Input/Output:汎用入出力)と呼ばれる40ピンのインターフェースが用意されています。GPIOは、ラズパイのUSBポートを上にして正面から見たとき、左上が1番ピン、その隣が2番というように、左/右の順番で奇数/偶数の形で構成され、最後の右下が40番ピンとなります。これらは物理的に配置されたピン番号であるため「物理ナンバー」と呼ばれます。ちなみにGPIOはラズパイ独自のものではなく、他の組み込み型コンピューターなどにも用意されている機能です。ラズパイってなんですか一覧ページへラズパイでGPIOを使うラズパイに用意されているGPIOに電子回路を接続すると、電子デバイスの制御ができます。ラズパイはもともと教育用に開発されたマイコンですので、電子回路の制御を学べるように設計されており、手軽に回路を作れることが特徴です。GPIOを使うと、LEDを点灯/点滅させたり、液晶ディスプレイを接続して文字を表示させたり、気温/湿度センサーを接続してその値を読み込ませたり、モーターを回すこともできます。この他にも赤外線センサーを接続すれば、対象物との距離を測ることもできます。GPIOには、電源を取れるピンが用意されています。1番ピンは3.3V、2番ピンと4番ピンは5Vの電源を得られます。GND(グラウンド、マイナス極)の役割をするのは9、14、20ピンなどとなっています。この他、それぞれのピンには役割が与えられており、I2Cというデバイス間の通信に使うのが3番ピンと5番ピン、SPIという通信方式には19、21、23番ピンを使います。主な番号割り当ては以下の表になります。GPIOで使うピンまた物理ナンバーの他に「GPIOナンバー」と呼ばれるものがあります。これはラズパイのボードを設計したブロードコムが設定したピン番号で、Pythonなどで作られたプログラムでGPIOを使用する場合に使います。LED(17)といった指定をするときにはGPIOナンバーを使うことになります。RPi.GPIOでは物理ナンバーによる指定もできますが、後々のことを考えると、役割を物理ナンバーでなくGPIOナンバーで覚えた方がよいです。筆者も当初物理ナンバーを使っていましたが、GPIOナンバーの方が分かりやすいので覚え直しました。ラズパイを触ってそれほど時間が経っていない場合は、慣れていないので物理ナンバーの方が覚えやすいですね。した機能の割り当てを一覧にしたのが以下の図です。これを見ると分かりますが、利用するピンの近くにはGNDが設けられており、すっきりとピンを利用できるように配慮されています。ラズパイのGPIO(ラズベリーパイ財団のWebサイトより)ところでラズパイはデジタル信号しか扱えませんので、電圧を出力しているか、出力していないかのどちらかで信号の入出力を行います。電圧が出力されている場合を「HIGH」、出力されていない場合を「LOW」と呼び、このときに出力される電圧は3.3Vです。電子工作の基本として、LEDを点滅させる「Lチカ」がありますが、これはピンのHIGHとLOWを切り替えているため電源がオン/オフし、LEDが点滅するのです。逆にデバイスからの信号を受けるとき、受けた状態をHIGH、受けていない状態をLOWとして検知します。GPIOとデバイスをつなぐ方法はさまざまです。「HAT」と呼ばれる、GPIO全体のコネクターを覆う形で接続するタイプのほか、実験レベルではジャンパー線を使ってブレッドボードとつないで利用する方法もあります。ホビーでラズパイを動作させる際には、ブレッドボード上に回路を構成してラズパイのGPIOとつなぐことが多いでしょう。本連載の後の回ではブレッドボード上にさまざまな回路を作ってラズパイを動かす仕組みについて解説する予定です。ブレッドボードの例ラズパイとブレッドボードを接続した様子。HAT」ラズパイでカメラとディスプレイを使うここで第1回に掲載した写真を再掲しますが、これを見るとGPIOの他に、ラズパイのSoCの周りに2つのコネクターがあることが分かります。左にあるのがディスプレイ用のインターフェース(DSI)、真ん中にあるのがカメラ用のインターフェース(CSI)です。ここには名前の通り、ディスプレイとカメラを接続して使います。ラズパイに用意されているインターフェースディスプレイはさまざまなものが発売されていますが、秋月電子通商ではラズベリーパイ財団公式のディスプレイが販売されています。タッチスクリーンにも対応しているので、簡単な操作であればこのディスプレイだけで済むので便利です。カメラは、ラズベリーパイ財団公式としては以下の3製品が販売されています。監視カメラとして使ったり、AIプログラムの画像認識用カメラとして活用したりします。V2.1は「Noir」(フランス語で“黒”の意味)とあるように、IR(赤外線)を利用した撮影が可能です。暗所撮影で活躍しますが、その際は赤外線LEDライトなどが必要になります。Cameraは撮像部だけのモジュールで、単体では使用できません。別途カメラ用のレンズが必要になります。7.9mm(1/2.3インチ)と大きく、かなり高精細な画像を撮影できます。レンズは「CSマウント」もしくは「Cマウント」のものが使えます。Cameraに適合する、焦点距離6mmのCSマウント対応広角レンズ(3500円程度)と、16mmのCマウント対応望遠レンズ(7500円程度)が用意されています。Cameraなおラズパイ本体と同様に、これらのカメラは販売サイトによって価格がかなり違います。最近は半導体不足の影響か、世界中でラズパイが供給不足になっているので、びっくりするような値段で売られているものもよく見ます。カメラモジュールの場合も今年の冬あたりはかなり高い値段で販売されていました。RSコンポーネンツ、Digi-Key、ケイエスワイといったサイトであれば、多少の価格差はあるものの、適正価格で購入できますので参考にしてください。スイッチサイエンスの場合は在庫切れになっていても、商品が入荷した際にメールで通知してくれるサービスもありますので、利用するとよいでしょう。Piと出会ってから7年。最初はArduinoに傾いていたが、Pythonにハマるうちにラズパイ一筋へ。小学校の時の電子工作熱が再び燃え上がり、GPIOを使って面白いものを作るのが楽しみとなる。乗りテツ4割、模型テツ3割、撮りテツ2割、音テツ1割。今はラズパイで鉄道模型をコントロールすることに夢中。あとゆるいキャンプのアニメに触発されて、こちらもまた高校生以来のキャンプ熱再燃。コロナのおかげで行きづらくなったが、隔月くらいでキャンプしたいと思っている。株式会社メイテック~個人情報保護について~入力前に下記の「個人情報の取り扱いに関して」をお読みいただき、記載されている内容に関して同意していただく必要があります。同意していただけない場合には、弊社が提供するサービスをご利用いただけない場合があります。(同意していただけない場合には、当フォームへの入力ができません。チェックして、入力フォームの画面へ進んでください。株式会社メイテック(以下、当社)は、「個人情報の保護に関する法律」、およびJISQ15001(個人情報保護マネジメントシステム要求事項)に基づき、以下の事項を公表いたします。特段の説明がない限り、本記述における個人情報には「行政手続きにおける特定の個人を識別するための番号の利用等に関する法律」が定める個人番号及び特定個人情報を含みます。個人情報の利用目的の公表について当社は、エンジニアリングソリューション事業等の業務遂行、その他のご連絡、情報提供等のため、必要となる個人情報を利用します。当社グループ会社より一部業務を受託し、当該受託業務の範囲内で個人情報を利用します。[個人情報(特定個人情報を除く)]株式会社メイテック(以下、当社)で取り扱う個人情報に関する利用目的は以下の通りです。下記の利用目的以外で利用する必要が生じた際は、法令で許される場合を除き、事前にご本人様の同意をいただいた上で利用します。関する業務等、グループ会社との業務委託契約書に記載された業務)[特定個人情報]特定個人情報に関する利用目的は以下の通りです。下記の目的以外での利用は、法令で許される場合を除き行いません。委託元から指定された業務に応じ、それぞれ該当する上記の利用目的により利用します。業務委託先への個人情報の預託について当社の業務の一部を委託し、業務に必要な範囲内で個人情報を預託する場合がありますが、業務委託先については当社の定める一定の基準にて選定します。個人情報の取り扱いに関しての契約を締結し、当社による適切な監督を行ないます。個人情報の共同利用について以下の個人情報につきましては、当社グループ会社との間で共同利用する場合がございます。特定個人情報につきましては共同利用いたしません。第三者への開示または提供について以下のいずれかに該当する場合を除き、個人情報を第三者に開示または提供しません。特定個人情報については、法令で明記されている場合を除き、第三者に開示または提供しません。当社は、個人情報保護のために社内規程等を整備し、適法かつ合理的な安全対策を講じます。置き、個人情報への不正アクセス、個人情報の紛失、破壊、改ざん及び漏洩の予防等、適切な管理に努めます。個人情報の提供に関する任意性および当該情報を提供しなかった場合に生じる結果について本サービスの実施においてそれぞれ必要となる項目は、本サービスの個人情報の登録画面において「必須項目」として記述されています。この項目を入力いただかない場合は、当社が提供するサービスをご利用いただけません。項目については「任意項目」でございますが、この項目を入力いただかない場合は、円滑な連絡が行えなくなる場合がございます。個人情報に関するお問い合わせ窓口について個人情報に関する苦情、相談については、下記の窓口にご連絡ください。健康保険に関するお問い合わせは、メイテック健康保険組合<http://www.meitec-kenpo.jp/>へご連絡ください。ご請求等があった場合は、適切かつ遅延なく対処いたします。ご請求にあたり、当社所定の書式に定められた項目を全てご記入いただき、ご本人様であることを確認できる書類とともに前項の窓口にご提出してください。※<https://www.meitec.co.jp/sustainability/governance/gtmi5c00000083m4-att/pri00103.pdf>からダウンロードしてください。※当社窓口からのお取り寄せも可能です。・ご本人様確認書類パスポートや運転免許証等の公的機関発行の顔写真付き身分証明書の写し(有効期間内のもの)※ご本人様が未成年である等、代理人様がお手続きされる場合は、委任状が必要です。※開示等のご依頼により取得した保有個人データについて開示等のご依頼によって取得した保有個人データは、ご依頼への対応に必要な範囲のみで取り扱います。ご提出いただいた書類は、対応終了後3年間保有しその後廃棄させていただきます。依頼書に記載された住所あてに、書面にてご回答申しあげます。(※)なお、下記の場合は不開示とさせていただきます。その場合、不開示理由を付記して通知いたします。定める方法による回答を希望された場合は、当該ご希望に沿うことが困難な場合を除き、ご希望された方法にてご回答申し上げます。<改定について>より良くお客様の個人情報の保護を図るために、また法令その他の規範の変更に対応するために、当公表事項の内容の一部を改定することがあります。お客様には、当該窓口をご利用の前に、都度当ページをご確認されることをお勧めいたします。