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Raspberry Piの導入

インストール

OS

• Raspberry Pi Imager をインストール
  https://www.raspberrypi.org/downloads/にアクセス
• あなたが使用しているPCにあわせてインストーラーをダウンロード(20MB程度)
  1. Windowsの場合には 「- Raspberry Pi Imager for Windows」をクリック,
  2. Macの場合には「- Raspberry Pi Imager for macOS」をクリック
• SDカードをPCに認識させる(PCあるいはカードリーダーに挿入)
• ダウンロードした インストーラー(imager.exe)を実行
• Raspberry PiのOSを選択(通常はRaspbian)

次に, SDカードをRaspberry Pi基板に挿入し, 電源を投入してください. こちらも指示通りの手順でOSアップデートまで完了します.

設定

1. LXTerminal(ターミナル = UNIX命令を入力・実行するソフト): (インストール済み, メニューバーにアイコン[>_]あり)
2. ファイルマネージャー(インストール済み)
3. (メニューバー上右側) Bluetooth設定 - OFF
4. (メニューバー上右側) Wi-Fi設定 - OFF
5. (メニューバー上右側) 音声設定 - Mute
6. (メニューバー上左側) menu(ラズパイ印) --> 「設定」--> 「Raspberry Piの設定」--> インターフェイス
   (必要に応じて) SSH, SPI, I2Cを「有効」にします

ソフトウェアのインストール

エディタ(プログラムなどを書くソフト) emacsの インストール

• Terminalを開き(メニューバーのアイコンをクリック・実行), 以下の命令を入力

  sudo apt update
  sudo apt install emacs

このときemacsの部分をインストールしたいプログラム名(gnuplot, gimp, scilab など)に変えると各種プログラムがインストールできます.

sudo

設定ファイル

例えば, emacsの設定ファイル(init.el)をホームディレクトリ(/home/pi/)に一旦保存しておき, 次の手順で.emacs.d下に置くと, emacsがこの設定ファイルに従った動作をします.

mkdir ~/.emacs.d
mv init.el ~/.emacs.d/

また, emacsを使い込んでくると, キーボドの「CapsLock」キーと「Ctrl」キーを入れ替えたい気持ちが高まります. そんなのときには「dot.Xmodmap」ファイルをダウンロードして, 「.Xmodmap」という名前でホームディレクトリ(/home/pi/)に保存してください. (ファイルマネージャでもできますし, LXTerminalですと下記を実行)

mv dot.Xmodmap ~/.Xmodmap

簡単な使い方 (UNIX的作業)

作業ディレクトリの作成

mkdir ~/work
cd ~/work

テキストエディタemacsを用いて, 新しくtest.cというファイルを作成する場合には次のようにします. 「emacs test.c &」

emacsの使い方を書いておきましたので, 適宜勉強してください.

ディレクトリの指定とファイル操作について

• 絶対パス: 最上部(ファイルシステムが入っている最も大きな箱のイメージ)からの指定方法で,
  • /home/pi/work/hoge.txt
  のように書きます.
• 相対パス: 現在いるディレクトリからみた指定方法で, 次のような指定方法があります. (現在ホームディレクトリにいるとします)
  • work/hoge.txt
  • ~/work/hoge.txt (「~/」はホームディレクトリ(/home/pi)を表し, そこからの相対パス(行き先)を指定します)
  • 良く出てくるパス指定も覚えておきましょう.
    1. 「/」... ルートディレクトリ
    2. 「~/」... ホームディレクトリ
    3. 「./」... 現在いるディレクトリ
    4. 「../」... 現在いるディレクトリの入っているディレクトリ

現在いるディレクトリが知りたかったら,

pwd 

ディレクトリを変更したかったら, 「cd (パス)」と入力します. パスは絶対パスあるいは相対パスのどちらでもOKです. 単に「cd」と入力すると「cd ~/」と同等, すなわちホームディレクトリに場所を移動します. 「cd -」とすると, 直前にいたディレクトリに移動します.

新しいディレクトリを作成したかったら, 「mkdir (ディレクトリ名)」と入力します.

ディレクトリを削除するには, 「rmdir (ディレクトリ名)」と入力します.

ついでにファイル操作についても書いておきます.

• ファイル一覧表示:

  ls 

  ls -l

  ls -la 

  などスイッチ(ハイフン(-)後に続く記号)によって表示内容を調整することができます

  名前が「.」で始まるファイル(やディレクトリ)は, 隠しファイル(隠しディレクトリ)で通常の「ls」では表示されません. 隠しファイルを見るためには「ls -a」とします. ファイルの詳細(サイズ, 作成日時など)も知りたければ「ls -la」です.

• ファイル名の変更

  mv hoge1.txt  hoge2.txt

  とすると名前がhoge1.txtからhoge2.txtに変更されます.
• ファイルのディレクトリ変更:

  mv hoge1.txt work/ 

  とすると現在のディレクトリにあるworkディレクトリにhoge1.txtを移動します.

  mv hoge1.txt work/hoge2.txt

  とするとhoge1.txtがworkディレクトリ中にhoge2.txtと名前を変えて移動します.
• ファイルのコピー:

  cp hoge1.txt hoge2.txt

  とするとhoge1.txtと同じファイルhoge2.txtが新たに作成されます.
• ファイルの削除:

  rm hoge2.txt

  と入力すると, hoge2.txtが削除されます.

長いファイル名など, いっぱいタイプするのに疲れたら, 補間機能を使いましょう. ファイル名の途中まで入れて[Tab]キーを押してみてください. 未入力の部分が補間され, 複数の候補があるときにはそれらが表示されますので, 1文字以上入力して再び[Tab]キーを押せば, また補間してくれます. 便利ですね.

もう少し詳しい使い方は, 「UNIX基本コマンド」のページを参照してください.

終了

1. menu(ラズパイ印) --> 「ログアウト」 --> 「Shutdown」
2. LXTerminalにて, 「sudo shutdown -h now」と入力

また, 再起動する時には, 電源ケーブルを抜いて, 再度挿します. (ボタン操作で起動/終了させる方法もありますが, また別の機会に)

日付、時刻の変更

例えば, 2021年5月1日 12時34分00秒の場合

sudo  date  --set='2021/05/01 12:34:00'

備忘録

RaspberryPiのGPIOポートの操作 (LEDとスイッチ)

• 説明(RaspberryPiにおけるI/O操作メモ)
• shプログラム例(gpio.sh)
• Cプログラム例1(gpio.c)
• Cプログラム例2(gpio_wp.c)

加速度センサー(ADXL355, SPI通信)をRaspberryPiで動かす

• RaspberryPiの設定にてSPIを有効化
  menu(ラズパイ印) --> [設定] --> [Rspberry Piの設定] --> [SPI]=有効 --> 再起動
• terminalにて次のコマンドを実行して, SPIの設定確認
  • 「ls /dev/spi*」--> 結果が「/dev/spidev0.0 /dev/spidev0.1」ならOK
  • 「lsmod | grep spi」 --> 結果に「spidev」と「spi_bcm2835」があればOK
• 電源(3.3V)x2, GND, MISO, ~CS, SCLK, MOSIを対応するラズパイのI/O端子に接続
• SPI通信テスト用プログラム adxl355_spitest.c
  work下に置いて, 「cc adxl355_spitest.c」--> 「./a.out」で動作 --> 「ad」が出力されればSPI通信OK
• サンプルプログラム sample.c, adxl355.c, adxl355.h, Makefile
  work(あるいは適当なディレクトリ)下に4つのファイルを置いて, 「make」 --> 「./sample」で動作 --> 時刻と 加速度(3軸)に対応する数値が表示される

加速度・ジャイロセンサー(LSM6DS33, SPI通信)をRaspberryPiで動かす

• RaspberryPiの設定にてSPIを有効化
  menu(ラズパイ印) --> [設定] --> [Rspberry Piの設定] --> [SPI]=有効 --> 再起動
• terminalにて次のコマンドを実行して, SPIの設定確認
  • 「ls /dev/spi*」--> 結果が「/dev/spidev0.0 /dev/spidev0.1」ならOK
  • 「lsmod | grep spi」 --> 結果に「spidev」と「spi_bcm2835」があればOK
• 電源(3.3V)x2, GND, ~CS, SDA(MOSI), SCL, SDO(MISO) を対応するラズパイのI/O端子に接続
• SPI通信テスト用プログラム lsm6ds33_spitest.cを
  work下に置いて, 「cc lsm6ds33_spitest.c」--> 「./a.out」で動作 --> 「??」が出力されればSPI通信OK
• サンプルプログラム sample.c, lsm6ds33.c, lsm6ds33.h, Makefile
  work(あるいは適当なディレクトリ)下に4つのファイルを置いて, 「make」 --> 「./sample」で動作 --> 時刻, ジャイロ(3軸), 加速度(3軸)に対応する数値が表示される

A/Dコンバータ(mcp3201, SPI通信)をRaspberryPiで動かす

• 電源(3.3V), GND, MISO, ~CS, SCLK, MOSIを対応するラズパイのI/O端子に接続
• RaspberryPiの設定にてSPIを有効化
  menu(ラズパイ印) --> [設定] --> [Rspberry Piの設定] --> [SPI]=有効 --> 再起動
• サンプルプログラム sample.c, mcp3201.c, mcp3201.h, Makefile
  work(あるいは適当なディレクトリ)下に4つのファイルを置いて, 「make」 --> 「./sample」で動作 --> 測定(電圧)値が表示される

OpenCV2