初心者がRaspberryPiでLEDを光らせる

【 Raspberry Pi 】LEDを光らせるまでの道のり~前編~GPIOをインストール【初心者】

【 Raspberry Pi 】LEDを光らせるまでの道のり~前編~GPIOをインストール【初心者】

前回の記事では、Raspberry Pi 初心者である筆者が Raspberry Pi を使ってプログラミングを学ぶために、どのプログラミング言語と開発環境を使っていくかを調べて決定しました。

次に、3つの開発環境を使って、それぞれ同じようなプログラムを実行してどの開発環境が初心者には適しているのかを検証していきます。
まずは何から始めてよいのか分からないので、この記事では開発環境の検証に入る前段階としてチュートリアルに沿って始めて行きたいと思います。

LEDを光らせてみよう~準備~

まずはLEDを光らせてみよう!という事で、LEDを光らせるための部品を用意しました。

freennove_kit1

このキットは、Fabshop の学習キットの中に含まれていて、LEDやスイッチ、ブレッドボードなど色々な電子工作に使える部品がセットになったものです。学習キットの中にはRaspberry Pi をはじめ、マウスやキーボード、ケーブルなども含まれていますのですぐにプログラミング学習を始めることが出来ます。

RaspberryPi4B-4G SD電子工作学習キット

現在、ふるさと納税返礼品として、定価よりも安く手に入れることが出来ます。

Furusato2020

部品を用意したら、以下のサイトからこのキットのマニュアルをダウンロードします。

Adeept Supur Kit for Raspberry Pi

GPIOについて学ぶ

ダウンロードしたチュートリアルに従って進めていきます。
まず、Raspberry Pi GPIO Library Introduction (4ページ目)が出てきます。
これは、どうやらGPIOというものの紹介のようです。

https://pypi.org/project/RPi.GPIO/

リンク先に飛んでみると、「このパッケージは Raspberry Pi の GPIO を制御するためのクラスを提供します」という文字が出てきました。
GPIOが何なのか全く分からないので、色々調べてみました。

GPIOとは、マイコン(マイクロコントローラ)などのICチップや電子基板が標準的に備える入出力端子の一種で、設定次第で様々な用途に利用できるもの。
引用元:e-Words
正直これだけではよく分からなかったので、他にも調べてみた結果、初心者なりに以下の事を理解しました。
  • プログラミングをする時には入力・出力という作業をする。
  • 情報を入力して、外部に命令を出力する、その工程をピンを使って行う。
  • そのピンというのが、Raspberry Pi にある長細い黒い土台の上に針(端子)がたくさん出ているものにあたる。

raspberry pi gpio

Raspberry Pi の GPIOピンにはそれぞれ役割があるようで、2ページ目の Raspberry Pi Pin Numbering Introduction で、ピンの配列を確認することができます。
電源3.3v や、0v の表示もあるので、どのピンを使って情報を入力、出力できるのかを確認して指定する必要があるのでしょう。

GPIO を Python で操作する

マニュアルの4ページ目に「 Install wiringPi : 」があります。
この wiringPi というのは、GPIO を Python で操作するためのライブラリの一つで、このライブラリをインストールするという意味のようです。

Step 1 : ソースをゲットする ( Get the source code )

WiringPi というライブラリをインストールします。

LXTerminal を開きます。

LXTerminal

LXTerminal が開いたら、次のコードを入力します。

$ git clone git://git.drogon.net/wiringPi

接続できません・・・

wiringPiインストール

このURLから wiringPi をインストールするのだろうと思い、git.drogon.net/wiringPi にアクセスしましたが、存在しませんでした。
調べてみると、この情報は古いようで、次の場所からインストールすれば出来るようなので試してみました。

$ git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi.git

インストールできたWiringPi
無事にインストールされました。

Step 2: コンパイルとインストール( compile and install )

$ cd wiringPi 

wiringPi ディレクトリに移動します。

「そのようなファイルやディレクトリはありません」と表示されました。
原因は、WiringPi の 「 W 」を小文字にしていたためでした。
小文字の部分を大文字に変えて再度実行したら解決し、WiringPi ディレクトリの中に移動できました。

cd_wiringPi
次に以下のコードを入力します。
$ git pull origin
git pull というコマンドを使って、ダウンロードした WiringPi を自分のパソコン内のファイルやディレクトリの履歴を管理する場所にコピーをして、現在のブランチ(履歴の流れを分岐して記録していくためのもの)と合わせること、と解釈しました。
続いて以下のコードを入力します。
$ sudo ./build
./build というコマンドを使って、WiringPi を実行可能なファイルとして作成する処理(操作)をします。
実行すると、自動的に WiringPi のソースコードがコンパイル(プログラムを機械語に翻訳)されて、Raspberry Pi にインストールされます。
build

Step 3: WiringPi が正常にインストールされているかどうかを確認

マニュアルの5ページ目の WiringPi が正常にインストールされているかどうかの確認をするにあたり、まずは以下のコードを入力します。

$ sudo gpio -v

gpio-v
このコマンドは、gpio のバージョンやその他の情報も表示されるもので、実際に表示がされているのでインストールされていると判断できます。
マニュアルに沿って次のコマンドを入力します。
$ sudo gpio readall
readall というコマンドを使って gpio を読み込みます。
正常にインストールされていれば gpio の情報リストのようなものが表示されます。
gpio_readall

今回はLEDを光らせるために、チュートリアルに沿ってGPIOライブラリをインストールしするところまで出来ました。

次回は、実際にLEDを光らせるプログラムを書いて実行させてみようと思います。

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Fab(ファブ)とはFabricationの略で、日本語では「モノづくり」を意味します。Shop(ショップ)は工房や工作所の事をさす英単語です。この2つを合わせて、モノづくり工房の意味で「Fabshop®(ファブショップ)と名付けました。
Fabshop®では、今は当たり前のように普及したコンピュータやインターネットを活用して新しい時代のものづくりを提案していきます。

Fabshop®は登録商標です。

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