【面白い使い方】ラズパイでできること10選!

パソコン程高くなく、比較的高度な演算力のある小さなコンピューターのラズパイですが、
その汎用性やできることが多すぎて初心者にとってはわかりづらいと思います。また最初の内はその機能を活用するアイディアが思いつかないです。

ラズパイってよく聞くけど何ができるのだろう?
ラズパイ買ったのはいいけど、何を作ればいいんだろう?

そのため、Lチカまではやったけど、その後何をしたらいいかわからなくて埃をかぶっているということもあると思います。

この記事ではそうした読者のために、汎用性を生み出しているラズパイの特徴を整理して機能の全体像を抑えつつ、まずは作り上げることを目的に、ハードウェアの作り方からソースコードまで載せた面白い活用事例を10個を紹介します。ぜひ参考にしてみてください!

ゆういち
ゆういち
汎用性を生み出すラズパイの特徴
ラズパイの活用事例
の2つをこの記事で解説します!

汎用性を生み出すラズパイの特徴

他のマイコンボードと比べてラズパイの特徴を見ていきたいと思います。

多様なセンサーやモーターを使うことができるGPIOとUSB

ラズパイのようなマイコンボードといったらモーターを使って力を加えたり、センサを使用して、外界の状態を読み取る機能だと思います。
ラズパイには標準的に40pinのGPIOを備えており、これらと配線すると、そのモーターやセンサーを使用することができるようになります。例えばサーボモータを使用する場合はラズパイのピンの内、5V、GNDとGPIO12に配線すれば、そのサーボモータを動かす準備ができます。
またUSBも部品の接続口としてよく使用されます。カメラや自己位置推定に用いるLIDARはUSBのことが多いです。ラズパイはこのUSB接続口が4つと豊富にあり、不足の心配はあまり考えなくてよいと思います。

RaspberryPiJetson NanoArduinoM5Stack
GPIO40pin40pin20pin46pin
USB4つ4つなしなし
GPIOとUSBの数

複数のラズパイ同士を繋げるWifiやBluetooth通信

例えば誰かが帰宅した際にLEDを光らせて家族に伝えるといったシステムを作るとしましょう。その際は玄関にドアの開閉センサーを備えたラズパイとリビングにLEDを備えたラズパイを準備し、一方からもう一方のラズパイに対してWiFi通信してドアの開閉センサー情報を遠隔から送ってやり、LEDを光らせるとよいでしょう。こうしたセンシングする場所とアクションを起こす場所が遠いときにWi-FiやBluetooth通信が有効です。
ラズパイはWifiもBluetoothも標準で搭載されています。

RaspberryPiJetson NanoArduinoM5Stack
Wifiありなしなしあり
Bluetoothありなしなしあり
WifiとBluettothの標準搭載の有無

負荷の高い計算にも耐えうるCPUやRAM

GPUを搭載したPCやJetson Nanoほど高速ではありませんが、ラズパイでも顔認識やハンドジェスチャー認識のような負荷の高い計算が可能です。メモリも一般的なPC程あり、ネットサーフィンも可能な程です。負荷の低い処理はArduino、負荷の高い処理はラズパイというように差別化するとよいでしょう。

RaspberryPiJetson NanoArduinoM5Stack
CPUクロック1.5 GHz Quad-core1.43GHz Quad-core16 MHz240MHz Dual-core
メモリ容量8GB4GB2KB520KB
CPUクロックとメモリ容量

OSの有無

ラズパイやJetson NanoにはLinuxOSが搭載されており、普段使用しているWindowsと同じようなデスクトップ環境でソフトウェアを実行させます。一方でArduinoやM5Stackは書き込まれているソフトが電源と同時に起動するようになっています。

RaspberryPiJetson NanoArduinoM5Stack
OSLinuxLinux無し無し
OSの有無

豊富なコミュニティ

ボードの人気は開発者人口やそのボードに関する情報に関わってきます。Google Trendによると4つのボードの中ではArduinoに次いで人気で、そのコミュニティの大きさが伺えます。これだけ人気ならすごくマイナーなセンサであっても、その解説記事が存在する確率はぐっと上がるでしょう。

ゆういち
ゆういち
使えるセンサー、モーターやソフトウェアの組み合わせを考えるとラズパイにはものすごい汎用性があることがわかりますね。

活用事例

上記のラズパイの特徴を抑えて活用事例を見てきましょう。気に入ったものがあったらぜひ作成してみてください!必要な部品、配線方法やソースコードがあるので、作る上で参考になると思います。

顔認証

1つ目は顔認証です。ディープラーニングの登場によって脚光を浴びており、簡易な認証としてスマートフォンでも使用されています。ハードルが高そうですが、ラズパイとカメラさえあれば、作成することが可能です。

作り方はこちら

暗闇の中で顔認証

2つ目も顔認証ですが、赤外線カメラを使用しており暗闇でも認証可能です。寝室や映画館等の明かりをつけたくないシチュエーションで応用できそうです。

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スマートミラー

3つ目はスマートミラーです。鏡に文字を浮かび上がらせるもので、天気やスケジュール等、好みでカスタマイズすることができます。仕組みは簡単でディスプレイの上にマジックミラーを重ねており、鏡の前の人の姿を映すこととディスプレイの映像も目に届くようにしています。マジックミラーの手配はディスプレイのサイズに合わせて作成してくれる便利な業者様がいるのでそちらに依頼しましょう。

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トラッキングカメラ

4つ目は人の顔を追い続けるトラッキングカメラです。顔認識を使い人の顔を捉え、その方向にカメラを向けるようにモーターでコントロールしています。色々な応用が考えられそうなこのトラッキングカメラですが、例えば防犯カメラやアクションカメラにも適してそうです。

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スマートロック

5つ目は定番のスマートロックです。製品としてもたくさんのものがリリースされていますが、自作することが可能です。鍵の形状に合わせてモーターを固定し、その回転力で開け閉めさせています。スマートフォンから開け閉めの指示ができるアプリも紹介しています。

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ハンドポーズ認識

6つ目はハンドジェスチャー認識で、カメラ映像から手を抽出し、その手の形を認識することができます。ユーザーがボタンを押したりすることなく、手の形を変えるだけで様々な信号を作り出すことができます。

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自動スプレー

7つ目は自動スプレーです。よくある応用例としてはアルコールディスペンサーがあります。液体を貯蔵しているところからポンプを使って汲み上げ霧状にしてそれを噴き出すことができます。

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直動機構

8つ目は直動機構です。モーターを駆動力にして、まっすぐ動く動作を作り出します。角度を変えれば上下移動も可能です。

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四脚ロボット

9つ目は4脚ロボットです。動物を模したロボットで、物体を目で追う様はまるで生き物のようです。動画のロボットはKickStarterでクラウドファンディングしていた"Mini Pupper"というプロジェクトで、活発に活動を続けているようです。ROSというロボット用のOSで作成されているので、誰でもカスタマイズして、好きな動きをさせることができます。

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ロボットアーム

10個目はロボットアームです。6軸のモーターを駆動力にしているので、複雑な動きや様々なタスクを実行することができます。動画の中では顔の位置をカメラで認識し、一定の距離を常に保つようなタスクを与えていて、非常に多様な動きをしています。ここで使用しているロボットアームは"myCobot"というElephant Robotics社の製品で、10万円というロボットアームにしては手の届きやすい価格になってます。

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おわりに

いかがだったでしょうか。まずは作ってみることで作る前ではわからなかった勘所みたいなものが掴めると思います。また別のプロジェクトでも使えるようなソフトウェアや部品もあると思うので、ぜひチャレンジしてみてください!

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