「Python x ハードウェアの
可能性」
みんなのPython勉強会 #83
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自己紹介
名前:からあげ(本名は内緒)
職業:闇のエンジニア
家族:妻・娘・ネコx2
https://karaage.hatenadiary.jp
@karaage0703
@karaage0703
・元ハードウェアエンジニア
・PyCon mini Shizuokaキーノートスピーカー
主な著書・寄稿・協力
2021/04/21 改訂版発売
2021/01/08発売
寄稿・協力多数(ラズパイマガジン・日経Linux…)
今日お話する
「ハードウェア」
PCの一般構成
入力 処理
キーボード・マウス CPU・メモリ
出力
モニタ
入出力デバイス・サイズ・コストの制約に
知らずしらずのうちにとらわれている
ハードウェアで拡張
シングルボードコンピュータ
Raspberry Pi
一般的なパソコンの制約を
開放するのがハードウェアの力
入力 処理 出力
LED
モーター
小型カメラ
センサ
What is ラズベリーパイ
1.5GHz 4コア
ARM CPU
4GBメモリー
カメラコネクタ
オーディオ
ビデオジャック 電源用USB
Type-C
HDMI x 2
無線LAN
USB3.0 x 2
USB2.0 x 2
Linuxが動く名刺サイズの小型で安価なPCボード
Ether
GPIOコネクタ
「Python」が動く
で
は
教
え
て
く
れ
ラ
ズ
ベ
リ
ー
パ
イ
の
パ
イ
と
は
何
の
こ
と
だ
K原Y山
自分が作ったモノ
一般的なPCだけでは
作れないモノがつくれる
ハードウェア初心者の
ハードルって何だろう?
アンケートとってみました
壊しそう 爆発しそう
ハードウェアのハードルまと
め
なんとなく怖い
情報がどこにあるか分からない
Lチカの先が分からない
今日はこれらのハードルを
全部超えるのがゴール
ハードウェアのハードルまとめ
・なんとなく怖い
・情報がどこにあるか分からない
・Lチカの先が分からない
正しく知って
正しく怖がろう
電子工作の危険性
マイコン
電子部品
AC100V
12V, 5V, 3.3V…
強電の世界 弱電の世界
弱電の世界は(割と)安全
自分がどの世界にいるか確認しましょう
ACアダプタ
オームの法則で確認
V = I x R
V: 電圧[V]
I: 電流[A]
R: 抵抗[Ω]
約3000Ω
人間の抵抗値
0.05A
危ない電流 x = 150V
AC 100Vは結構ビリっとする。5Vならほとんど感じない
ただし濡れると人間の抵抗値が下がるので要注意!
濡れると小さくなるよ
ハードウェアの怖い人
LEDに保護抵抗入れろおじさん
弱電ならいきなり爆発はよほどない
最初はトライアンドエラー
(メガネor安全メガネしておくとグッド)
LEDに保護抵抗が
入っとらんじゃないか!
「けしからん独法さん」のフリー素材
5V
基盤警察
基盤と基板はソフトでいうところの
JavaとJavascriptくらい違う
基盤じゃなくて基板
ではないか
「けしからん独法さん」のフリー素材
電子基盤
怖いおじさんじゃなくて
ギャルに教えてもらおう!
電子工作初心者オススメ本
「ハードウェア怖くない」
「自分でもできそう!」と思わせてくれる良書
ギャル電
=ギャルが電子工作
ハードウェア怖くない
優しい人(ギャル)もいるよ
ハードウェアのハードルまとめ
・なんとなく怖い
・情報がどこにあるか分からない
・Lチカの先が分からない
オススメ書籍
私の本棚(一部)
ラズパイマガジン
日本で一番売れているラズパイ雑誌
Pythonを知っている人が電子工作入門するのにピッタリ!
(私も寄稿しています)
CQ出版
Interface / トランジスタ技術(通称トラ技)
ソフト系の人はInterfaceがオススメ
トラ技はマニアック(最近少し丸くなってきた)
Make:
自分がハードウェアに興味を持った
きっかけをくれた本
Make: (アメリカ) 2005年発刊
Make: (日本) 2006年発刊
Make: (日本) は残念ながら休刊
Make: Japan Blogは継続中
Makerの祭典 Maker Faire(全国各地で開催)
Maker Faire Tokyoは毎年開催
Makerイベント
・Maker Faire Tokyo
・Maker Faire Kyoto
・Ogaki Mini Maker Faire
・Sendai Micro Maker Faire
・Tsukuba Mini Maker Faire
・NT系(京都・名古屋・金沢・鯖江・札幌・加賀)
・趣味Tech祭(東京・京都)
ここ数年、コロナで中止していたけど
今年になって徐々に開催
出展したMakerイベント
- Ogaki Mini Maker Faire 2016
- Ogaki Mini Maker Faire 2018
- 趣味Tech祭り2019
- NT金沢2022
参加するたびに
出会いと刺激がある
https://protopedia.net/
ハードウェア版のQiita的サイト
つくったもの・つくりかたが公開されている
ハードウェアのハードルまとめ
・なんとなく怖い
・情報がどこにあるか分からない
・Lチカの先が分からない
何か作ってみるのが
一番近道
何をつくればよいのか
分からない
難しく考えなくてもOK
まずは、以下から始めるとよいかも
・自分が欲しいモノ
・誰かの役に立つモノ
・身近な人を喜ばせるモノ
自分の場合
フィルムカメラが好きだけど
フィルムがどんどん生産中止&高額に
フィルムカメラをデジカメ化してみよう!
ZANGI BRONICA
ラズベリーパイでフィルムカメラをデジカメに
ZANGI BRONICA仕組み
フォーカシング
スクリーン
タッチ
ディスプレイ
ラズベリーパイ
3Dプリンタで自作したケース
カメラモジュール
レンズ
ZANGI BRONICA作例
どうやってつくる??
つくりたいものを発見
モノづくりの3大要素
メカ
エレキ ソフト
全部ができるようになるのは大変
モノづくりの3大要素
メカ
エレキ ソフト
3Dプリンタ
ラズベリーパイ Python
便利なツール・ソフトがある
モノづくりの3大要素
メカ
エレキ ソフト
3Dプリンタ
ロボット
Python
ラズベリーパイ
様々な電子部品がつながる
標準でつながって動く
ハードウェアとソフトウェア
LED
モーター
小型カメラ
センサ
カメラコネクタ
GPIOコネクタ
おすすめ書籍
これ読めばラズパイでの電子部品の
扱いは大体OK!
マイコン・電子部品を買う方
法
Amazonでも買える!
…けど高いので慣れたら
専門のお店で買うのがオススメ
ネットショップ
ネットショップ
・スイッチサイエンス
・RSオンライン(基本企業
向け)
・Raspberry Pi Shop by
KSY(RSの個人向けショッ
プ)
海外
・DigiKey
・Pimoroni
・eBay
・AliExpress
実店舗
・秋月電子
・aitendo
・マルツオンライン
スイッチサイエンス・秋月電子で大半カバーできる
物足りなさを感じたら海外サイトも
(ただし、到着まで時間がかかる場合も)
買ったら積んでおけばOK
モノづくりの3大要素
メカ
エレキ ソフト
3Dプリンタ
ラズベリーパイ Python
筐体を作ろう
筐体があったほうが愛着が湧く・安全
もっと高度なメカの話はここではしません
基板むき出し 自作ケース
3Dプリンター
10万円以下で手軽に使える機種が増えてきた
UP Plus 2
CAD設計・3Dプリンタは
難しそうという人は
ダンボール・布でOK
モノづくりの3大要素
メカ
エレキ ソフト
3Dプリンタ
小型マイコンボード
多種センサ
Python
GPIO
General Purpose Input Output
汎用入出力
GPIOコネクタ
pinout.xyz より引用
GPIO制御
Lチカ(LED制御) モーター制御
様々なデバイスが制御できる
ラズパイのGPIO制御ライブラリ
https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2017/02/10/073000
項目 pigpio RPi.GPIO WiringPi
高精度PWM 32本 0本 2本
入力割り込み 有り 有り 無し
対応言語 Python/C Python Python/C
備考 開発中止
・たくさんある、初心者向け記事はRPi.GPIOが多い
・pigpioが個人的にはオススメ
入門記事を書いています
カメラ制御
・ラズパイには高性能・小型なカメラモジュールが接続できる
・Picameraを使うとPythonで制御できる
・最新のRaspberry Pi OSでPicamera2に変更
Picamera 注意事項
Raspberry Pi OS Bullseyeから
Picamera -> Picamera2にアップデート
互換性がないので、過去情報参考にしても動かない
Picamera2での動かし方は以下Zenn記事参照
https://zenn.dev/karaage0703/articles/96013d71ab764c
手っ取り早いのは「USB接続のWebカメラを使う」か
「Bullseye以前のRaspberry Pi OSを使う」
Python x AI
好評発売中!!
手っ取り早くディープラーニング入門
Google Colaboratoryという環境構築不要・無料で使えるブラウザ上の
Python実行環境を使って簡単に学習できます
入力画像
入力画像
入力画像
入力画像
教師データ
学習のフロー
学習 学習モデル
テスト画像 結果
学習モデル
認識のフロー
AIルンバ
Python x ロボット
myCobot ルンバ
個人でも購入できる
比較的安価なロボット
市販品のロボットを
ハック
ルンバのハック方法
https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2017/05/12/073000
参考情報
半田付け無しでラズパイから自由自在に動かせる 自作基板も作りました
https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2019/11/06/073000
ネコ x ルンバ
ハードウェアのハードルまと
め
なんとなく怖い
情報がどこにあるか分からない
Lチカの先が分からない
ハードルは越えられそうでしょうか?
ハードルを超えた先
「ハードウェア x Python」の
可能性は無限大
ご静聴ありがとうございました

Python x ハードウェアの可能性