Raspberry Pi 【Raspberry Piとは&セットアップ編&カメラを使用する】

社内で共有した物を一部編集・修正してします。

次はzoomを導入して、遊んでみたい。
https://support.zoom.us/hc/ja/articles/204206269


#はじめに
![RPi-Logo-Landscape-SCREEN.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/473c58cd-db21-4de2-ead0-988eaf49ab2f.png)
## Raspberry Piとは

Raspberry Pi（ラズベリー パイ）は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータ。イギリスのラズベリーパイ財団（英語版）によって開発されている。日本語では略称としてラズパイとも呼ばれる。
教育で利用されることを想定して制作された。IoTが隆盛した2010年代後半以降は、安価に入手できるシングルボードコンピュータとして趣味や業務（試作品の開発）等としても用いられるようになりました。

今出ているものでは**Raspberry Pi 4**が一番新しく、
過去には**Raspberry Pi 3**や**Raspberry Pi Zero**などがあります。
価格は、数千で手に入る物が多く、お手頃なのが特徴です。

| 機種名 | 発売日 | 価格 | メモリ | 主電源 | 主映像出力 |
|:-----------|:------------|:-------------|:-------------|:-------------|:-------------|
| Raspberry Pi 4 Model B       | 2019年6月24日	        | 4千~	         |1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB|USB Type-C|micro-HDMI|
| Raspberry Pi 3 Model B+    | 2018年3月14日	      | 5千~	       |1 GB|microUSB|HDMI|
| Raspberry Pi Zero WH      | 2018年1月12日        | 2千~	         |512 MB|microUSB|Mini HDMI|
| Raspberry Pi 3 Model A+        | 2018年11月	          | 3千~           |512 MB|microUSB|HDMI|


ちなみに自分はRaspberry Pi 3BとRaspberry Pi 3B+を天国に送っています。

![b9988084-cd1d-4d65-b47c-09031b049d85.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/9c499d13-6351-9828-272b-07d8670ee44d.jpeg)
**Raspberry Pi Zeroはこんなにもコンパクト。単三電池ぐらいの大きさです。**

本記事では**ラズパイ**と総称します。

##OS
OSの最新はLinux Debianベースの**Raspberry Pi OS**です。
2020年5月に正式名称がRaspbianからRaspberry Pi OSへ変更され、PCとMac向けのRaspbianについても、Raspberry Pi Desktopへと変更されています。

##何に使えるの？　どんな人にオススメ？
主に教育向け、電子工作に使用されます。
GPIOにLEDやセンサーなど様々な機器を取り付けることで、IoTデバイスとしても使用可能です。
(ちなみにI/Oは剥き出しなので、電源ONの時は金属等を接触させることのないようにしてください。
LED1本で簡単に逝きました。)
![スクリーンショット 2020-11-28 2.43.08.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/bbdce19c-7ed9-175f-fb4a-b3be14c295b2.png)
**↑ラズパイのGPIO**

ラズパイを使った制作例
[RaspberryPiでLEDライトを点滅する](http://www.ic.daito.ac.jp/~mizutani/raspi/blinkingLED.html)
[超音波距離センサ(HC-SR04)を使う](http://make.bcde.jp/raspberry-pi/%E8%B6%85%E9%9F%B3%E6%B3%A2%E8%B7%9D%E9%9B%A2%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5hc-sr04%E3%82%92%E4%BD%BF%E3%81%86/)
[ラズベリーパイで温度・湿度・気圧をまとめて取得！AE-BME280でIC2通信](https://deviceplus.jp/hobby/raspberrypi_entry_039/)
[Raspberry Pi + PaSoRiでICカードの情報をよみこむ](https://webty.jp/staffblog/blog/post-2018/)

また、webサーバーとして活用などもできます。

[Raspberry PiでWEBアプリケーションを作る (1 - とりあえず何か表示してみる)](https://www.taneyats.com/entry/raspi-web-application-apache)

#セットアップをする
**用意する物**
・ラズパイをダウンロードするためのPC(SD・microSDが接続可能)
・ラズパイ本体（今回はRaspberry Pi 4を使用します）
・microSD（16GB以上推奨 8GBでは残り170MBほどになるのでお勧めしません）
・typeC給電コード（5V3Aぐらいほしい。それ以下は起動しない、もしくは高負荷時に電源が落ちます）
・モニター（セットアップのため、最初はあったほうが良い）
・mini-HDMIコード、もしくは変換機
・HDMIコード
・マウス
・キーボード

セット売りの物は必要な変換ケーブルや、既に付属microSDにOSがインストール済みの場合はあります。
単品で買う場合は本体以外何もついていないので注意です。

##OSをインストール

![スクリーンショット 2020-11-28 12.24.02.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/893d9beb-8f12-edaf-014f-a57e7e2bd0b0.png)


公式サイトで自身のPCに適したImagerをダウンロードします。
https://www.raspberrypi.org/software/

ImagerはOS書き込み用のソフトです。
以前は何GBもあるOSイメージをダウンロードして、ファイルを移す作業をしていたので画期的ですね。

![スクリーンショット 2020-11-28 12.24.14.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/6eab7568-7e5e-b6c2-a6f0-5bf804a93654.png)
**↑リンクからダウンロード**

![スクリーンショット 2020-11-28 12.46.12.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/a0ea4ffd-7b56-c269-64ab-55560b2f20f3.png)

適所にインストールし、立ち上げるとImagerが立ち上がります。

![スクリーンショット 2020-11-28 12.56.02.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/ed2a6790-1381-3f1e-f026-f105a1a67f82.png)

CHOOSE OS > Raspberry Pi OS(Other) > Raspberry Pi OS Full(32-bit)を選択。
書き込みするSDを指定し、**WRITE**で書き込み開始します。

終了すると、自動的にマウント解除されます。

書き込んだmicroSDを、ラズパイの差込口に入れ、導入完了です。

#起動 & 設定
起動すると以下のように立ち上がります。（スクショ撮影のため、一部ネットワーク設定等設定済みです）
![スクリーンショット 2020-11-29 16.45.58.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/603e5909-a4a4-cb03-cdfe-2190f0b809fe.png)

![スクリーンショット 2020-11-29 16.44.41.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/5910bf0e-3fd4-c0ed-72b5-d74f9de93a0a.png)

初期設定を求められるので、流れに沿って設定します。

##言語
![スクリーンショット 2020-11-29 16.48.13.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/9de5d89e-18cd-f310-38fc-87c262ecf4c2.png)
日本語で設定。英語を使う場合やUSキーボードを使用している場合は適宜チェックを。

##パスワード
![スクリーンショット 2020-11-29 16.50.54.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/8fd03ec2-c4cf-5e01-18b0-aaff7fddf9fe.png)
デフォルトユーザーである`pi`のパスワード設定を行います。
ちなみにデフォルトのパスワードは`raspberry`です。

また、Raspberry Piの設定からでも変更可能です。
![スクリーンショット 2020-12-09 20.38.55.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/a7cd788e-3990-2ca9-046b-8e3c715d3c30.png)

##境界線
![スクリーンショット 2020-11-29 16.53.17.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/34379bf2-f684-45f8-f6de-6be4a08cde9d.png)
画面に黒縁がある場合はチェックを。

##ネットワーク
![aaa.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/442037d2-5df5-ba0a-4d40-a476209d5a4e.png)
使用したいのwi-fiを選択します。

右上の電波マークから再度設定可能です。
`Wireless & Wired Network Settings`からは細かく設定可能です。
![スクリーンショット 2020-12-09 20.45.31.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/2cb11058-a8f8-75e3-9447-5b43016a83f0.png)


##アップデート
![スクリーンショット 2020-11-29 16.57.25.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/cbf5fa93-e47c-81e5-5ffc-4e294b045839.png)
SKIPする場合はSKIPを。結構時間がかかります。

ここでリスタートが求められるのでリスタートしましょう。

#PCからラズパイを操作できるようにする
モニターとマウスとキーボードをつないでやるのはいいのですが、
一々場所を取って邪魔になります。

PCからラズパイに接続し、操作できるようにします。

##VNC
Virtual Network Computing（ヴァーチャル・ネットワーク・コンピューティング、略称VNC）は、ネットワーク上の離れたコンピュータを遠隔操作するためのRFBプロトコルを利用する、リモートデスクトップソフトである。VNCはクロスプラットフォームなソフトウェアとして開発されているため、インストールされているマシン同士はOSなどのプラットフォームの種類に依存することなく通信できる。
https://ja.wikipedia.org/wiki/Virtual_Network_Computing

###設定
![スクリーンショット 2020-11-29 17.25.56.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/97983a01-1032-65e3-150d-f9a8e21591cb.png)
左上の設定>Raspberry Piの設定をクリック。

![スクリーンショット 2020-11-29 17.27.56.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/d2d2bb45-a53f-cabc-8b45-0ca380349d68.png)
インターフェースの**VNC**を有効にし、OK。

![スクリーンショット 2020-11-29 17.28.58.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/b6522936-54ef-7fd3-141a-6b01b569057b.png)
左から二番目のようにVNCのアイコンが表示されるので、クリックします。

![スクリーンショット 2020-11-29 17.33.21.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/3fae59d4-b05e-7061-4103-545120f63fa4.png)
すると、現在の自分の**IP192.168.0.18**（人によって変わります）表示されます。
こちらをVNC接続に使用します。

##IPアドレスを固定する
現状だと起動するたびにIPアドレスが変わってしまいます。
固定する場合は下記の方を参考に行います。
https://mugeek.hatenablog.com/entry/2019/05/27/230256

#カメラを使用する
ラズパイでカメラを使用してIPカメラみたいな事をしてみたいと思います。

###VNC接続
![unnamed.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/84efee9e-ac44-dcd6-1ccb-c72aa97bb0e0.png)
VNC Viewr:
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

今回はこちらを使用します。

ダウンロードし、起動すると、以下のようにIPアドレスを打ち込む欄があります。
![スクリーンショット 2020-11-29 17.32.26.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/dbe168d3-493d-2626-2bcb-754fecfe74cc.png)
先ほどのIPを打ち込みます。
![スクリーンショット 2020-11-29 17.37.49.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/fb43cf36-7abf-bc38-0c4e-4e1dd3802f12.png)
ログインを求められるので、以下を打ち込みます。
ユーザーネーム:`pi`（デフォルト設定の場合）
パスワード:`先ほど設定したパスワード`

![スクリーンショット 2020-11-29 17.40.24.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/7368290f-ff42-5f43-2d12-36c7f21b277c.png)
これで接続完了です。

##SSH
Secure Shell（セキュアシェル、SSH）は、暗号や認証の技術を利用して、安全にリモートコンピュータと通信するためのプロトコル。パスワードなどの認証部分を含むすべてのネットワーク上の通信が暗号化される。
https://ja.wikipedia.org/wiki/Secure_Shell

sshの導入は基本デフォルトで済んでいるので省略します。

##設定
![スクリーンショット 2020-11-29 17.25.56.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/f8c9fb8d-e617-1044-5690-42589b8ef060.png)
設定を開き、

![スクリーンショット 2020-11-29 17.54.30.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/54eb3f56-e6b8-7f99-d71a-5cb9368097f5.png)
SSHを有効にします。


###IPを確認する
VNCを設定している場合はそちらで確認できます。
設定していない場合はまず、ラズパイのコンソールを開きます。

![スクリーンショット 2020-11-29 17.45.59.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/99b78294-b180-b986-b31d-e897a7b1e3bd.png)

![スクリーンショット 2020-11-29 17.46.13.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/c926cc00-e387-77f8-7ac4-f24dd9977291.png)
黒い画面が表示されるので、

```
ifconfig
```

を打ち込みます。

![スクリーンショット 2020-11-29 17.48.42.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/c6b5972b-1129-601d-b5dc-c1937398222e.png)
**wlan0**にIPが表示されます。

###接続
**Macで接続確認を行います**
windowsはこちらの方の参照ください。
http://imamachi-n.hatenablog.com/entry/2018/06/17/104419

ターミナルを起動します。
Dockのターミナル、または`⌘command+space`を押し**ターミナル.app**と検索し、起動します。

黒い画面が立ち上がるので、以下の打ち込みます。

```
ssh pi名@ラズパイのIP -p 22
```

![スクリーンショット 2020-11-29 18.09.15.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/8e5c5dfc-3cbe-d25d-a29d-f9b077608316.png)

The authenticity of host~と言われるので、yesと打ち込みます。
次にパスワードを聞かれるので、先ほど設定したパスワードを打ち込んでラズパイに接続完了です。

###その他
こちらはGUIのみの操作になります。
GUIからVNCを起動して接続する方法はこちらの方を参照ください。
http://zonomasa.hatenablog.com/entry/raspberry_pi_vnc_ssh

##カメラ
Amazonで注文できるカメラモジュール

https://www.amazon.co.jp/Raspberry-Pi-Camera-%E3%82%AB%E3%83%A1%E3%83%A9%E3%83%A2%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB-Daylight/dp/B01ER2SKFS
![51fSegjSNd+L._AC_SL1000_.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/e7b98215-f08a-b0af-eae4-bca3258f2488.jpeg)


多少格安の物でも大丈夫です。（自分は格安のものを使っています）

##取り付ける
![IMG_1458.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/d5f71830-4a65-4163-314d-9d11181c0d28.jpeg)


向きを間違えないようにラズパイにカメラ取り付けます。

##ラズパイで動作確認
カメラを有効にします。
設定後は**再起動**を忘れずに。
![スクリーンショット 2020-11-30 11.05.03.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/525b0646-1886-b78e-383c-6510ab6b0b74.png)

コンソールを開き、

```
raspistill -o test.jpg
```

と打ち込みます。
すると撮影を開始します。

![スクリーンショット 2020-11-30 12.49.57.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/8128572d-0c9d-4170-22c5-354e5f306d35.png)

撮影が終了すると、左上のファイルマネージャーを開くと、**/home/pi**にtest.jpgが生成されます。

しっかり撮影した物が写っていれば、カメラの動作確認は終了です。
エラーが発生して撮影できない場合はカメラの許可・カメラモジュールの接続状態を確認してください。

##webから画像をみることができるようにする。
今回はストリーミングソフトのmotionを使ってweb上から映像を確認できるようにします。

### motion導入

コンソールに打ち込み、motionをインストールします。

```
sudo apt-get install motion
```

続いて、他の端末から確認できるようにローカルホスト限定を外します。


```
sudo nano /etc/motion/motion.conf
```

`stream_localhost off`に変更。

続いて足りない設定をします。

```
sudo nano /etc/default/motion
```

###確認する

以下を打ち込むと起動します。

```
sudo motion -n
```

次にブラウザを開き、URL検索欄で検索します。

```
http://ラズパイのIP:8081
```

ブラウザに映し出されれば完了です。

![スクリーンショット 2020-11-30 13.42.11.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/257183/0e24ffff-206f-f955-3b4e-8ea5297f4660.png)


#出典
wikipedia: https://ja.wikipedia.org/
スイッチサイエンス: https://www.switch-science.com/catalog/3200/
ＵＳＢ監視カメラ　-　Ｍｏｔｉｏｎ: https://www.inex.co.jp/rasbpi/rasb60-02.html