Raspberry Pi には電源スイッチは存在しない電源供給用の USB ケーブルを繋いだらスイッチがはいり LED が点灯する注意 : 電源が入った状態で HDMI や USB ケーブルを抜き差ししないこととくに HDMI ケーブルを抜き差しすると Raspberry Pi が壊れる可能

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みそらみしま
5 years ago
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1. Raspberry Pi を始めよう現在出回っている Raspberry Pi は2 種類 (type A と type B)---B の方が拡張性があるここで使用するもの : Raspberry Pi Type B --- 512MB メモリ USB ケーブル ( タイプ A オス- マイクロタイプ B オス

(BlueTooth アダプタにより BlueTooth 接続も可能 ) USB ハブ --- セルフパワー方式が望ましい (RaspberryPi の USB は供給電流が小さい ) LAN ケーブル (WiFi アダプタでも可 ) SDHC カード (class10, 4GB 以上 Raspbian などの OS

1 1. Raspberry Pi を始めよう現在出回っている Raspberry Pi は2 種類 (type A と type B)---B の方が拡張性があるここで使用するもの : Raspberry Pi Type B MB メモリ USB ケーブル ( タイプ A オス- マイクロタイプ B オス電源供給のため ) USB 充電器 ( タイプ A メス )--- 出力は 5V( 定格 ), 1A 以上モニタ ( ディスプレイ ) --- HDMI ケーブルも必要キーボード --- USB で接続する (BlueTooth アダプタにより BlueTooth 接続も可能 ) マウス --- USB で接続する (BlueTooth アダプタにより BlueTooth 接続も可能 ) USB ハブ --- セルフパワー方式が望ましい (RaspberryPi の USB は供給電流が小さい ) LAN ケーブル (WiFi アダプタでも可 ) SDHC カード (class10, 4GB 以上 Raspbian などの OS をインストールしてあること---そのために Windows パソコンに win32diskimager をインストールしておく ) オプション : ウェブカメラ BlueTooth アダプタ WiFi アダプタマイクスピーカーモータードライブシールド参考 : ビデオ端子の区別 : VGA から左がアナログ DVI と HDMI はディジタル

2 Raspberry Pi には電源スイッチは存在しない電源供給用の USB ケーブルを繋いだらスイッチがはいり LED が点灯する注意 : 電源が入った状態で HDMI や USB ケーブルを抜き差ししないこととくに HDMI ケーブルを抜き差しすると Raspberry Pi が壊れる可能性がある ( 壊した場合は弁償してください参考価格 : 4,530 円 ) (1) SD カードには予め Raspbian OS を入れてある Raspbian とは UNIX OS の一種である Linux の Debian ディストリビューションの Raspberry 版という意味わけがわからなくなったかもしれないが要するに Android や ios の仲間と思って良い---Microsoft Windows とはかなり違うので使い方やその哲学を学ぼう (2) システムの起動 Raspberry Pi にモニタキーボードマウス LAN ケーブル電源ケーブルをつなぐすると起動するメッセージがいろいろ出た後に raspberrypi login: というメッセージがでるそこで pi とキーボードから入力して改行キーを押すと Password: というメッセージがでるそこでは raspberry とキーボードから入力して改行キーを押すこれが成功すると pi@raspberrypi ~ $ というメッセージが出る出ない時は login からやり直し ---これはユーザー名 pi パスワード raspberry としてシステムを使える状態にしたということを意味するこの過程を login というここで Linux/UNIX のコマンドを知らないと何もできないそのためまず知らなければならないことは2つ : startx と exit である startx が成功すると Microsoft Windows の起動画面に似た状態つまり画面にクリックできるアイコンが並ぶ (X Window という ) また exit はログアウトを意味し login からのやり直しとなる (2) システムの停止電源を落とすにはあとで述べる方法以外に ( 以下をせずに電源ケーブルを抜かないこと ) sudo halt とするこのおまじないは sudo がスーパーユーザー (Super User Microsoft Windows の admin) として命令を実行すること halt はシステムを停止 (halt) させるということを意味する

(WiFi アダプタが接続されていれば )WiFi 環境の構成 LXTerminal --- Windows のコマンドプロンプト相当 Raspberry Pi ではこれを多用する Shutdown ---

3 2. Raspberry Pi のプログラミング前節では Raspberry Pi の起動方法を学んだ login してから startx コマンドを実行すると次のような画面になるはず : Windows と同様この画面に出ているアイコンはマウスでクリックして起動するこの中で特に知っておかなければならないものは次の4つ : Midori --- このシステムのウェブブラウザ WiFi Config --- (WiFi アダプタが接続されていれば )WiFi 環境の構成 LXTerminal --- Windows のコマンドプロンプト相当 Raspberry Pi ではこれを多用する Shutdown --- システム終了時電源エーブルを外す前にこのアイコンをクリックし待つちなみに LXTerminal を起動すると次のような画面になる : 次はこの LXTerminal で実行できるコマンドの主要なものの説明と演習を行う

演習 1. Raspberry Pi にキーボードマウスディスプレイ LAN ケーブルを接続する最後に USBマイクロタイプ Bにケーブルを挿し電源につないで Raspberry Pi を起動する起動したら LXTerminal を立ち上げてみよ Linux では (Microsoft Windows や Apple ios と異なり ) 殆どの作業は

4 演習 1. Raspberry Pi にキーボードマウスディスプレイ LAN ケーブルを接続する最後に USBマイクロタイプ Bにケーブルを挿し電源につないで Raspberry Pi を起動する起動したら LXTerminal を立ち上げてみよ Linux では (Microsoft Windows や Apple ios と異なり ) 殆どの作業はこのターミナルに対してコマンドを打ち込むことで行うここでコマンドの名前と意味それに作業用ディレクトリなど Linux のファイルシステムについて学ぶことにしよう 1) 最初のコマンド : ls まずは ls コマンドを打ち込んでみよう (p.37) (ls は L と S の小文字 ---Linux では大文字と小文字を区別するので注意 ) すると Desktop や ocr_pi.png や python_games という語が表示されたことでしょうこれは現在の (current) ディレクトリにあるファイルやディレクトリが表示されたものですつまり ls とは今いるディレクトリに何があるかを調べるために使うコマンドなのでしたちなみに今いるディレクトリとは ls により中身が表示されるディレクトリのことで作業用ディレクトリ (working directory) と言いますさてディレクトリとはなんでしょうか? これは Microsoft Windows のフォルダと同じものですただ Linux ではもっと体系的で統一されたものになっていますまずシステム全体は / ( スラッシュ一個 ) からなるディレクトリの下にありますこれをルート (root) ディレクトリといいますあとで見るようにすべてのディレクトリやファイルの親元ですその下には usr や home などのディレクトリがありますそれらは /usr とか /home のように表されますまたこれらはその下にいろいろなディレクトリを含みます例えば /usr というディレクトリの下には local や bin というディレクトリがありますこれらは /usr/local とか /usr/bin という名前で参照できますちょっとややこしいですが / はディレクトリとディレクトリをつなく記号でもありますここで /usr/local を例にとるとこれは /usr というディレクトリの中のディレクトリですこのとき /usr を親ディレクトリもしくは上のディレクトリといいます /usr からみると /usr/local は子もしくは下のディレクトリになりますこのようにディレクトリに親子関係があるシステムをディレクトリ階層といいますそしてこのディレクトリ階層はしばしば木構造で表されます ( 普通の木と違って根 (root) が上にあります ): 図 1. Linux のディレクトリ階層を木構造で表示したものさてそれでは LXTerminal を起動して見えているディレクトリはなんでしょうか?

5 これを調べるには pwd というコマンドを使います pwd とは print working directory の頭文字をとったものでこれから意味は明らかですよね演習 2 (a) pwd を実行した結果を書けなお立ち上げた直後の作業用ディレクトリのことをホームディレクトリもしくは単にホーム (home) と言います (b) 図 1 に示した木構造ではホームはどれかマークせよ 2) ディレクトリを渡り歩く Linux での仕事は Microsoft Windows とはかなり異なりますまず LXTerminal を起動し作業用ディレクトリを適切なものに設定しその中のファイルを編集しコンパイル (Microsoft でいうビルドに相当 ) しファイルを呼び出して実行するというのが標準的な作業ですつまりアイコンをクリックというプログラムの起動方法はあまり使いません ( プログラムを作る方としては Linux のやり方の方が簡単なのです ) そのためにはまず編集や実行の対象となるファイルがあるディレクトリを作業用ディレクトリに設定しなければなりませんそのために使われるのが cd (p.38) コマンドです cd は change directory( ディレクトリを変更する ) の頭文字です cd の使い方には大雑把にいって 3 通りの方法があります (1) 今の作業用ディレクトリの中にあるディレクトリを新たな作業用ディレクトリに設定する例えば今の作業用ディレクトリに src というディレクトリがあったとしますなお src があるかどうかは ls コマンドで確認できますしそれがディレクトリであるかどうかは ls で表示される色で区別できます--- 青色がディレクトリですその src ディレクトリを新たな作業用ディレクトリにするには cd src というコマンドを実行します ( 最後に改行を忘れないこと ) 配布した英文資料では cd./src のように./ がつけられていますがこの2つは同じことを意味します( ので気にしないでください ) このようなディレクトリの指定方法を相対パスといいますこの相対とは次に述べる絶対の反対語ですそしてこの意味は src として指定されたディレクトリが ( 同じ名前のディレクトリやファイルが他所にもあるかもしれませんが ) 今の作業用ディレクトリの下にあることを意味しています (2) 次は絶対パスによる指定です LinuxOS には /usr/bin というディレクトリがありますそれを作業用ディレクトリに指定するには次のようなコマンドを実行します : cd /usr/bin 相対パスとの違いはディレクトリの指定に / から始まる名称を書いていることですこのようにルート (/) からはじめてどのディレクトリの中に指定したディレクトリがあるかという道筋を全部書く ( いわば住所を地球日本国からはじめて愛知県名古屋市昭和区というように全部書く方式と思ってください ) のが絶対パスですちなみにパス (path) とは道という意味です相対パスが今いるところからどうやって道をたどると対象とするディレクトリにたどり着けるかを書いたものであるのに対し絶対パスは必ずルートからのたどり方を書いたものですここで相対パスだと子のディレクトリや孫のディレクトリを指定するのはできるのはわかりましたねしかし親はどうやって指定したらよいでしょうか?

6 相対パスで親のディレクトリを指定するには.. と書きますドットを2つ並べたものです ( 注意 : 半角文字を常に使ってください ) 今 /home/pi が作業用ディレクトリであるとしますそこから相対パス方式で /usr/bin を作業用ディレクトリにするには今述べたように cd../../usr/bin と書きます図 1をみながら考えてみましょう最初の.. で作業用ディレクトリが /home となります次の.. でルートになりますそこから usr/bin と指定すればよいというわけです言い換えれば相対パスは作業用ディレクトリを基点とした絶対パスはルート (/) を基点としたファイルやディレクトリの指定の方法というわけです (3) 3 番目の cd の使い方は次のようなものです : cd この結果については次の演習で確かめることにしましょう演習 3 以下をこの順に答えよ ( 実行せよ ) (a) 今の作業用ディレクトリを /home/pi とするそうなっていなかったら cd コマンドを用いてそうせよまた実際に作業用ディレクトリが /home/pi であることを確かめよ ( 今までのコマンドを用いて ) (b) ls コマンドにより表示された単語と色を記録せよ (c) file * を入力 / 実行しその表示と (b) の結果を比較せよそこから ls で表示された色の意味を推定せよこの結果から推測できるように file とは指定されたファイルの属性を示すコマンドで * はそこにあるすべてのファイルを意味する (d)../../lib を作業用ディレクトリとせよ ( 本当にそうなっていることを確かめよ ) そのためのコマンドを答えよ図 1にそのディレクトリの位置を書き込めまた作業用ディレクトリを変更した後そこにあるディレクトリの個数を答えよ (e) /usr/include/x11 を作業用ディレクトリとせよ ( 本当にそうなっていることを確かめよ ) そのためのコマンドはどのようなものか? (f) cd コマンドを実行しその結果作業用ディレクトリが何になったかを答えよ 3) 今まで見たようにディレクトリはとても重要なものです仕事や種類によってファイルを分類して何が入っているかどういう作業に関係しているかが分かるような名前をつけたディレクトリを作ることは作業効率にとても影響します ( これはコンピュータ上の作業だけではなく日常生活でも同じです ) 今まではすでにあるディレクトリについて見てきましたここでは新しくディレクトリを作ったり消したりすでにあるディレクトリのコピーの方法を見ていきます演習 4 以下をこの順に答えよ ( 実行せよ ) (a) /home/pi を作業用ディレクトリとするそこにどういうディレクトリやファイルがあるかをメモする (b) mkdir testdir を入力改行する作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ

7 (c) mv testdir sampledir を入力改行する作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ (d) sampledir を作業用ディレクトリとせよそのためにどのようなコマンドを実行すればよいか? (e) ls コマンドでどのような表示がされるかまたそれはなぜかを答えよ (f) echo "sample" > test1 を入力改行する作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ参考 : > はファイルのリダイレクションといい echo コマンドの結果をファイルに書き込むという操作を表すファイルのリダイレクションには > 以外にも数種類ある (g) cp test1 test2 を入力改行する作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ (h) cat test2 を入力改行する何が表示されたかまたそれはどうしてか考えよ (i) rm test1 を入力改行する作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ演習 4 を行って予想できたかと思いますがそこで使われたコマンドの説明を下に書きますいずれも Linux では基本的なコマンドですコマンド名意味 mkdir 名前名前という新たなディレクトリを作業用ディレクトリの下に作る(make dir) mv 名 1 名 2 名 1 というファイル/ ディレクトリの名前を名 2 に変更する(move) cp 名 1 名 2 名 1 というファイルの中身をコピー(copy) したファイルを作り名 2 とする cat 名前名前というファイルの中身をディスプレイに表示する rm 名前名前というファイルを削除する(remove) ここまではファイルとディレクトリの違いをはっきり書いてきませんでしたここではファイルとはテキストやプログラムなどをさしディレクトリとは下にいろいろなファイルやディレクトリを作れるフォルダをさすものとします基本的にはファイルのコピーや削除という操作コマンドはディレクトリのコピーや削除のためのコマンドとしても使えますがコマンドに対してパラメタ ( 余分な引数 ) が必要ですここでは r というパラメタを紹介しますこの r は再帰的 (recursive) を表すもので簡単にいえば繰り返し実行を意味しますこのパラメタはディレクトリのコピーと削除などに使えます演習 5 演習 4を行っているものとする以下をこの順に答えよ ( 実行せよ ) (a) 演習 4 で作成した sampledir を作業用ディレクトリとせよ (b) 作業用ディレクトリをその親のディレクトリに変更せよそのためのコマンドはなにか? (c) cp r sampledir testdir を入力改行せよ作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ (d) rm sampledir を入力改行せよどのようなメッセージが出たか? (e) rm r sampledir を入力改行せよどのようなメッセージが出たか? ここでメッセージが表示されるような場合はコントロールキーを押しつつ C を入力し ( これはコ

8 ントロール C と言いコマンドの強制停止を意味する ) 改めて rm rf sampledir を入力改行せよ作業用ディレクトリにあるディレクトリやファイルにどのような変化があったかを答えよ参考 : 作業用ディレクトリの中にあるファイルやディレクトリ名は先頭の1,2 文字を打ってから tab キーを押すとその名前を補完してくれるまた上下矢印キーでは前のコマンドを再利用でき左右矢印キーを使って LXTerminal に打ち込むコマンドの簡単な編集ができる 3) Raspberry Pi でファイルを作る編集するセーブする (p.41) ここまでで Raspberry pi に login しディレクトリ間を渡り歩きどんなファイルがどこにあるかを見ることができるようになった次にはプログラムを書き Raspberry pi を使ってカメラ操作したり音を出すなどをさせることが目標になるそのためにファイルを編集することを考えよう Microsoft Windows ではファイル編集のために Notepad や TeraPad Word のようなプログラムがあるこれらは Linux では使えないがそれと同等かなかにはそれよりも優れたものがあるおすすめは Emacs というシステムであるがこれは残念ながら使いこなすのには時間がかかる ( 使いこなせるようになったらもやはエキスパートといえよう ) その代わり Raspberry pi には nano とか vim, gedit というプログラムが用意されている演習 6 nano エディタを用いて my_file.txt を作ってみようそれには LXTerminal で nano my_file.txt と入力 ( 改行 ) するすると別ウィンドウが開いてファイルの編集モードになるここでマウスで位置指定ができないので矢印キーを使うことに注意またエディタを終了させたり書き込んだものをファイルにセーブするにはコントロールキーと英文字との組み合わせのコマンドで行うどのようなコマンドがあるかは開いたウィンドゥに示されている例えば ^G はコントロールキーを押しつつ G( 小文字でよい ) を入力することを意味しヘルプメッセージが表示されるこれを参考にして This is my first text file in Raspberry Pi. という内容のファイルを作り my_file.txt にセーブせよまたウィンドゥに示された nano のコマンドの一覧を作りその意味を書け 4) ネットワーク Arduino とは異なり Raspberry Pi はそれだけでひとつのコンピュータとしての機能をほぼ備えているネットワークが最初から使えるのもその現れであるネットワーク機能により他のコンピュータから Raspberry Pi を操作することもまたその逆も可能になるあとで見るように Raspberry Pi に備えたウェブカメラを通していろいろなコンピュータやスマートフォンから Raspberry Pi が置かれた環境を監視したり Raspberry Pi にメッセージを送っていろいろな操作を行わせるということが容易になるさらに WiFi アダプタを使えば無線によって LAN につなぐことができさらに応用の可能性が広がる

9 白井研究室の環境では (1)Chukyo Wireless LAN に接続しウェブブラウザで中京大学のアカウントによる認証と (2) 白井ゼミ LAN(sirai-lab) に接続 (LAN 接続時にだけパスワード認証 ) の二通りの接続方法があるどちらも DHCP (Dynamic Host Configuration Protocolo) により IP アドレスが割り振られるただ白井ゼミ LAN の方がネットワークを通したいろいろな作業をしやすい環境にしてあるので将来的にはこちらを使用したほうが良いだろう演習 7. 有線により Raspberry Pi をネットワークに接続せよそして次の作業を行え (1) Raspberry Pi に割り振られた IP アドレスを答えよまたそのネットのネットマスクをゲートウェイを答えよこの IP アドレスはプライベートアドレスかグローバルアドレスか? またこのプライベートとグローバルの違いはどのようなものか? (2) 上の問題にすぐ答えられなかったひとののために ( できた人には別途口頭で質問する ): ifconfig と netstat というコマンドについて調べ (1) の答えを見つけよ参考 : WikiPedia で IP アドレスを調べてみると良い演習 8. 答えよ WiFi アダプタにより Raspberry Pi をネットワークに接続せよそして演習 7 と同じ問題に演習 9. Linux ではシステム更新もコマンドによって行うただしそれにはスーパーユーザーとしてコマンドを実行しなければならないまた Microsoft Windows と異なりほとんどの場合システムの立ち上げ直しは必要ではない次のコマンドを実行せよまたそれぞれは何をやっているかを調べて答えよ sudo apt-get update sudo apt-get upgrade 続けてよいか Y/N と聞かれたら Y もしくはリターンキーを押すこと演習 10. Raspberry Pi を立ち上げるたびに異なる IP アドレスが割り当てられるのが困る場合があるその場合にはネットワーク環境によっては静的 (static) な IP アドレスを割り当てることができる Chukyo Wireless LAN ではこれはできないが白井ゼミ LAN では可能であるそれには /etc/network/interfaces という名前のファイルを編集する iface eth0 inet dhcp の部分を以下のように修正する ( 注意 : address の * は白井から指定がある 80 以上の数 ) iface eth0 inet static address * netmask gateway 上記を実行し立ち上げ直して LAN に接続できることを確かめよ

これを調べるには pwd というコマンドを使います pwd とは print working directory の頭文字をとったものでこれから意味は明らかですよね演習 1 (a) pwd を実行した結果を書けなお立ち上げた直後の作業用ディレクトリのことをホームディレクトリもしくは単に

これを調べるには pwd というコマンドを使います pwd とは print working directory の頭文字をとったものでこれから意味は明らかですよね演習 1 (a) pwd を実行した結果を書けなお立ち上げた直後の作業用ディレクトリのことをホームディレクトリもしくは単に Linux (Ubuntu) 基礎 Linux ではアプリのアイコンをクリックして起動する以外にターミナル (Terminal, 端末 ) を起動し起動しそれそれに対してコマンドを打ち込むことで起動する ( このターミナルソフトは Windows のコマンドプロンプトに相当するがもっと拡張されている ) ここでコマンドの名前と意味それに作業用ディレクトリなど Linux のファイルシステムについて学ぶ