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【ラズパイpico】と【ラズパイ】と【Arduino】それぞれ得意なこと

arduino-raspberry-pico-eyecatchArduino(マイコンボード)
この記事は約21分で読めます。

今回はRaspberryPiPicoとRaspberryPiとArduinoそれぞれを

ある程度使いこなした私ホビーハッピーが、

RaspberryPiPicoとRaspberryPiとArduino それぞれの得意なことについてまとめました。

そもそもマイコンボードとシングルボードコンピューターを比較するのはどうなのか?

という話はありますが、生暖かい目で見てもらいたいです。

自己紹介

東証一部上場企業でサラリーマンしてます。

主に工場(生産現場)で使用する検査装置のアプリケーション開発してます。

ヒトの作業を自動化して簡略化するアプリケーションを日々開発中。

転職に成功して現在は超大手企業でシステム系の開発をしています。

Youtubeチャンネルにさまざまな動画を上げています

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Arduinoとは?

ArduinoUNO
ArduinoUNO

Arduinoは、かなり前から趣味としてマイコンを始めるのに最適なツールとして

海外を中心に流行しています。

日本ではそもそも工作は流行っても、プログラミングにはアレルギー反応が出る人が多いので

海外ほどは一般的ではないようです。プログラミングできると作品に幅が出て楽しいんですが…

ちなみにわたしの場合はこんな感じでArduinoを使って工作しています。

Arduinoの歴史

Arduinoはイタリアで発案されたプロジェクトの名前で、

2005年頃から動き出したようです。

Arduinoを生みだすことになった「Arduinoプロジェクト」は2005年に北イタリアイヴレーアという街でのen:Interaction Design Institute Ivrea (IDII)において始まった。当時、ロボットのデジタル制御装置の試作をするために学生が用いることが可能だったのは主にBASIC Stampであり、これは価格が当時$50ほどもし、これは(一般に、あまりお金を持っていないことが多い)学生たちにとっては相当な経済的負担だと感じられていた。もっと安価な制御装置の出現が望まれていたのである。こうしたことを背景に、it:Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellisという5人のグループが、「もっとシンプルに、もっと安価に、技術者でない学生でもデジタルなものを作ることができるようにする」という目的を据えた「Arduinoプロジェクト」を立ち上げた。この5人のグループが、当時 他者らによって検討されていた同様の目的の品々よりも、遥かに安価で簡単に使用できるものの開発に成功した。

arduinoの歴史 wikipediaより

制御用の装置ってどうしても性能を重視して高精度で高価なものが主流ですよね。

ただ、そこまでハイスペックでなくていいので安価なものが欲しい。

そんな要望に応えてくれたのがArduinoというわけですね。

ちなみにこのコンセプトは世界中で人気となり、

2008年時点で5万ユニット、2013年時点で70万ユニットを出荷しています。

Arduinoが人気な理由

実際に買って使ってみればわかりますが、

大きく分けて3つかなと思います。

  • 1個あたりの値段が安い。
  • どのArduinoの種類であっても共通で動作させることができる。
  • コマンド類が簡単で情報が豊富。

1個あたりの値段が安い。

マイコン自体、単体で購入すると数百円程度ですが、

このArduinoもマイコン単体よりは高額なものの、

1~2000円程度あれば1枚購入可能です。

もっと高性能でハイスペックなFPGAとかになってくると、

それはもう素人が趣味で手が出せない値段ですからね…

趣味で始めるには値段も手ころですね。

消耗品ということでもないので、買ってしまえば結構長いこと使えます。

どのArduinoの種類であっても共通で動作させることができる。

このメリットは複数の違うArduinoの種類を入手すると感じます。

例えば、ArduinoUNOとArduinoLeonardo

どちらもArduinoではありますが、実は心臓部である

マイコンの型番が全然違うのです。

ArduinoUNOはatmegaの328P

ArduinoLeonardoはatmegaの32U4です。

つまりマイコンの型番が異なる場合、

内部の命令系統も異なるはずです。(具体的にはレジスタとか)

ただ、Arduinoとパッケージングされていると

あまりそこは考えずにプログラミングできるんです。

入出力ピンを操作するdigitalWriteなんてのも、

ArduinoUNOとArduinoLeonardoで共通です。

どのマイコンを使用していようが、

命令系統は同じでいいというのは魅力ですね。

コマンド類が簡単で情報が豊富。

Arduinoに関しては、爆発的に人気が出たおかげで、

全世界的にArduinoを触っている人は多いです。

2013年時点で全世界で70万ユニット販売しているということですが、

現在ではその倍以上にはなっているでしょう。

それだけ全世界で使用されているということで、

使い方やエラー対処の方法がインターネット上にゴロゴロしています。

ちょっと調べるだけで使い方の例であったり、

エラー内容から、どこをどうすれば解決できるかの

アドバイスが書いてあったりします。

情報が無い中で試行錯誤するのも楽しいですが、

Arduinoに関してはインターネットで素直に検索したほうが

時間効率的にはgoodなのでオススメです。

Arduinoを入手するためには?

Arduinoとはこんな感じの見た目をしていますが、

そもそも実店舗でこんなの並んでるの見たことありますか??

Arduino-MEGA
これはArduino MEGA

電気屋さんやパソコン専門店でさえもこんなのは置いてませんよね。

わたしは実店舗で購入したことは一度もありません。

通販でしか購入したことがありませんね。

ちなみにAmazonでもちゃんと取り扱いがあるので安心してください。

Amazon.co.jp: arduino
Amazon.co.jp: arduino

怪しい個人輸入とかはしなくても購入可能です。

どのようにArduinoが使われるか?

Arduinoはマイコンボードです。

マイコンボードは誤解を恐れずにその役割を説明すると、

プログラムをマイコンボードに書き込み、

その書き込んだ通りの動作をする基板。

という感じです。

つまり書き込んだ時点での状態で保持されるイメージです。

パソコンなんかは常に新しい情報が出し入れされますが、

マイコンボードに関しては、新しい機能を入れるには、

再度PCと接続して書き込む必要があります。

RaspberryPiPicoとは?

RaspberryPiPicoのLED
RaspberryPiPico

RaspberryPiPicoとは、Arduinoと同じくマイコンボードに分類されます。

Arduinoとは異なり、種類はこの1種類だけ。

実は後ほど紹介するRaspberryPiに比べて圧倒的に歴史が浅いです。

日本で発売されたのが2021年ですからまだまだネット上でも情報が少ないアイテムになっています。

Arduinoはatmelのマイコンボード(AVR)ですが、

raspberrypipicoは、ARMのcortexを搭載しており、若干毛色が違います。

Arduinoにも実はARMのマイコンが載ったドマイナーなものもありますが、

基本的にはArduinoはatmel、raspberrypipicoはARMのcortex

と覚えておけば問題ないですね。

RaspberryPiPicoが人気な理由

とにかく安いです。

ピンヘッダは自分で用意する必要がありますが、

発売当初は1枚550円(税込み)でした。

残念なことに円安だったり、半導体不足だったりが

重なって、今はどんどん高騰しています。

ほしい人は今のうちに買っておくのも手かもしれないです。

Amazon.co.jp: raspberry pi pico
Amazon.co.jp: raspberry pi pico

RaspberryPiPicoを入手するためには?

RaspberryPiPicoはArduinoと同様、実店舗での購入は難しいです。

電子部品を取り扱っている秋葉原とか、

そういう専門店に行かないとありません。

そんなとこまでいけない場合は、

やっぱり通販ですね…

どのようにRaspberryPiPicoが使われるか?

Raspberry pi picoはマイコンボードですから、

基本的な役割としてはArduinoとほぼ同じです。

まずはプログラムを書きこんで、

電源が入ると、書き込まれている内容の通りに動作する。

こんな感じです。Arduinoと一緒ですよね。

RaspberryPiとは?

raspberrypi
raspberrypi

RaspberryPiはArduinoと人気を二分するほど世界的な知名度があります。

Arduinoでできないこと(やろうとすればできるけど大変)ができたりするアイテムです。

よくArduinoと比較されることが多いですが、

そもそも1枚のボードにチップがいろいろ載っているということ以外、

ほぼ別物なので注意しましょう。

RaspberryPiの歴史

Raspberry Piの歴史は実はそこまで古くはありません。

Arduinoが2008年に5万ユニット販売していたのに対して、

RaspberryPiの初出荷は2012年です。

用途も実は教育現場で使うことを想定していたため、

Arduinoと被るところがあるわけなんですね。

Raspberry Piは、かつてイギリスで教育用コンピュータとして普及したエイコーン社の「BBC Micro(1981年)」の再来として、学校で基本的なコンピュータ科学の教育を促進することを意図している[3][4][5]。Model A、Model Bという名称もBBC Microに由来しており、サポートされるコンピュータ言語の中にはBBC Microで利用されたBBC Basicも含まれている。

wikipediaより

RaspberryPiが人気な理由

さて、RaspberryPiは2022年現在どれくらい出荷されているでしょうか??

2022年2月時点で約4600万台出荷されているとのことです。

台数のイメージとしては、日本の人口で考えると3人に1人が持っている計算ですね。

ではその人気の理由はなんでしょうか?

ここでは3つ挙げてみます。

  • パソコンとしても頑張れば使える。
  • 消費電力が少なく、モバイルバッテリーでも駆動する。
  • 電気的な入出力が可能なGPIOピンを備えている。

パソコンとしても頑張れば使える。

モデルによるところも大きいですが、最近のRaspberryPi4 modelBなんかだと、

やっすいノートパソコンと同じくらいの性能は出ます。

ただし当たり前ですが、それでインターネットゲームなんかはできません。

さすがに処理が間に合いません。

イメージとしては表計算ソフトや文書作成ソフトが普通に使えて、

Youtubeなどもまあギリギリ見られるかな..という感じです。

消費電力が少なく、モバイルバッテリーでも駆動する。

計算処理や高画質な動画を流す時にはちょっと難しいですが、

ちょっとした事務作業であれば、実は電源はモバイルバッテリーでいけます。

というのも、RaspberryPiは、DC5V(直流5V)がメイン電源です。

このDC5Vを出せるのがモバイルバッテリーということですね。

ただし、標準のRaspberryPi用のアダプタは電流値が高めです。

DC5V3Aなんて当たり前です。

最近だとモバイルバッテリーで2A出力くらいできるものが増えてきましたが、

まだまだ3A出力となるとあまりないイメージです。

こちらのAnker社製のものでも2.4A止まりですね。

電気的な入出力が可能なGPIOピンを備えている。

Arduinoでもついている電気の入出力可能なピンです。

これが無いとただのパソコンなわけですが、

これがあることによって電子工作周りに絶大な効果があるわけです。

LEDを光らせたり、モーターを回してみたり。

そのピンを制御させられるだけで電子工作が楽しくなります。

RaspberryPiを入手するためには?

RaspberryPiもArduinoと同様に、

実店舗で見かけたことはありません。

基本的にはインターネット通販で購入しています。

電源関係や、ケース周りがセットになっている商品もあるので、

ご自分が何が必要なのか考えたうえで購入したほうがいいです。

Amazon.co.jp: raspberrypi
Amazon.co.jp: raspberrypi

どのようにRaspberryPiが使われるか?

それぞれの得意なこととは?

ここまでArduinoとRaspberryPiPicoとRaspberryPiの特徴などを紹介してきましたが、

それぞれの得意なことについて紹介していきます。

まずはこの表をご覧ください。

ArduinoRaspberryPiPicoRaspberryPi
OSの有無××
主に使用される言語C++派生microPython
circuitPython
Python
IoTへの対応
それぞれの特徴の表

それぞれのジャンルについて詳しく解説していきます。

OSの有無

OSとはオペレーティングシステムのことです。

OSが入っていると、電源を入れるとデスクトップ画面が表示されて、

フォルダにアクセスができて…表計算ソフトが起動できて…

なんてことができます。普段私たちが使っているパソコンですよね。

さて、OSが入っていないとはどういうことか?というと、

プログラミングを書き込んで、

それをただただ実行させるということです。

ですから、Arduinoに電源を入れてもデスクトップのようなものは

表示されませんし、

RaspberryPiに電源を入れるとちゃんとデスクトップが表示されるわけです。

Arduino

別の起動中のPCに接続して、そのPCからArduinoにプログラムを書き込む。

その後、Arduinoを外すと、

Arduino単体で書き込まれた内容の動作を行う。

RaspberryPiPico

Arduinoと同じ。基本は起動中のPCが必要になる。

RaspberryPi

起動するとLinuxベースのデスクトップが表示される。

そこから、ウェブブラウジングでも表計算ソフトでも、プログラミングでも

実行可能。Linuxで動作保証されているものはダウンロードしてインストールすれば、

基本的には動く。

主に使用される言語

書き込むときのプログラミング言語ですが、

ちょっとずつ違います。

ただ、いろいろと最近は言語の枝分かれが発生していまして、

pythonはpythonでも組み込み用のmicroPythonがあったり、

circuitPythonがあったりとちょっと複雑です….

ご自分の用途に合わせて使うといいかもしれないです。

Arduino

独特なArduino言語というものを使用します。

ベースはC++ですが、ところどころArduino専用の関数なんかも存在します。

Arduinoの種類が変わっても何も変えずに実行できるので、

Arduino内での互換性は非常に高いです。

RaspberryPiPico

先ほど紹介した組み込み式のPythonを使用します。

RaspberryPiPicoの公式ページでは、

microPythonを推奨していましたので、

わたしも最初はmicroPythonで実行していたのですが、

circuitPythonなるものがあると知って入れてみると、

あれ、これも普通に使えるじゃん。

となりました。

この言語の違いについては若干わかりにくいところもありますから、

こちらの過去の記事を参考にしてもらうとイメージが付きやすいかもしれないです。

microPythonとcircuitPython

RaspberryPi

RaspberryPiに関しては、pythonで問題無いと思います。

python自体、どのOSであっても動作可能です。

RaspberryPiはLinuxベースのOSですから、もちろんLinux用のPythonを使用すれば

しっかり動作します。

VisualStudioCodeも使用できますので、ぜひ使用するのをオススメします。

IoTへの対応

昨今なんでもかんでもIoT化が…

なんて話を聞きますが、じゃあ一体すぐにIoT化するなら、

どんな道具が必要か?と検討するとき、

いきなり100万も200万円も使ってシステムを組んだりするお金は

さすがにないですよね???

そんな時使えるのがRaspberryPiなんです。

RaspberryPiは本体と電源周りの付属品を含めても

大体2万円程度で収まります。

しかもPythonも使えて、無線Lanモジュールも入っていますから、

無線Lanのルーターに接続することが可能なわけです。

初期投資がそれぐらいに収まって、IoTっぽいことができる

となれば導入しない手はないですよね。

Arduino

Wifiモジュール付きの純正モデルはあることにはある。

Arduino Yun やIndustrialとか。

ただ、現在生産終了品という扱いなので、

これから購入しようとするとプレミア価格になってしまうので注意。

ちなみに、この記事でも書いていますが、

Arduino言語を使用してbluetoothやwifiをやるなら、

ESP32というマイコンを使用しているボードを使って下さい。

基本的に技適と呼ばれる日本国内の電波法に

適用して認可を受けているものがほとんどですから、

そちらを使用するのが良いと思います。

注意ですが、Wifiモジュールは気を付けてください。

amazonでもArduino用のwifiモジュールとして、

後付けできるようなものが販売されていますが、

先ほど出てきた技適を受けていないものがほとんどです。

技適が付いていない= 日本で使用すると処罰の対象。

という感じですから、wifiモジュールを見たら

必ず技適が付いているか確認するクセをつけましょう。

RaspberryPiPico

こちらも標準でwifiやbluetoothのモジュールは搭載されていません。

ですから、こちらも同じく後付けのモジュールに技適が付いているか

確認を必ずしましょう。

RaspberryPi

RaspberryPiは基本的にどのモデルでもwifiとbluetoothの

機能が最初から搭載されています。

つまり届いたその瞬間から無線通信できるということです。

もちろん、無線Lanのルーターに接続して

初期設定を行ったりしますから、インターネットにつなげるのは

ほぼ必須と言っていいほどです。

ほぼパソコンですからね。

OSのアップデートだったり、アプリケーションを

インターネットからダウンロードなんて日常茶飯事ですから、

そこはこなせますよ。という話です。

今回の記事のまとめ

今回は、Arduino・RaspberryPiPico・RaspberryPiの

できることできないこと。それぞれの特徴についてご紹介しました。

道具ってなんでも長所と短所があるので、

場面ごとに使い分ける必要があるんです。

よくある質問で、ArduinoとRaspberryPiどっちが

いいんですか?みたいな漠然とした質問ですね。

長所と短所があるので、ここまで読んでいただいたあなたには

わかると思いますが、

この質問は「場合による。」が正解です。

ですから、この場面だったらArduinoにしよう。

こういうときは、RaspberryPiにしよう。

なんてのがわかってくると次のステップに行ける感じです。

まずはそれぞれを使ってみて、

どんな特徴があるのかをじっくり学んでみてください。

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