はじめに

ラズパイは、2012年に発売され、世界中におよそ1800万台が出荷されているそうです。

そのため、ネット上での情報も多く、検証もしやすいのが特徴です。実機を触ってラズパイの可能性を探っていきたいと思います。

ハマったことや、成功したこと、理解できたことなどをまとめた研究記録です。

1.ラズパイとは

Raspberry Pi（ラズベリーパイ）は、ARMプロセッサを搭載したコストパフォーマンスにすぐれたシングルボードコンピュータ、通称ラズパイ。

安価な教育用として開発されましたが、GPIOで外部機器を制御できることなどの利便性を持ち、組み込みLinuxボックスとしても活用されています。

Pi3 からWi-FiとBluetoothが搭載され、より利用シーンが広がりました。

現在モデルは、Pi3 Model A　、Pi3 Model B/B+　PiZero /W WHと大きく分けて３種類あります。

また、2019年6月26日に、Raspberry Pi4が発売されました。

それに伴い、Raspberian OSも　Debian 10 Busterにバージョンアップされ、Pi4用の設定が追加されているようです。

　　

２.Pi3とPiZeroの仕様

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Raspberrypi4のスペック

CPU	1.5GHz クアッドコア Cortex-A72（ARMv8、64bit L1=32KB、L2=1M）
メモリ	1G, 2G, 4G, 8G 各モデルで選択
USB	USB 2.0 × 2 ,USB 3.0 × 2 （VIA VL805 PCIe）
bluetuth	5.0,
有線LAN	10/100/1000 Base-T （BCM54213PE直結）
無線LAN	2.4/5GHz（IEEE 802.11 b/g/n/ac)
電源	5V 3A USB-Cコネクター

3.消費電力の調査

Pi3の電源は、5V2.5Aが推奨されています。そこで消費電流を実測してみました。

インストール直後のアイドル状態で、pi3はおよそ300ｍA、Pi3+はおよそ400mA　Pi Zero WHは、150ｍA　

シャットダウン後の状態では、pi3はおよそ100ｍA、Pi3+はおよそ130mA　Pi Zero WHは、0ｍA

3B/3B+はシャットダウン後もかなり電流を消費しています。バッテリー駆動の場合は、電源管理が必要のようです。

また、専用電源アダプターではなく、USB電源を使う場合は、電流のしっかりとれるアダプターを選ぶことと、2.5A以上が流せるUSBケーブルを選定することが重要です。

4.SDカードの選定

ラズパイのストレージはMicroSDカードです。SDカードには書き換え寿命があり、2年から長くても５年ほどで限界に達するようです。

OSのROM化などSD寿命対策の情報が多く見られます、今後の研究テーマの１つに入れたいと思います。

また、当研究所では、連続通電４年経過のラズパイがあり、経過観察中です。

容量は4GB以上が必要ですが、最近は価格がこなれているので16Gか32GBを選択します。

ちなみにラズパイのブートローダーは、FAT16/FAT32フォーマットのみサポートしています。64GBはサポートしません。

64GB SDXCのSDカードフォーマットはexFATです。ラズパイで、64GB以上を使う場合は、強制的にFAT32でフォーマットできるツール[Buffalo Disk Formatter]等を使う必要があります。

Pi3 Model B+からは、ネットワークブートとPoE、USBストレージからの起動がサポートされました。

5.GPIOの調査

40pinのGPIOコネクタはDIOの他、シリアル、I2C、SPI、I2Sのインターフェースが割り当てられています。

6.最後に、Piのランプ

Pi3はSDカードスロットの横に電源ランプ(pwr）とアクセスランプ（act)のLEDがあります。

デフォルトで電源ランプは常時点灯ですが、電源不足時（デスクトップに稲妻マークが出る時）には消灯します。

アクセスランプはSDカードへのアクセス時に点滅します。

USBの給電がある限り、シャットダウンしていても電源ランプは点灯しているので、OS起動中か停止か判断できません。

ランプの挙動を一秒点滅等に変更することが可能で、これにより電源を切るタイミングが判ります。

Ｐi Zeroは、緑のランプが１つで、シャットダウン後は消灯します。

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