【今日から始めるラズパイ その 1】Raspberry Pi セットアップ

Raspbian を RaspberryPi にインストールする方法

• RaspberryPi とは何なのか
• 何ができるのか
• 使用するためにはどうすれば良いか

Raspberry Pi って何？

（"ラズベリー" がのっている "パイ" じゃないよ！！！）

Raspberry Pi は手のひらサイズの超小型コンピュータです。開発元はイギリスのラズベリーパイ財団で、当初は英国の教育向けに開発されました。

近年では教育分野だけでなく電子工作ファンや職場、家庭でネットワークに接続できる小型 PC としても注目を集めています。人気の要因は一般人が個々のニーズにあったハードを自作する「メイカームーブメント（Maker Movement）」や「IoT（Internet of Things）」の盛り上がりです。Raspberry Pi を使用することにより、自分や世間が求めているガジェットを手軽に制作できるようになりました。
Raspberry Pi は通常の PC に比べて格段に安く入手することができ、ネットワークに接続できるだけでなく、USB や汎用入出力 GPIO（General Purpose Input/Output）、センサ等を搭載しています。
つまり、Raspberry Pi は IoT を実現するのにぴったりのデバイスで、様々なセンサや画像、音声情報を処理してサーバに蓄積したり、状況に応じた反応を返したりと、アイデアを素早く形にすることができます。

さらに簡易的なファイルサーバや Web サーバとしても使用することができ、その機能は多岐に渡ります。

• デスクトップ PC として使用できる
  • Web ブラウザ、オフィス文書の作成
  • ゲーム、プログラミングなど
• サーバとして使用できる
  • Web サーバ構築、ファイルサーバ構築
  • メディアサーバ構築など
• 電子工作に使用できる
  • カメラやマイク等を接続できる
  • LED や赤外線など、様々なセンサ機器を接続できる

Raspberry Pi は普通の PC と同様に OS を必要とします。しかし、Windows や macOS とは異なり購入時点では OS がインストールされておらず、自分でセットアップしていく必要があります。また、Raspberry Pi はマザーボードのみなので、モニタやキーボード、マウス等を追加で用意する必要があります。
Raspberry Pi には通常、Raspbian と呼ばれる Debian 由来 Linux ベース の専用 OS をインストールして使用します。

Raspberry Pi を使用するには

環境

• 今回は以下の環境でセットアップします。
  • 設定側 PC
    • PC：MacBook Pro
    • OS：macOS Catalina ver. 10.15.6
  • セットアップ対象
    • デバイス：Raspberry Pi 3 model B
    • OS：Raspbian GNU/Linux version: 8 jessie（Debian）
    • 注意：『Raspberry Pi 3 model B+』以降では Debian jessieは対応してないようです
    • http://www.neko.ne.jp/~freewing/raspberry_pi/raspberry_pi_old_version_raspbian_os_image/

必要な機器

• 実際に使用する機器と参考 URL
  • Raspberry Pi 3 model B（本体）
    • Amazon.jp
    • SWITCH SCIENCE
    • 秋月電子通商
    • Raspberry Pi Shop by KSY
    • model 3B であればだいたい 4000~5000 円程度で購入できますが、時期によっては 1000 円程度高くなっている場合もあります
• microSD カード（PC における HDD/SSD に相当）
  • 公式では 8GB 以上でクラス 10 が推奨されていますが、その後の拡張を考えると 16GB 以上をお勧めします
  • 注意：Raspberry Pi と microSD には相性があるため、当たり外れに備えて数枚購入しておくと良いでしょう
    • 1 枚 500~600 円程度で購入可能です
  • 相性等に関してはこちら
  • 私はTeamGroupの 32GB microSD を使用しました
    
• AC アダプタ（電力供給）
  • 注意：Raspberry Pi は消費電力が大きく、2.5A 以上の出力を要するため 100 円ショップや、タブレットデバイス等の付属品では電力不足になる可能性があります
  • 5V/3.0A USB Micro-B コネクタ
    
• HDMI ケーブル、モニタ、マウス、キーボード
  • 正直なんでも構いません
  • 注意：TV をモニタとして使用する場合、映像が不鮮明になったり解像度が極端に悪くなったりする可能性があります（私の経験上）

インストール手順

機器の準備ができたら、OS をインストールします。

1. microSD をフォーマット

• 操作: Mac
  • SD カードフォーマット専用ツール「SD Card Formatter」を以下の URL からダウンロードします
    • https://www.sdcard.org/downloads/formatter/index.html
      
  • 以下の手順に従ってフォーマットします
    • ラジオボタンで『クイックフォーマット』を選択
    • SD カードを Mac に挿入して『オプション』 → 『論理サイズ調整（FORMATSIZE ADJUST）』を『する（ON）』に設定
    • 『フォーマット』を押します
      

2. NOOBS を Mac にダウンロード

• 操作: Mac
  • NOOBS（Raspbian インストーラ）を以下の URL からインストールします
    • http://downloads.raspberrypi.org/NOOBS//images/NOOBS-2016-10-05/NOOBS_v2_0_0.zip
    • ファイルサイズが zip 形式でも 1GB を超えるため、有線接続でのダウンロードをお勧めします
      • 無線でもできなくはないのですが結構時間掛かりました...
  • ダウンロードした NOOBS を SD カードの ルート（最上階）ディレクトリ にコピーします
    

3. Raspberry Pi を起動

• 操作:Raspberry Pi
  • 以下の手順で SD カードを Raspberry Pi に挿入して起動します
    1. SD カードを Raspberry Pi に挿入
    2. HDMI（モニタ）、マウス、キーボードを Raspberry Pi に接続
    3. AC アダプタ USB Micro-B コネクタを電源アダプタに挿入
       • 注意：すべての周辺機器を接続した後に電源を入れないとデータが破損する可能性があるので要注意です。

4. Raspbian をインストール

インストール方法を３つ挙げます。
GUI（視覚的な操作）でのインストールも可能なため、CLI（コマンドライン操作）に慣れていなくても簡単にインストールできます。

【方法１】：NOOBS からイメージを書き込んで Raspbian をインストール

• 操作:Raspberry Pi
  • SD カードを挿して Raspberry Pi を起動し、ディスプレイ上に表示された画面から次のように操作します
    • 『Raspbian[RECOMMENDEDA]』→『言語選択（日本語）』と選択して『Install』を押します
    • Raspbian のイメージが書き込まれます
    • インストール完了です
      

【方法２】：OS イメージから直接 microSD に書き込んでインストール（※ 方法１でうまく行かない場合に試してください）

• 操作:Mac

  • 以下の URL から『balenaEtcher.app』をインストールして microSD にイメージを書き込み（マウント）します

    • https://www.balena.io/etcher/

    • 「macOS 用のダウンロード」を押します
      

    • balenaEtcher.app を起動します
      

    • ドラック&ドロップでイメージとディスクを選択し『Flash!』を押して書き込みを開始します
      

    • イメージの書き込みが終了したら microSD を Raspberry Pi に挿して起動します

【方法３】：dd コマンドで OS イメージを SD カードに書き込んでインストール

• 操作:Mac

  • Mac のターミナルから OS イメージをマウントします

    • 注意：CLI 操作なので入力間違いには特に注意してください！（打ち間違いはデータの破損に繋がります）

  • 以下の手順で書き込みを行います

    • 予め、他の項目と区別できるように microSD カードを "RASPBERRYPI" などの分かりやすい名前でフォーマットしておきます

    • 以下のコマンドでボリューム（記憶領域）一覧を確認します

      • $ diskutil list

    • リストの中からフォーマットした SD カードを探します
      

    • 先ほどフォーマットしたボリューム『DOS_FAT_32 RASPBERRYPI』が表示されます

    • 『/dev/disk2』に対して dd コマンドを実行します

      • $ sudo dd bs=1m if=2016-10-05-raspbian-jessie.img of=/dev/disk2
        • if=xxxx-xx-...：ダウンロードしたファイル名を指定
        • of=/dev/disk2：SD カードが存在している項目を指定
          • 注意：ofの指定を間違えるとデータが破損します（ご自身の環境に合わせて要変更）
          • 特に『/dev/disk1』には Macintosh（設定 PC 自体の OS）が存在しているので、間違えるとホスト OS が吹っ飛びます。
        • sudo（super user do）コマンドを実行したことによりパスワードを求められます
        • >> Password: （macのログインパスワードを入力）
      • 以下のように応答すればイメージ書き込みは完了です
        

    • イメージの書き込みが終了したら microSD を Raspberry Pi に挿して起動します

• 参考 URL

  • Copying an operating system image to an SD card using Mac OS

5. 起動を確認

以下のような画面がディスプレイ上に表示されれば、OS のインストールと Raspberry Pi のセットアップは完了です。