RaspberryPi

2014/10/21 筑波大 秋津朋子 作成
2015/02/13 筑波大 秋津朋子 SDカードのフォーマット方法を追記
2020/08/27 筑波大 秋津朋子 SDカードにRasPi OSを焼く方法やRTCモジュールの設定等を最新情報に更新

ラズベリーパイ財団によって英国で開発された、名刺サイズのシングルボードコンピュータ。

• ラズパイが起動しない（画面に何も写らない） ... micro SDカードが中途半端にささっている(抜けかけている)。
• micro SDがラズパイに対応していない or 相性が悪い。... micro SDにOSを書き込んだのに画面に何も映らない or カラフルな画像とブラックスクリーンが交互に写る。

1. $ sudo raspi-config

localization option -> time zone etc
interfacing option -> camera, ssh, I2C (for external clock)
advance option -> expand filesystem

ラズパイとSDカードの相性

準備：SDカード, RaspberryPi以外のPC
ここから，しばらくはRaspberryPi以外のPCでの作業となる。

• SDカードは通常FAT32等でフォーマットされているので，そのまま使える．しかし，これまでext4などでフォーマットしたものを使う場合はFAT32でフォーマットする．
• ラズパイのOSをSDカードに焼くのとダウンロードは一気にできる！
  1. RaspberryPiのサイトにアクセスする。
  2. 「Raspberry Pi Imager for Ubuntu」等，自分にあったOSを選択して，ラズパイをSDカードに焼くアプリケーションをインストールする。
  3. 「Raspberry Pi Imager for Ubuntu」を起動して，自分のOS，SDカードを選んで，「Write」を押すだけ！
  4. SDカードを抜き、RaspberryPiに差し込む。

• ここから「セットアップ」の前までは古い (Raspberry Pi Imagerがなかった時の) 情報なので，読み飛ばして，「セットアップ」へ進んでください。
  • RaspberryPi以外のPCを使って、FAT32（重要！！）でフォーマットする。下にubuntu14.04におけるコマンドでのフォーマット方法を記す．その他にも，Gpartedというソフトをインストールすると，GUIで簡単にフォーマットすることもできる（$sudo apt-get install gparted）．
  • SDカードがどこにマウントされているかとSDカードのフォーマット形式を確認する．　$sudo blkid
  • SDカードが/dev/sde1にマウントされているとすると次のように表示される．　「/dev/sde1: UUID="ccf7a44f-4a4c-xxxxxxxx-xxxxxxxx" TYPE="ext3"」
  • (SDカードがマウントされている場所は，$dfでも確認できる．)
  • SDカードをアンマウントする．　$sudo umount /dev/sde1(←SDカードのファイルシステム名．)
  • SDカードをFAT32でフォーマットする．　$sudo mkfs.vfat -v -c -F 32 /dev/sde1

1. RaspberryPiの最新版OS(Raspbian)をダウンロードする。
2. ダウンロードしたzipを解凍する。（例：/home/raspberry）
   • $ mkdir ~/raspberry
   • $ mv ~/Downloads/2014-09-09-wheezy-raspbian.zip /home/raspberry/
   • $ cd /home/raspberry
   • $ unzip 2014-09-09-wheezy-raspbian.zip
3. SDカードをアンマウントする．　
   • $ sudo umount /dev/sde1(←SDカードのファイルシステム名．)
4. 下のコマンドで，SDカードにOSのイメージファイルを焼く。
   • $ sudo dd bs=1M if=2014-09-09-wheezy-raspbian.img of=/dev/sde
   • ※ifには解凍したファイルを指定。ofにはSDカードのファイルシステム名を指定（dfコマンドなどを打つか、/dev以下を検索するなどして調べる.※/dev/sde1の1はパーティション番号なので不要）。
   • ※bsは、一度に読み書きするファイルのサイズを指定するパラメータであり、PCのメモリと比較し大きいとメモリ以外にswap領域を使用するため、処理速度が遅くなる。一方で小さいと書き込む回数が多くなり、同じく遅くなる。
5. 下のように書き込み結果が表示されて，コマンドプロンプトに戻るまでしばらく待つ．（数分かかるが，それまで絶対にSDカードを抜かないこと．）
   • 3125+0 レコード入力
   • 3125+0 レコード出力
   • 3276800000 バイト (3.3 GB) コピーされました、 341.726 秒、 9.6 MB/秒
6. 最後にsync (システムを停止する前に、バッファ(メモリ上のデータ)内に蓄積されているデータで，まだハードディスクに書き込まれていないものを，強制的にディスクに書き込む。)
   • $ sudo sync
7. SDカードを抜き、RaspberryPiに差し込む。

※DHCPが可能なインターネット環境にいる場合は、RaspberryPiをLANケーブルで接続すれば、この段階からsshで接続できるかも（未確認）？その場合は、自動で割り振られたIPアドレスをルーターのDHCPクライアントリストを見てIPアドレスを確認。sshで接続。設定画面を出す。$sudo raspi-config

ここからRaspberryPiでの作業
準備：RaspberryPi, ディスプレイ（要HDMI-DVI変換ケーブル または HDMI-VGA(D-SUB)変換ケーブル）, USBキーボード, 電源ケーブル（スマートフォン用の電源）

1. 電源を入れる。
2. RaspberryPiの設定画面が現れるので、必要な設定を行う。この設定画面は最初に電源を入れた時には必ず開く。後で設定したい時は下のコマンドを入力する。画面はバージョンによって異なるので、必要とする設定をする場所は各自で探すこと。

$sudo raspi-config

1. ファイルシステムの領域を広げる。[Expand Filesystem]
2. 使用するキーボードの配列を設定をする。[Internationalisation Options]→[Change Keyboard Layout]→[Generic 105-key (Intl) PC] → [other] → [Japanese] → [Japanese - Japanese(OADG109A)]を選択｡
3. タイムゾーンを設定する。[Internationalisation Options]→[Change Locate]→[Asia]→[Tokyo]
4. sshを使用可能にする。[Advanced options]→[SSH]→[Enable] 私の使用したRaspberryPiではデフォルトでssh使用可能[enable]になっていたが、念の為確認すること。
5. 設定画面を終了する。[Tab]→[Finish]

• micro SDカードの寿命を伸ばすため。
• 参考
• sudo swapoff --all
• sudo apt-get remove dphys-swapfile

lsb_release -a

IPアドレスを設定する。（Raspbian Wheezyの場合）→Raspbian JessieやStretchの場合は，この下の項目を参照のこと。

• 注) Raspiは，IPアドレスを変更した後，再起動しないと新IPアドレスを認識しないよう。

$sudo vi /etc/network/interfaces

auto lo

iface lo inet loopback
# iface eth0 inet dhcp ←コメントアウトする。 
iface eth0 inet static ←追記

address 192.168.0.XXX ←追記
netmask 255.255.255.0 ←追記
gateway 192.168.0.1 ←追記
dns-nameservers 192.168.10.2 ←追記 (DNS サーバーのアドレス)

allow-hotplug wlan0
iface wlan0 inet manual
wpa-roam /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
iface default inet dhcp

$sudo /etc/init.d/networking restart

IPアドレスを設定する。インターネットの設定（Raspbian Jessie, busterの場合）

$sudo vi /etc/dhcpcd.conf

interface eth0 ←追記
static ip_address=192.168.0.XXX/24 ←追記
static routers=192.168.0.1 ←追記
static domain_name_servers=192.168.0.1 ←追記

再起動する。

IPアドレスを設定する。インターネットの設定（Raspbian Stretchの場合）

• Jessieの場合とほぼ同じだが，「eth0」が使えない。ifconfig等で自分のネットワーク名（数字とアルファベットからなる長い文字列）を確認してdhcpcd.confの「eth0」の場所にそのネットワーク名を書く。
• Wifiで固定IPアドレスを設定するには，
  • まずは，WifiのSSIDとパスワードをwpa_supplicant.confに設定する。
  • 次に，

sudo dhclient wlan0

他のPCからsshでアクセスできるか確認。

$ping 192.168.0.XXX ←まずは、インターネットで認識されているかを確認。
$ssh pi@192.168.0.XXX

RaspberryPiのデフォルトのユーザー名とパスワード

user: pi
password: raspberry

「新サイトPC設定」にしたがって、サイト名のユーザを作成した後に、ユーザpiを削除しておく。

$sudo userdel -r pi

sudo apt-get update ... インストール済みのパッケージのアップデートするリストを取得
sudo apt-get full-upgrade -y ... 取得したリストに基づき，その全てをアップグレード。※時間がかかるので，終わるまで待つこと。
sudo apt-get autoremove -y ... アップグレード後に不要となったパッケージを削除
sudo apt-get clean ... SDカード空き容量を確保
sudo reboot ... 再起動

• 最近の Raspberry Pi で I2C を有効化する方法
  • raspi-config
  • sudo vi /etc/modules
  • → 末尾にi2c-devという1行を追加。
  • そしてラズパイを再起動。
• sudo apt-get install i2c-tools python-smbus
• sudo adduser pi i2c

• 上記のようにしてI2Cが使えるようにする。
• ここを見ながら時計モジュールを取り付ける。
• sudo i2cdetect -y 1
  • その結果, 表みたいな表示が出て, 下の方に68という数値がぽつんと現れるはず。
• $ sudo modprobe rtc-ds1307
• $ sudo bash
• # echo ds1307 0x68 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device
• # exit
• $ sudo hwclock
  • まずは，hwclockを起動させる。下のコマンド「hwclock -r」「hwclock -w」をうってもエラーとなる場合，これをやってから，下のコマンドをうつと動く。
• $ sudo hwclock -r
  • その結果, RTCの時計が表示される。多分, 現在とはだいぶずれている。
• ラズパイをネットにつなぐかして, 時計をちゃんと合わせる。
• 日本時間(JST)にしたい場合は, sudo dpkg-reconfigure tzdataでタイムゾーンを設定。
• sudo hwclock -w
  • その結果, ラズパイの現在時刻がRTCに書き込まれる。
• sudo vi /etc/modules
  • → 末尾にrtc-ds1307という1行を追記する。
• sudo vi /etc/rc.local
  • exit 0の直前に, 以下を記入 (参考: このページの最後らへん):

echo ds1307 0x68 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device
sudo hwclock -s 
date

sudo nano /etc/default/hwclock において HWCLOCKACCESS=no としてください（真ん中ら辺にある）。 一方、末尾のHCTOSYS_DEVICE=rtc0 はこのままでOKです。rtc0を書いていなければご記入ください。

これで、電源を切っても、システムクロックとハードウェアクロックが競合せずに? 正確な時刻をラズパイに送ることができるようになります。

lsb_release -a

• omxplayerを使う。エラーメッセージがなぜか"Have a nice day"。mpgは再生ダメ。mp4はＯＫ。