Raspberry Pi Zero はガムほどの大きさのコンピュータで、できるだけ安価になるように設計されており、開始価格は 5 ドル（Wi-Fi 付きバージョンは 10 ドル）です。寸法はわずか 2.6 x 1.2 x 0.2 インチ（66.0 mm x 30.5 mm x 5.0 mm）で、USB フラッシュドライブとほぼ同じ大きさの Pi Zero は、プロジェクトに組み込むのに十分な小型サイズで、そのまま置いておけるほど安価です。Raspberry Pi 4 などの大型の Pi と同じ Raspberry Pi OS とソフトウェアが Raspberry Pi Zero でも動作しますが、小さいボードでは新しい 64 ビットバージョンの OS を処理できません。シングルコアのマシンかもしれませんが、Pi Zero には仕事をこなすのに十分なパワーが詰まっています。
Raspberry Piに興味があるかどうかに関わらず、Pi ZeroはあなたのPCに必ず入れておくべきアイテムです。では、Pi Zeroで何ができるのでしょうか？どんなボードが使えるのでしょうか？なぜPi Zeroを選ぶのでしょうか？ここでは、それらについて、そしてその他の疑問についてもお答えします。
Raspberry Pi Zero の仕様
Raspberry Pi Zeroシリーズには3つのSKUがありますが、CPUと512MBのRAMはすべて同じです。Broadcom BCM2835（ARM11 32ビット）CPUはオリジナルのRaspberry Pi 1と同じものですが、1GHzにオーバークロックされています。SKU間の唯一の違いは、無線LANサポートとカメラモジュールのサポートです。
Raspberry Pi Zero の仕様
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| CPU | 1GHz、ブロードコム BCM2835 |
|---|---|
| ラム | 512MB |
| ワイヤレス（Pi Zero Wのみ） | 802.11n / Bluetooth 4.1 / LE |
| ポート | マイクロUSB、ミニHDMI |
| 入出力 | 40 GPIO ピン、CSI カメラ コネクタ (バージョン 1.2 には搭載されていません) |
| サイズ | 2.6 x 1.2 x 0.2インチ（66.0mm x 30.5mm x 5.0mm） |
| 重さ | 0.31オンス（9グラム） |
どのRaspberry Pi Zeroを購入すべきでしょうか?
Raspberry Pi Zero には 3 つのモデルがありますが、現在使用されているのはそのうち 2 つだけです。
- Raspberry Pi Zero W :明らかに最良の選択ですが、希望小売価格は 10 ドルで、通常の Pi Zero よりもわずかに高価ですが、このバージョンには Wi-Fi と Bluetooth 接続が含まれています。
- Raspberry Pi Zero (バージョン 1.3) :現在のバージョンの Zero にはワイヤレス接続がありませんが、希望小売価格はわずか 5 ドルなので、ネットワーク アクセスを必要としないプロジェクトや、PC に USB 接続できるプロジェクトには魅力的です。
- Raspberry Pi Zero（バージョン1.2）： Pi Zeroのオリジナルバージョンには、バージョン1.3およびPi Zero Wに搭載されているCSIカメラコネクタが搭載されていませんでした。このモデルは既に後継機種となっているため、販売されているところはほとんど見かけないでしょう。
3 つのモデルはすべて同じレイアウト、サイズ、HDMI/USB ポートを共有しており、最初のボードの購入を検討している場合は、Raspberry Pi Zero W のみを検討する必要があります。
Raspberry Pi Zero のトレードオフ
Raspberry Pi Zero を検討する際には、いくつか注意すべき点があります。本格的な Raspberry Pi 4 よりも価格とサイズを抑えるには、ある程度の妥協が必要です。
- データ ポート 1 つ:データ用にマイクロ USB ポートが 1 つ (電源用に 1 つ) あるため、キーボードとマウスを接続するには、USB ハブを使用するか、Bluetooth 周辺機器を使用する必要があります。
- ピンはご自身でご用意ください： GPIOはあらかじめはんだ付けされていませんが、一部の店舗では追加料金であらかじめはんだ付け済みのモデルを販売しています。はんだ付けをせずにピンを取り付ける方法もあります。しかし、これをはんだ付けを学ぶ機会と捉えてください。当社のリストにある最高のはんだごてがあれば、40ピンのGPIOを簡単に取り付けることができます。
- 特殊なカメラケーブル： Raspberry Piカメラモジュールを使用する場合は、Pi Zero専用のカメラケーブルが必要です。通常のPiカメラケーブルは適合しません。
- あまり知られていないビデオポート： mini HDMIを採用しているデバイスはごくわずかですが、Raspberry Pi Zeroはその一つです。モニターやテレビに接続するには、mini HDMI - HDMIケーブルまたはアダプターが必要です。
Raspberry Pi Zero を選ぶ理由は何ですか?
Raspberry Pi Zeroは価格とサイズが優れており、データ収集、ホームオートメーション、ボディカメラなどの組み込みプロジェクトに最適です。この小さなコンピューターだけで、コードの実行、結果の処理、そして後ほどの分析のためのアップロードを行うのに十分なパワーを備えています。プリンターなどの古い機器は、Raspberry Pi Zero Wに接続して簡単なコードを実行するだけで、あらゆるデバイスで利用できるワイヤレスプリンターにアップサイクルできます。
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ロボット工学プロジェクトも、Raspberry Pi Zero Wが強みを発揮する分野の一つです。これもまた、そのサイズと接続性の高さが理由です。Raspberry Pi Zero Wを頭脳として利用すれば、Bluetoothやアプリ制御のロボットを簡単に作ることができます。HAT/pHATと呼ばれるアドオンボードは、モーター制御やセンサーなどの機能を提供します。
Raspberry Pi Zeroのもう一つの重要な特徴は、低消費電力コンピューターであることです。Micro USB電源インターフェースを介して5.2Vで動作します。Wi-Fi接続時は約200mA、つまり合計1Wの電力を消費します。インターネットに接続されたLinuxコンピューターが1Wの電力で動作しているのです。Raspberry Pi Zero Wは消費電力が非常に少ないため、USBバッテリーパックから簡単にPiを駆動でき、プロジェクトを「オフグリッド」で実行できます。
Raspberry Pi Zero で何ができるのでしょうか?
Raspberry Pi Zero を使用できるプロジェクトは数多くありますが、ここでは良い例をいくつか紹介します。
- ボディ カメラ: Raspberry Pi Zero W と公式 Raspberry Pi カメラを使用して、人生の重要な瞬間を記録し、安全のためにクラウドにアップロードします。
- ワイヤレス プリンター サーバー: 古いプリンターを復活させ、新しい機能を追加します。
- スコアボード:次のゲーム用に Web 制御のスコアボードを構築します。
- DSLR カメラ テザー:インターネット経由で DSLR カメラをリモート制御します。
- ウェブカメラ: Raspberry Pi Zero を、PC に接続してビデオ通話ができるウェブカメラに変えることができます。
- ミニレトロアーケードマシン：すべてのエミュレーターをスムーズに動作させることはできませんが、Raspberry Pi ZeroでRetroPieを実行できます。実際、RetroflagはRaspberry Pi Zeroをゲームボーイに変身させるケースを製造しています。
Raspberry Pi Zeroのセットアップ
Raspberry Pi Zeroの使い始めは、他のRaspberry Piの初回セットアップと同じです。ただし、Raspberry Pi OSの64ビット版は選択できず、32ビット版を選択する必要があります。現在は32ビット版がデフォルトとなっており、見た目も操作感も同じ64ビット版は主に8GBのRaspberry Pi 4モデルをお使いの方向けです。
別途モニター、キーボード、マウスを接続する手間を省くため、多くの人がRaspberry Pi OSのヘッドレスインストールを行っています。これは、SSHまたはVNCを使用してPi Zeroをリモートで制御できることを意味します。Pi Zeroをお持ちの場合は、PCのUSBポートに直接ボードを接続し、PiがPCのインターネット接続を共有しながら制御できます。これを実現するには、/boot/config.txtの末尾にdtoverlay=dwc2という行を追加し、/boot/cmdline.textのrootwaitという単語の後にmodules-load=dwc2,g_etherを追加するだけです。
GPIOピンの追加
GPIO（汎用入出力）ピンは40ピンで、Raspberry Piが電子機器やアドオンボードと通信できるようにします。Pi ZeroのGPIOは、他のPiモデルとは異なり、事前にはんだ付けされていません。
はんだ付けができれば、GPIOヘッダーピンを追加するのは簡単です。もしそうでない場合は、Pimoroni Hammer Headersのような代替品があります。これは、治具を使ってハンマーで打ち込む特殊なヘッダーピンを使用します。
ヘッダー ピンはハンマーで打ち込むように設計されており、Raspberry Pi Zero の穴にゆっくりと押し込まれて所定の位置に固定されます。
接続する必要がある GPIO ピンが少数の場合は、ポゴピン (スプリング ローデッド ピン) を使用すると、はんだ付けを必要とせずに簡単に素早く接続できます。
GPIOはRaspberry Piの重要な部分であり、特にPi Zeroでは重要です。これらのピンは、電子部品との通信と制御に使用できるシステムオンチップ（SoC）への接続を提供します。
HATの使用
Pi Zeroは、以前のモデルと同じ40ピンGPIOを搭載しており、HATとPi Zeroのサイズは明らかに異なりますが、ほとんどのHATボードと互換性があります。互換性にはいくつかの例外があり、例えばRaspberry Pi POE HATは、Raspberry Pi 3と4にのみ搭載されているGPIOと追加のPOEピンを使用します。
Raspberry Pi Zero専用に設計されたアドオンボードがあり、主要なRaspberry Piモデルと互換性があります。「pHAT」シリーズのボードは、Raspberry Pi Zeroのフォームファクタに合わせて設計されています。HATは正式な名称ですが、pHATは正式な名称ではありません。正式名称はuHATですが、pHATが最も一般的に使用されています。
HAT / pHATエコシステムは、最もクリエイティブなプロジェクトが見られる場所です。LED、ブザー、ボタンといったシンプルなプロジェクト用のボードから、機械学習やコンピュータービジョンといった高度なプロジェクト用のボードまで、幅広い種類のボードが用意されています。これらのボードはすべてGPIOに接続し、プロジェクトで使用できる追加機能を提供します。
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レス・パウンダーは、トムズ・ハードウェアのアソシエイトエディターです。クリエイティブテクノロジストとして、7年間にわたり、老若男女を問わず、教育と啓発のためのプロジェクトを手がけてきました。Raspberry Pi Foundationと協力し、教師向けトレーニングプログラム「Picademy」の執筆・提供にも携わっています。
