Raspberry Pi はじめてのラズパイ:ハードウェア編

Raspberry Pi はじめてのラズパイ:ハードウェア編

Raspberry Pi 4(ラズパイ4)をはじめるために、まずは必要なハードウェアを準備します。ラズパイ4はラズパイ3からインターフェース仕様変更や消費電流増加があるため、ラズパイ4用にACアダプタ・microSDカード・microHDMI・バッテリ・ケースなどを準備する必要があります。これらの部品を選定するポイントについて解説します。

ハードウェア一覧

必要なハードウェアは以下のとおりです。

Raspberry Pi 4 本体【国内正規代理店品】Raspberry Pi4 ModelB 4GB ラズベリーパイ4 技適対応品
microSDカードSamsung EVO Plus 32GB microSDHC MB-MC32GA/ECO 国内正規保証品
電源ACアダプタLABISTS Raspberry Pi 4B TypeC電源ケーブル 5.1V 3A スイッチ付き ACアダプター PSE取得
micro-HDMI変換ケーブルMicro HDMI HDMI 変換アダプター 2本セット 15cm
Raspberry Pi 4 ケースラズベリーパイ 4オフィシャル ケース 赤/白
バッテリAnker PowerCore Fusion 5000
USB type-CケーブルUGREEN USB Type C L字 ケーブル 0.5m

Raspberry Pi 4 本体

 Raspberry Pi 4(以下、ラズパイ4と略します)の仕様は下記のとおりです。販売されている種類は3つあり、メモリ容量(1GB, 2GB, 4GB)が異なります。国内で使用するには、技適取得済み製品でなければ法律に触れるため、購入の際には注意してください。ラズパイ3からの主な変更点を上げると、メモリ容量増加・ギガビットイーサ・USB3.0です。

  • Broadcom BCM2711、クアッドコアCortex-A72(ARM v8)64ビットSoC @ 1.5 GHz
  • 1 GB、2 GB、または4 GB LPDDR4-3200 SDRAM(モデルによって異なる)
  • 2.4 GHzおよび5.0 GHz IEEE 802.11acワイヤレス、Bluetooth 5.0、BLE
  • ギガビットイーサネット
  • 2 USB 3.0ポート; 2 USB 2.0ポート。
  • Raspberry Pi標準40ピンGPIOヘッダー(以前のボードとの完全な下位互換性)
  • 2×マイクロHDMIポート(最大4kp60をサポート)
  • 2レーンMIPI DSIディスプレイポート
  • 2レーンMIPI CSIカメラポート
  • 4極ステレオオーディオおよびコンポジットビデオポート
  • H.265(4kp60デコード)、H264(1080p60デコード、1080p30エンコード)
  • OpenGL ES 3.0グラフィックス
  • オペレーティングシステムおよびデータストレージをロードするためのMicro-SDカードスロット
  • USB-Cコネクタ経由の5V DC(最小3A *)
  • GPIOヘッダー経由の5V DC(最小3A *)
  • Power over Ethernet(PoE)対応(個別のPoE HATが必要)
  • 動作温度:周囲温度0〜50度

*ダウンストリームUSB周辺機器の合計消費量が500mA未満の場合、2.5A電源を使用できます。

microSDカード

ラズパイ4は、microSDカードを使用します。容量は32GB以下をおすすめします。ラズパイのフォーマット形式FAT32なので、対応している容量は32GBまでです。64GB以上を使用するためには、色々苦労が必要なようです(参考:https://pcmanabu.com/pi4-sdxc-installer/

microSDは多くのメーカが色んな種類で販売していますが、信頼できるメーカは、東芝・サムスン・サンディスクでしょう。amazonでも販売されていますが、偽物も多く出回っていますので、販売者が正規販売者かどうか注意が必要です。私は下記のサムスン製品を購入しました。

電源ACアダプタ

ラズパイ4は消費電力が大きく、最小電流は3Aという仕様です。USB周辺機器を接続していなければ、2.5Aでも大丈夫なようですが、やはりここは十分な余裕をもたせておきたいところ。最近の携帯電はの充電は、USB type Cなのでこれが使えそうですが、3A電流という製品はなかなかなさそうです。下記製品は、ラズパイ4用として販売されており、仕様は5.1V/3.0Aとなっています。PSE認証を取得しているため、安全に使用できると思います。また、スイッチ付きケーブルなので、電源ON/OFFをするために電源を抜き差しする手間が省けます。

micro-HDMI変換ケーブル

はじめて使用するときは、まずはディスプレイ出力したいですよね。HDMIケーブルは多くの人が持っていると思いますが、ラズパイ4はmicro-HDMIなので、変換する必要があります。なんでもいいと思いますが、ラズパイ4は出力が2つあるので、まとめて2個セットを買っておけばいいと思います。

Raspberry Pi 4 ケース

ラズパイ4はラズパイ3から端子位置が変更になったため、ラズパイ3のケースを使用できません。ラズパイ4用のケースを新たに購入しましょう。オフィシャル製品か、OKdo製品あたりを買っておけば問題ないと思います。ヒートシンクを搭載したものもありますが、高負荷処理を長時間行わなければ、不要だと思います。

バッテリ

デバッグ段階はACアダプタでいいですが、実際にラジコンに搭載したり、ロボットを動かしたりする際には、電源をバッテリに変更したいですよね。ここでも問題になるのが、電流供給能力です。おすすめはAnker製品です。Anker PowerCore Fusionは、モバイルバッテリー使用時の最大供給電流は3Aとなっています。ACアダプタとして使用する場合は最大2.1Aなので、この状態でラズパイ4を接続して使用すると、起動しなかったり動作不安定になると思いますので、注意してください。

USB type-C ケーブル

ラズパイ4とバッテリを接続するためのUSB type-Cケーブルが必要です。まずは、手持ちの携帯充電ケーブルで十分だと思いますが、作品をコンパクトにまとめたい場合は、小型なラズパイに合わせて、短いケーブルやL字ケーブルを使用するといいでしょう。

次回予告

ハードウェアの準備ができたら、次はソフトウェアの準備です。次回は、OSをインストールして、Windows端末からSSH接続でコマンドライン操作、またはVNC接続でGUI操作できるまでを解説したいと思います。

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