Raspberry Pi・ラズベリーパイ

Raspberry Pi・ラズベリーパイとは？

Raspberry Piは、手のひらサイズのシングルボードコンピュータであり、教育、研究、産業用途まで幅広く活用されている小型コンピュータです。低価格ながら汎用性が高く、世界中で人気を集めています。日本でもラズパイという愛称で親しまれ、IoTやAI分野をはじめとするさまざまなプロジェクトに導入されています。

Raspberry Piの仕組み

Raspberry Piは、CPU、メモリ、入出力ポートなどが基板上に一体化されており、モニターやキーボードを接続することで通常のPCのように利用できます。Linux系のOSを搭載でき、インターネット接続やプログラミング環境の構築が容易に行えます。

主な機能としては、プログラミング学習、メディア再生、IoTデバイスの制御、センサーやアクチュエータの操作などが挙げられます。シンプルながら幅広い応用が可能な点が強みです。

Raspberry PiとArduinoの違い

ラズベリーパイとArduinoは、いずれも電子工作や教育分野で人気の高い基板ですが、その役割は大きく異なります。Raspberry Piは汎用コンピュータとして動作し、OSをインストールして複雑なプログラムやマルチタスク処理を実行することができます。一方、Arduinoはマイコンボードであり、比較的単純な制御やセンサーの読み取りに特化しています。

例えば、日本国内の産業ロボットの制御補助やAIシステムの開発では、Raspberry Piが使用されるケースが増えています。これに対し、Arduinoは小型のIoTデバイスやセンサーの試作など、シンプルな制御が求められる場面で利用されます。両者は競合するものではなく、用途に応じて併用されることが多い点も特徴です。

Raspberry Piの種類

ラズベリーパイには複数のモデルが存在し、目的や用途に応じて選ぶことができます。最新世代のモデルから、教育用や軽量アプリケーション向けの製品まで、幅広い選択肢が提供されています。

Raspberry Pi 4：高性能なプロセッサと複数のRAMオプションを備え、デスクトップ用途やサーバー構築に適しています。
Raspberry Pi 4 Model B：Raspberry Pi 4の代表的なモデルで、USBポートやHDMI出力を備えた標準的な設計。
Raspberry Pi 400：キーボード一体型のユニークなモデルで、教育や学習用途に人気があります。
Raspberry Pi Pico：マイクロコントローラ搭載の小型モデルで、組み込み開発や低消費電力用途に活用されます。
Raspberry Pi Pico キット：Picoを中心に周辺部品がセットになっており、初心者の学習や開発に最適です。
Raspberry Pi CM4：Compute Module 4は組み込み向けの設計で、産業機器やIoT製品に利用されています。
Raspberry Pi SBC：シングルボードコンピュータ全般を指し、拡張性と小型化を両立した製品群です。

Raspberry Piの利点

ラズパイは、コストと機能性のバランスに優れ、多くの分野で支持されています。教育から産業応用まで対応できる柔軟性が魅力です。

低コストで高機能：安価でありながらPC同等の機能を備える。例：学生のプログラミング学習、研究用のAI実験。
豊富な拡張性：GPIOピンを利用して多様なセンサーやモジュールを接続可能。例：IoTデバイス開発、家庭用スマート家電の試作。
小型軽量設計：手のひらサイズで持ち運びや組み込みに便利。例：日本の物流現場での検品システム、携帯型制御装置。
多用途性：サーバー、メディアプレーヤー、教育教材として活用可能。例：家庭用NAS、教育現場でのプログラミング授業。
活発なコミュニティ：世界中のユーザーが情報を共有。例：オンラインフォーラムでの問題解決、日本国内のユーザーグループによる勉強会。
低消費電力：電力使用量が少なく、再生可能エネルギーと組み合わせやすい。例：太陽光発電システムでの監視装置、風力発電施設の遠隔制御。

一方で、いくつかの弱点も存在します。

高負荷処理には性能が不足する場合がある。
ストレージがmicroSDに依存するため耐久性に限界がある。
周辺機器の接続環境によっては互換性の問題が生じることがある。

Raspberry Piの選び方

プロジェクトに適したRaspberry Piを選ぶためには、いくつかの重要なポイントを確認する必要があります。

Raspberry Piのバージョン：最新モデルか、教育用や軽量用途向けモデルかを判断します。
RAMサイズ：263kB、4GB、8GB、16GB、32GBなどの選択肢があり、用途に応じた容量を選ぶことが大切です。
入出力ポート：USB、HDMI、GPIOなどの数や種類が、拡張性や接続性に影響します。
電源要件：5Vの安定した給電が必要であり、用途によっては電源容量を十分に確保する必要があります。
用途に合わせた形状：キーボード一体型や小型基板型など、利用シーンに応じて選定します。

Raspberry Piの用途

ラズベリーパイは教育、産業、商業、ホビーといった多様な分野で応用されています。その柔軟性により、日本国内でもさまざまな場面で利用が広がっています。

教育分野：学校や大学でのプログラミング教育やSTEM教材として利用されます。
産業用制御：日本の工場における産業ロボットやIoTセンサー管理に導入されています。
再生可能エネルギー：太陽光発電や風力発電の監視システムに組み込まれ、省エネルギー化に貢献しています。
交通・物流分野：鉄道システムの監視装置や物流倉庫の自動化システムで利用されています。
ホビー・DIY：自作PC、メディアセンター、ゲーム機エミュレーションなど趣味のプロジェクトに幅広く使われます。

Raspberry Piメーカー

Raspberry Piを中心に、関連製品を提供するメーカーやブランドは世界中に存在します。それぞれのメーカーは教育や産業用途に向けた特色ある製品を展開しています。

Raspberry Pi：公式ブランドとして、全モデルの開発と供給を担っています。
Okdo：英国を拠点にRaspberry Pi関連製品やアクセサリを幅広く展開。
Seeed Studio：中国を拠点に開発ボードやIoTモジュールを提供し、ラズパイ対応製品も多く扱っています。
SparkFun：米国の企業で、教育用やDIY向けの電子部品を広く提供しています。
愛光電気 (Aiko Denki)：日本国内メーカーとして、Raspberry Pi関連アクセサリや部品を提供しています。
Adafruit：米国のメーカーで、学習用キットや拡張モジュールが豊富です。

Raspberry Piは、その小型性と拡張性から世界中で広く利用されており、日本市場でも教育から産業応用まで高い注目を集めています。適切なモデルと周辺機器を選定することで、プロジェクトの可能性を大きく広げることができます。