抜） 5 番 号 品 名 1 ブレッドボード ＥＩＣ−３０１ 2 数量 金額 累計 金額 平成２７年 ２月２８日 ¥190 5個 ¥950 ¥950 秋月電子通商 ブレッドボード・ジャンパーコード （オス−オス）セット [BBJ-65] 65個 ¥220 2セット ¥440 ¥1390 秋月電子通商 3 ブレッドボード・ジャンパーワイヤ （オス−メス） １５ｃｍ（青）１０本入り ¥330 1パック ¥330 ¥1720 秋月電子通商 4 ＳＯＴ２３変換基板 金フラッシュ ¥20 10個 ¥150 ¥1870 秋月電子通商 ¥100 2パック ¥200 ¥2070 秋月電子通商 ¥100 2パック ¥200 ¥2270 秋月電子通商 ¥100 ¥2370 秋月電子通商 5 6 赤外線リモコン受信モジュール ＰＬ−ＩＲＭ２１６１−ＸＤ１（２個入） 圧電スピーカー（圧電サウンダ）ＳＰＴ０８ （２個入）[PT08-Z185R] 製品画像 単価 （税込） 7 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ２２０Ω ¥100 1パック 8 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ １０KΩ ¥100 1パック ¥100 ¥2470 秋月電子通商 9 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ４７０Ω ¥100 1パック ¥100 ¥2570 秋月電子通商 10 タクトスイッチ １００個セット ¥700 1袋 ¥700 ¥3270 秋月電子通商 11 タクトスイッチ（大）１０個セット ¥300 1袋 ¥300 ¥3570 秋月電子通商 12 ５ｍｍ赤色ＬＥＤ ＯＳＤＲ５１１３Ａ ¥400 1袋 ¥400 ¥3970 秋月電子通商 13 高精度１２ビットＩ２Ｃ接続デジタル温度センサ ¥100 3個 ¥300 ¥4270 秋月電子通商 14 I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行 ） ¥864 3個 ¥2592 ¥2592 ストロベリーリナック 100本入り 100本入り 6 セクション 2 TechS h are株式 ＬＣＤ 会社 LCD 1. Raspberry Pi用 320x240ドット 2.8インチ タッチパネル式TFT液晶モニタ 2. 2.2インチ液晶モジュール （240x320/SPI）[M-TM022-SPI] ¥5,98 0(Prem ium) ait e ¥1 ,95 nd o 0 7 Raspberry Pi用 320x240ドット 2.8インチ タッチパネル式TFT液晶モニタ ¥5,98 0(Prem ium) Raspberry Pi用 TFTモニタ特別セット -簡易インストールRaspbianインストール内部から このスクリプトを起動させましょう。 このコードでダウンロードできます。 wget http://adafru.it/pitftsh mv pitftsh pitft.sh chmod +x pitft.sh Raspberry Pi用 TechShare株式会社 通販事業部 〒135-0016 東京都江東区東陽5丁目28-6 TSビル5F Tel:03-5683-7293 Fax:03-6745-9093 Email:store@techshare.co.jp TFTモニタ特別セット 使い方アクセスカード sudo ./pitft.sh -t 28r -r テックシェアストア (TechShareStore) 会員の登録 ユーザID:urabe@btstaff.jp パスワード: 1. TFTモニタ特別セットを組み立てよう！ 2. ボタンスイッチを取り付けよう！ 3. 周辺機器と接続しよう！ 4. TFTモニタ特別セットをインストールしよう！ 5. ボタンを設定しよう！ 最後にPiTFT上にテキストコンソールを表示するかの 選択ができます。 ボタンスイッチの左端をLinuxのシャットダウンに設 定するか選択できます。 8 9 2.2インチ液晶モジュール （240x320/SPI）[M-TM022-SPI] ¥1 ,95 0 登録 占部 鎌孝 … 名前 info@lcc-lib.com パスワード page60∼67 aitendo＠shopping ●概要 ILI9340C、240x320、SPI http://www.aitendo.com ●仕様・機能 info@aitendo.com 液晶とキャリー基板実装済み2.2インチ液晶モジュール、 5つのI/Oポートで制御できる超簡単液晶、 解像度：240x320 ケーブルは付属されておりません。 対応専用ケーブルのお取り扱いがございませんが、 2.54mmピッチのピンヘッダ接続用ケーブル http://www.aitendo.com/product-list/351 などが対応 10 I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行 ） [バックライト付] 型番：SB1602BW ストロベリーリナック ストロベリーリナック ■I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール 1個800円（税抜） （１６ｘ２行） メーカー品番：SB1602B I2C液晶 page209∼214 11 セクション 3 デバイス 1.カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ２２０Ω 2. カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ １０KΩ 3. タクトスイッチ １００個セット DEVICE 1. ブレッドボード ＥＩＣ−３０１ 2. ブレッドボード・ジャンパーコード 4. タクトスイッチ（大）１０個セット 5. デジタル温度センサ（１ｗｉｒｅ）ＤＳ１８Ｂ２０＋ １−ｗｉｒｅデバイス （オス−オス）セット [BBJ-65] 3. ブレッドボード・ジャンパーワイヤ （オス−メス）１５ｃｍ（青） 4. ＳＯＴ２３変換基板 金フラッシュ 5. 赤外線リモコン受信モジュール ＰＬ−ＩＲＭ２１６１−ＸＤ１（２個入） 6. 圧電スピーカー（圧電サウンダ） ＳＰＴ０８（２個入） 12 ブレッドボード ＥＩＣ−３０１ 秋月電子通商 aブレッドボード ＥＩＣ−１０２ＢＪ 秋月電子通商 page348 1枚 ￥700 （税込） 1個 ￥190 （税込） page171∼172 page205 13 ブレッドボード・ジャンパーコード（オス−オス）セット [BBJ-65] 秋月電子通商 ブレッドボード・ジャンパーワイヤ（オス−メス） １５ｃｍ（青）[0116-71904-02-015] 秋月電子通商 page173 1セット ￥220 （税込） 1パック ￥330 （税込） page173 14 ＳＯＴ２３変換基板 金フラッシュ 秋月電子通商 1枚 ￥20 （税込） 10枚以上 (単価) ￥15（税込） 合計￥150（税込） page205 15 赤外線リモコン受信モジュール ＰＬ−ＩＲＭ２ １６１−ＸＤ１（２個入） 秋月電子通商 1パック ￥100 （税込） page220 16 圧電スピーカー（圧電サウンダ）ＳＰＴ０８ （２個入）[PT08-Z185R] 秋月電子通商 1パック ￥100 （税込） page196 サンプルプログラムのダウンロード 『Raspberry Piで遊ぼう! 改訂第3版』 の最新情報お知らせページ 17 Adafruit Ultimate 66チャンネル10Hz GPSモジュール Version 3 5,605 円 ＵＳＢ接続のＧＰＳモジュール GETTING GPS TO WORK ON A RASPBERRY PI スイッチサイエンス （税込） page262 GPSD - 概要 18 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ２２０Ω カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ １０KΩ 秋月電子通商 カラーコード （１００本入） 1袋 ￥100（税込） page183 page177 タクマン ＲＤ２５ ２２０Ω カーボン抵抗 １／４Ｗ ２２０Ω±５％ 別名：炭素皮膜抵抗 誤差：±５％ カラーコード：赤赤茶金 千石電商 【数量10本∼】 単価 ¥6 【数量1組∼】 100本1組で ¥137 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ２２０Ω [CF25J220RB]・誤差：±５％・定格電力：１／４Ｗ 秋月電子通商 秋月電子通商 （１００本入） 1袋 ￥100（税込） （１００本入） 1袋 ￥100（税込） カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／６Ｗ ２２０Ω [RD16S 220E]・誤差：±５％・定格電力：１／６Ｗ 19 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ４７０Ω （１００本入） 1袋 ￥100（税込） 秋月電子通商 page188 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ２７０Ω （１００本入） 1袋 ￥100（税込） 秋月電子通商 20 ５ｍｍ赤色ＬＥＤ ＯＳＤＲ５１１３Ａ（１００個入） 1袋 ￥400（税込） 秋月電子通商 21 タクトスイッチ １００個セット 秋月電子通商 １００個セット 1袋 ￥700（税込） page184 タクトスイッチ（大）１０個セット 秋月電子通商 １０個セット 1袋 ￥300（税込） 22 １−ｗｉｒｅデバイス デジタル温度センサ（１ｗｉｒｅ） 秋月電子通商 ＤＳ１８Ｂ２０＋ 1個 ￥300 （税込） page199 23 セクション 4 ２ ＩＣデバイス I NTER - INTEGRATED CIRCUIT 1. Ｉ2 Ｃ ｔｏｏｌｓをインストール 2. Ｉ2 Ｃ デバイスへのアクセス権限の設定 1. 高精度１２ビットＩ２Ｃ接続デジタル温度センサ ＳＴＴＳ７５１ 2. M41T62 リアルタイムクロック(RTC)モジュール メーカー品番：M41T62 3. I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行 ） [バックライト付] 型番：SB1602BW 24 Ｉ2 Ｃ( Inter-Integrated Circuit )はフィリップス社が 開発したシリアルバス(serial bus)で、ＳＤＡとＳＣＬ という２本の信号線だけでデバイスを制御できると いう特徴を持っています。 Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ ＰｉのＧＰＩＯは Ｉ2 Ｃに対応しており、さまざまな デバイスを接続して利用できます。 Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉでは ＧＰＩＯ２が ＳＤＡ、 page203 ＧＰＩＯ３がＳＣＬとなります。 Ｉ2 Ｃを利用すると、４本の線を接続するだけで センサーや表示デバイスを手軽に利用できます。 ＰｙｔｈｏｎにはＩ Ｃデバイス制御用の ライブラリも提供されている。 Ｉ2 Ｃ（アイ・スクエア・シー）の特徴は データのやりとりを行う 「 ＳＤＡ（シリアルデータ）」と、 ＩＣ間でタイミングを合わせるのに利用 page196 する「ＳＣＬ（シリアルクロック）」の２本の線を 繋ぎます。実際には、デバイスを動作させるために、 電源とＧＮＤを接続する必要があるため、それぞれの デバイスに４本の線を接続します。 Ｉ2 Ｃは、各種デバイスを制覇するマスターと、 マスターからの命令によって制御されるスレーブに 分かれます。マスターはＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉに あたります。データの送受信を行う「 ＳＤＡ」は 端子番号３番、クロックの「ＳＣＬ」は 端子番号 ５番に接続します。 25 Ｉ2 Ｃ ｔｏｏｌｓをインストール $ sudo nano /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf blacklist spi-bcm2708 #blacklist 12c-bcm2708 page204∼205 「raspi-blacklist.conf」のファイルは存在しない。 ✖ /etc/modules の編集 $ sudo nano /etc/modules 12c-dev $ sudo apt-get install 12c-tools libi2c-dev Ｉ2 Ｃ デバイスへのアクセス権限の設定 $ sudo gpasswd -a pi 12c 26 Ｉ２Ｃをセットアップする /etc/modules の編集 $ sudo nano /etc/modules page158 i2c-bcm2708 i2c-dev ⃝ ＰｙｔｈｏｎＩ２Ｃライブラリ の インストール $ sudo apt-get install python-smbus 27 高精度１２ビットＩ２Ｃ接続デジタル温度センサ ＳＴＴＳ７５１ 秋月電子通商 1個 ￥100 （税込） 5個以上 (単価) ￥80（税込） 合計￥400（税込） page205 28 M41T62 リアルタイムクロック(RTC)モジュール ストロベリーリナック メーカー品番：M41T62 1個 500円 (+プラス消費税) page215 29 DS1307搭載のリアルタイムクロック ・モジュール スイッチサイエンス DS1307 RT Clock ＋Arduino bildr.blog 1,868 円 page269 DS1307搭載のリアルタイムクロックのモジュールです。 ArduinoからはI2Cで通信できます。I2Cのアドレスが 選べるようになりました。 30 I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行 ） [バックライト付] 型番：SB1602BW ストロベリーリナック ストロベリーリナック ■I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール 1個800円（税抜） （１６ｘ２行） メーカー品番：SB1602B I2C液晶 page209∼214 31 スマートフォンでＩ2Ｃを制御 Ａｐａｃｈｅ／ＰＨＰのインストール $ sudo apt-get install apache2 php5 Ｉ2Ｃデバイスへのアクセス権限を設定 ＷＷＷサーバーの Ａｐａｃｈｅは www-data という ユーザーで外部のプログラムを実行します。 しかし、Ｉ2Ｃデバイスは一般ユーザーの権限では アクセスできません。 そこで、ユーザー www-data をＩ2ＣデバイスにアクセスできるグループＩ2Ｃに 追加します。 一般ユーザー「ｐｉ」の権限でコンテンツ がアップロードできるように、Ｗｅｂ サーバーのドキュ メントルートのオーナー を変更します。 $ sudo gpasswd -a www-data i2c $ sudo chown pi -R /var/www ユーザー www-data がどのグループに属しているか 調べるには、以下のコマンドを実行します。 page246∼250 Ａｐａｃｈｅ を起動するには、次のコマンドを実行 $ sudo /etc/init.d/apache2 start システムの起動時にＡｐａｃｈｅ を起動するように するには、以下のコマンドを実行を実行します。 $ sudo id -Gn www-data www-data i2c Ａｐａｃｈｅ を再起動します。 $ sudo /etc/init.d/apache2 restart $ sudo update -rc.d apache2 defaults 32 ＰＨＰからのＩ2Ｃ制御 サンプルプログラムのダウンロード 『Raspberry Piで遊ぼう! 改訂第3版』 の最新情報お知らせページ 33 セクション 5 ＧＰＩＯ クリックで リンク先に GPIO (raspberrypi.org) ＧＰＩＯ 1. Rpi Low-level peripherals General Purpose Input/Output (GPIO) hardware hacking Raspberry PiでIO制御 page170 こじ研（小嶋研究所）宮城大学 Raspberry Pi GPIO入出力のサンプル （Python, C言語, shellスクリプト） 34 ＲＰｉ．ＧＰＩＯをインストールする $ sudo apt-get install python-dev $ sudo apt-get install python-rpi.gpio The GPIO pinout ＲａｓｐｂｅｒｒｙＰｉはマイクロコントローラとして 設計されているわけではないので、ＧＰＩＯピンの応答は Ａｒｄｕｉｎｏほど高速ではない。 ＲＰｉ．ＧＰＩＯのライブラリはＰｙｔｈｏｎにラップ されたネイティブなＣのコードを使って、可能な限り高速 に入出力を行ってくれる。 page157 35 スマートフォンでＧＰＩＯを制御 ＰＨＰ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、ＣＧＩなどのプログラム からＧＰＩＯを制御できます。 Ｉ2Ｃデバイスと通信するためのi2cset／i2cgetコマンドや、 ＧＰＩＯポートを制御するgpioコマンドをプログラムから 呼び出せば、ブラウザからＷｅｂサーバを経由してＧＰＩＯ ポートを制御ができます。 page168 page231 page246∼250 36 セクション 6 ＬＥＤ接続 ＬＥＤ C ONNECTION 1. 37 ＬＥＤを接続する カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）１／４Ｗ ４７０Ω page157 ＲＰｉ．ＧＰＩＯをインストールする $ sudo apt-get install python-dev $ sudo apt-get install python-rpi.gpio page187 ブレッドボード ＥＩＣ−３０１ ＲａｓｐｂｅｒｒｙＰｉはマイクロコントローラとして 設計されているわけではないので、ＧＰＩＯピンの応答は Ａｒｄｕｉｎｏほど高速ではない。 ＲＰｉ．ＧＰＩＯのライブラリはＰｙｔｈｏｎにラップ されたネイティブなＣのコードを使って、可能な限り高速 に入出力を行ってくれる。 38 これでＧＰＩＯ４の制御ができるようになりました ＬＥＤの点灯を制御 $ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio4/value $ echo 0 > /sys/class/gpio/gpio4/value コマンドラインでＬＥＤを制御 page177 Ｒａｓｐｂｉａｎは、/sys/class/gpioディレクトリの中にある 仮想ファイルにアクセスすることで、簡単にＧＰＩＯポート を制御することができます。 どのＧＰＩＯポートを使用するかを宣言します。 今回はＧＰＩＯ４を使用します。 $ echo 4 > /sys/class/gpio/export echoの後に指定した値を > の後ろに指定したファイルに 書き込むという意味です。 使用開始の宣言は、 /sys/class/gpio/export ファイルに対して行います。 すると /sys/class/gpio/gpio4 という仮想ディレクトリが 現れます。 ＧＰＩＯ４の制御はこのディレクトリ内の ファイルに対して行います。 仮想ファイル /sys/class/gpio/gpio4/valueに oか1を 書き込むと、ＧＰＩＯ４に信号が出力されます。 値の指定は /sys/class/gpio/gpio**/value ファイルに対して 行います。 1 にするとＬＥＤが光り、o にするとＬＥＤが消えます。 足の長い方が＋（ＧＰＩＯ４側）、短い方がー（ＧＮＤ側） です。 ＧＰＩＯポートの使用が終わったら、使用終了を 宣言(unexport)します。 $ echo 4 > /sys/class/gpio/unexport 使用終了の宣言は、 /sys/class/gpio/unexport ファイルに対して行います。 入出力の方向を設定します。今回は信号を出力して ＬＥＤを光らせるので、out を指定します。 $ echo out > /sys/class/gpio/gpio4/direction 入出力の方向を設定は、 /sys/class/gpio/gpio**/direction ファイルに対して行います 39 セクション 7 カメラ CAMERA 1. Raspberry Pi のカメラを有効化する 2. 静止画の撮影 Raspberry Pi ラズベリー・パイ 超小型パソコン MODEL B (PLUS) & 専用カメラ MMP-RPI-PLUSCAM/A 40 Raspberry Pi のカメラを有効化する 静止画の撮影 $ raspistill -o image.jpg このコマンドを実行するとディスプレイに５秒間プレビュー映 像が表示され、この５秒の最後の時点の内容が保存されます $ raspistill -o image.jpg -t 1000 page152∼165 41 セクション 8 スマートフォン SMARTPHONE 1. 42 43 セクション 9 ＰＣボードとマイコンボードの違い Ａｒｄｕｉｎｏ Raspberry Pi(ラズベリーパイ) .. ＰＣボード Arduino(アルデュイーノ) ........ マイコンボード ＰＣボード マイコンボード スマートフォンやタブレット 家電などの組み込み機器用の で使われているＡＲＭやｘ８ 「マイコン」を搭載していま A RDUINO 1. ＰＣボードとマイコンボードの違い ６などのＣＰＵを備え、本格 す。マイコンはＣＰＵやメモ ＯＳのＬｉｎｕｘが動作しま リー、周辺回路などを１つの す。 チップにまとめたもので、性 Ｗｅｂサーバやアプリケーシ 能は低いですが安価です。 2. Ａｒｄｕｉｎｏ開発環境の導入 ョンなど、ＰＣと同様の豊富 マイコンは元々組み込み機器 なオープンソースソフトウェ 用なので、部品を制御するの ア(OSS)が使えるのが魅力で が得意だという特徴がありま す。 す。部品とやり取りするＩ／ JavaやRubyなど、プログラ Ｏの種類が豊富で、それだけ ミングする言語も自由に選べ で多様な部品を直接制御でき ます。 ます。多くのマイコンボード アプリケーションはＬｉｎｕ では、ＬｉｎｕｘのようなＯ ｘを介さないとＩ／Ｏにアク Ｓを動かせない代わりに、ア セスできません。 プリケーションがＣＰＵ上 で”直接”動作します。このた め、ナノ秒オーダーのタイミ ングで部品を正確に制御でき page35 ます。 44 Ａｒｄｕｉｎｏ開発環境の導入 Ａｒｄｕｉｎｏ ＩＤＥ page41 45 セクション 10 サーボモーター サーボモーター 1. 46 サーボモーターをＷｅｂから操作しよう page59 47
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