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ラズベリーパイで学ぶ①

ラズベリーパイで学ぶ①

プログラミングの勉強と併せて、お子様にハードウェアに興味を持ってもらいたいと考え1ボードコンピューターであるラズベリーパイを紹介していきます。ラズベリーパイを使えば、安価にお子様用パソコンを作る事もできます。保護者の方が理解いただきお子様と一緒にやって頂ければと思います。

まず、Win8またはWin10のパソコン(仮想機能が使える)がある前提です。すぐにラズベリーパイを購入するのではなく、パソコン上でラズベリーパイのOSを動かして使い方に慣れてから、実機を使ってみたいと思います。この記事では仮想環境を構築してラズベリーパイOSである『DEBIAN STRETCH WITH RASPBERRY PI DESKTOP』を動かすところまで紹介していきます。ちょっと難しい言葉が沢山出てきますが、実際の作業に入る前に以下の引用サイトを参照してください。

仮想マシンとは
仮想化(Virtualization)とは物理的な環境にとらわれることなく、ハードウェアに含まれるCPU、メモリなどのリソースを論理的に分割・統合する技術のことをいいます。仮想化には サーバ仮想化・ストレージ仮想化・ネットワーク仮想化……などいくつかの種類があります 。Webマーケティングメディア ferretニュース様より
ラズベリーパイとは
超小型コンピューター「Raspberry Pi(ラズベリーパイ)」が静かなブームになっている。手のひらに載る大きさながらパソコンとして使え、しかも価格は5000円ちょっとと格安。大人の電子工作を楽しんだり、子供にプログラミングを教えたりと、アイデア次第で用途は広がる。日経PC21様より

 

1.ウインドウズに仮想マシンマネージャーを導入する
1.ウインドウズに仮想マシンマネージャーを導入する

1.オラクルが開発提供している無料のVirtualBoxのダウンロードページから『Windows Host』をクリックしてダウンロードします。また、Extension Packも同様にダウンロードします。

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2.ダウンロードされたVirtualBox-5.2.6-120293-Win.exeをクリックして導入をはじめます。名前の数字部分は更新されると変わっていきますので、同じではないかもしれません。次の画面がでるのでNextをクリックします。

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3.Custom setup の画面がでますので、そのままでNextをクリックします。

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4.次の画面も同様にそのままでNextをクリックします。

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5.ネットワークが瞬断すると警告メッセージがでますので、良ければYesをクリックします。

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6.インストール準備完了のメッセージが表示されるので、Installをクリックします。

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7.ウインドウズに変更を加えても良いかとメッセージが出たら『はい』で続けると以下のように導入が始まります。

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8.導入が終わると次の画面になりますので、導入後VirtualBoxを立ち上げるに☑が入っていますので、そのままでFinishをクリックします。

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9.VirtualBoaが立ち上がりますので、ExtensionPackを導入するために、ファイルメニューから環境設定を選択します。

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10.環境設定メニューから拡張機能を選択します。

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11.拡張機能の画面の右にある+アイコンをクリックします。

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12.最初にダウンロードしたOracle_VM_VirtualBox_Extension_Pack-5.2.6-120293.vbox-extpackを選択して開くをクリックします。

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13.確認メッセージがでますので、インストールをクリックします。

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14.ライセンスに同意するかの確認メッセージがでますので、スクロールダウンしてから同意しますをクリックします。

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15.導入成功のメッセージがでますので、OKをクリックします。(この前にウインドウズに変更を加えて良いか確認メッセージがでたら、はいで進めて下さい)

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16.導入されましたので、OKをクリックします。これで仮想マシンマネージャー導入は完了です。

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ここまでで、以下のような仮想のコンピューターを作る準備が整いました。

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2.仮想マシンマネージャーでラズベリーパイ用の仮想マシンを作成する
2.仮想マシンマネージャーでラズベリーパイ用の仮想マシンを作成する

1.VirtualBox(仮想マシンマネージャー)を立ち上げて、新規をクリックします。

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2.仮想マシン作成メニューが出ますので、名前は分かりやすい名前にします。例では『ラズベリーパイ』としました。タイプは『Linux』を選択します。バージョンはWindowsが32bitか64bitかで異なります。『Debian(xx-bit)』のxxをWindowsに合わせて選択します。例では、私のパソコンに合わせて『Debian(64-bit)』を選択しました。名前、タイプ、バージョンを選択したら、『次へ』をクリックします。

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3.メモリーサイズは、取り敢えず1024MBにして、『次へ』をクリックします。

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4.ハードディスクは、『仮想ハードディスクを作成する』を選択して、『作成』をクリックします。

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5.ハードディスクのファイルタイプは、『VDI』を選択して、『次へ』をクリックします。

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6.物理ハードディスクにあるストレージは、『可変サイズ』を選択して、『次へ』をクリックします。

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7.ファイルの場所とサイズは、最初に決めた名前と8GBが既に選択されていますので、そのままで『作成』をクリックします。

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8.以下のようにラズベリーパイという名前の仮想マシンが出来上がりました。

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ここまでで、以下のように仮想マシン1『ラズベリーパイ』が出来上がったことになります。

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3.仮想マシンにラズベリーパイデスクトップを導入する
3.ラズベリーパイ用の仮想マシンに『DEBIAN STRETCH WITH RASPBERRY PI DESKTOP』を導入する

2018/1/31更新 注意事項:色々トライしましたが、2017-11-16版ではWindowsとのファイル共有が上手くいきません。

原因がわかるまでの対策:ダウンロードファイルを、1の手順のファイルではなく、2017-06-22-rpd-x86-jessie.iso をダウンロードして2以降の手順に従って下さい。ダウンロードはここから

1.ラズベリーパイのダウンロードページからISOイメージファイルをダウンロードするために、Download ISOをクリックします。大きいファイルですので、時間がかかります。ダウンロード時期にもよりますが、2017-11-16-rpd-x86-stretch.isoのようなファイルがダウンロードフォルダーにあるはずです。

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2.VirtualBoxマネージャーを立ち上げて、仮想マシンのラズベリーパイを選択して、起動メニューの『通常起動』をクリックします。これは、実際のコンピューターの電源ボタンを押したことになります。

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3.電源を上げて起動されても、ソフトウエアが何も入っていないので、どこからソフトウエアを導入するのか確認メッセージがでるので、先ほどダウンロードしたファイルを選択します。選択するために、フォルダーのようなアイコンをクリックします。これは、実際のコンピューターでウインドウズのリカバリーCDを読ませてウインドウズを再導入するようなものです。

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4.ファイル選択ウインドウが開くので、先ほどダウンロードしたファイルを選択して、『開く』をクリックします。

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5.先ほどのファイルが選択されましたので、『起動』をクリックします。

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6.ファイルが読み込まれて、仮想マシンのウインドウに以下のメニューが表示されますので、キーボードの矢印下キーで『Install』を選択して、Enterキーを押してください。8秒以内に選択しないとInstallせずにRaspberry Pi Desktopが立ち上がってしまいます。その場合は、右上のXアイコンをクリックして表示されるメニューで『仮想マシンの電源オフ』を選択してください。そして、2からやり直してください。

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7.言語選択メニューが出ますので、矢印キーで『Japanese』を選択してEnterキーを押します。

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8.ディスクパーティションメニューが出ますので、『use entire disk』が選ばれていると思いますので、そのままEnterします。

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9.選択肢が1つしかありませんので、そのままEnterします。

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10.『All  files in one …..』が選択されていますので、そのままEnterします。

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11.『Finish part…』が選択されていますので、そのままEnterします。

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12.Tabキーを使って、『Yes』を選択してEnterします。

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13.システムの導入が始まりますので、しばらく待ちます。

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14.ブートローダーのメニューが出ますので、Tabキーを使って『Yes』を選択してEnterします。

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15.『/dev/sda….』を矢印キーで選択して、Enterキーを押します。

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16.引き続き、導入が始まります。

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17.導入が完了しましたので、『Continue』が選択されていますので、Enterします。仮想マシンが再起動されます。

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18.ラズベリーパイデスクトップが立ち上がりました。

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19.仮想マシンの画面の上にメッセージがでています。このメッセージは、マウスポインターとキーボードについての注意です。仮想マシンのウインドウがアクティブウインドウの場合は、マウスとキーボードは仮想マシンのラズベリーパイデスクトップの操作につかえ、非アクティブウインドウの場合はウインドウズの操作に使えるという意味です。以下の仮想マシンのウインドウは非アクティブウインドウです。画面の上側のファイル、仮想マシンなどのメニューの文字が白っぽく表示されているので分かります。このメッセージはXで消すことができますが、また、表示されます。右側の吹き出しに斜め線が引かれたアイコンを押すと、同じメッセージは表示されません。このメッセージが再度表示されないように右側のアイコンをクリックしておきます。

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ここまでで、以下のように仮想コンピューター上にラズベリーパイデスクトップが導入できたことになります。次のステップで追加作業を説明します。

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4.ラズベリーパイデスクトップの追加作業(2017-11-16-rpd-x86-stretch用)当面使わない
4.ラズベリーパイデスクトップの追加作業(2017-11-16-rpd-x86-stretch用)

2017-06-22-rpd-x86-jessieを導入した方は『5.ラズベリーパイデスクトップの追加作業(22017-06-22-rpd-x86-jessie用)』を使って下さい。理由は2017-11-16-rpd-x86-stretchでは、ファイル共有が上手くいかないためです。原因判明次第、更新します。

Guest Additions をインストール

Guest Additionsをインストールすると、ファイル共有やデスクトップ解像度が変更ができるようになりますので、インストールします。

1.VirtualBoxのデバイスメニューから『Guest Additions CD イメージの挿入…』を選択しクリックします。

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2.メディアが挿入されたメッセージが出ますので、Cancelしてください。

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3.Terminalをクリックします。

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4.Terminal画面が開きますので、『cd /』と入力してEnterしてください。

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5.続いて、『sudo  bash  /media/cdrom/VBoxLinuxAdditions.run』と入力してEnterしてください。大文字小文字も正しくそのまま入力して下さい。ここからはTerminal画面のみで説明します。raspberry37a

6.メッセージがいくつか表示され VirtualBox Guest Additions:Starting.で終了すればOKです。再起動のために続いて『reboot』と入力してEnterして下さい。再起動しますので、ラズベリーパイデスクトップが再度表示されるまで待って下さい。

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7.デスクトップが表示されたら、再度Terminalをクリックします。

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8.Terminal画面が開きますので、『xrandr』と入力してEnterしてください。

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9.使える画面解像度が表示されますので、その中から選択してたとえば『xrandr  -s  1440×900 』と入力してEnterします。

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10.以下のようにデスクトップが大きく表示されます。試行錯誤で、ご使用中のパソコンで一番見やすい大きさにしてみて下さい。

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11.仮想マシンの電源オフは、右上のXアイコンをクリックして表示されるメニューで、『仮想マシンの電源オフ』を選択してOKします。パソコンのスリーブのように、作業を一旦やめて後から再開したい場合は『仮想マシンの状態を保存』を選択して下さい。

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5.ラズベリーパイデスクトップの追加作業(2017-06-22-rpd-x86-jessie用)
5.ラズベリーパイデスクトップの追加作業(2017-06-22-rpd-x86-jessie用)

こちらを使うのは、2017-11-16-rpd-x86-stretchでは、ファイル共有が上手くいかないためです。原因判明次第、更新します。

Guest Additions をインストール

Guest Additionsをインストールすると、ファイル共有やデスクトップ解像度が変更ができるようになりますので、インストールします。

1.VirtualBoxのデバイスメニューから『Guest Additions CD イメージの挿入…』を選択しクリックします。

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2.メディアが挿入されたメッセージが出ますので、Cancelしてください。

raspberry34

3.Terminalをクリックします。

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4.Terminal画面が開きますので、『sudo  mkdir  /mnt/cdrom 』と入力してEnterしてください。全て小文字です。

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5.続いて、『sudo  mount  /dev/cdrom  /mnt/cdrom/』と入力してEnterしてください。全て小文字です。

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6.続いて、『sudo  sh  /mnt/cdrom/VBoxLinuxAdditions.run』と入力してEnterしてください。大文字小文字も正しくそのまま入力して下さい。

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7.メッセージがいくつか表示され You may need restart……. Guest Additions.のメッセージで終了すればOKです。再起動のために続いて『reboot』と入力してEnterして下さい。再起動しますので、ラズベリーパイデスクトップが再度表示されるまで待って下さい。

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8.デスクトップが表示されたら、表示メニューの『ウインドウのサイズを調整』をクリックします。

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9.画面サイズを変更するために、表示メニューの『仮想スクリーン1』を選択して、お使いのパソコンに合わせてサイズを調整してください。私の環境では、1440x900にしました。

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10.以下のようにデスクトップが大きく表示されます。試行錯誤で、ご使用中のパソコンで一番見やすい大きさにしてみて下さい。

 

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11.クリップボード共有を、ウインドウズとラズベリーパイデスクトップが相互にできるように、デバイスメニューの『クリップボードの共有』の『双方向』を選択します。

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12.ウインドウズとラズベリーパイデスクトップで相互にドラッグ&ドロップできるように、デバイスメニューの『ドラッグ&ドロップ』の『双方向』を選択します。

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13.日本語化のために、raspberry43をクリックして開かれるメニューからPreferencesを選択し、その中のRaspberry Pi Configurationを選択します。

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14.以下のウインドウが開くので、Localisationを選択します。

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15.Set LocaleをクリックするとLocaleメニューが出ます。

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16.en(English)をクリックすると言語が選択できるので、ja(Japanese)を選択します。

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17.jp(Japanese)が選択されていますので、OKをクリックします。

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18.次に、Set Timezoneをクリックします。

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19.国の選択メニューからJapanを選択します。

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20.Japanが選択されましたので、OKをクリックします。

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21.次に、Set Keyboardをクリックします。

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22.キーボード選択メニューが表示されるので、パソコンに合わせて選択します。Japanese(OADG109A)で多分良いと思います。選択したら、OKをクリックします。

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23.Localisation設定が終わりましたので、OKをクリックします。

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24.再起動(reboot)が必要のメッセージが表示されますので、Yesをクリックします。再起動されますので、デスクトップが再度表示されるまで待ちます。

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25.メニューが日本語になりました。

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26.日本語入力できるようにするために、Terminalを開いて『sudo apt install fcitx-mozc -y』と入力してEnterします。ウインドウズでこの記事を読んでいるのであれば、ここで『sudo….-y』のカッコ内のみをコピーして、Terminal画面でペーストすると入力する手間が省けます。

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27.ディスク容量が必要との確認メッセージがもしでたら、Yと入力してEnterします。日本語IMEが導入されます。

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28.日本語IMEを有効化するために『im-config -n fcitx』と入力してEnterします。

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29.再起動するために、『reboot』と入力してEnterします。再起動されますので、デスクトップが再度表示されるまで待ちます。

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30.再起動後、Terminalを開いてキーボード左上の半角/全角 漢字キーを押すと日本語入力できるようになります。

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31.ウインドウズ側で、共有用のフォルダーを作成します。例えば、Raspberry_dataをマイドキュメントに作りました。好きな名前で良いです。

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32.仮想マシンのデバイスメニューから共有フォルダー内の『共有フォルダー設定』を選択します。

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33.共有フォルダーメニューが表示されるので、右の方にフォルダーアイコンに+がついたアイコンがあるのでクリックします。

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34.共有フォルダーの追加メニューが表示されるので、フォルダーのパスの<選択されていません>の右側をクリックして、表示される『その他』を選択します。

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35.見慣れたウインドウズのフォルダー選択の画面が表示されるので、先ほど作成したフォルダーを選択します。

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36.共有フォルダーの追加メニューに戻るので、フォルダー名が自分が作ったフォルダー名になっているか確認して、『自動マウント』と『永続化する』に☑がを入れてからOKをクリックします。

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37.共有フォルダーメニューに戻るので、OKをクリックします。

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38.Terminalを開いてrebootと入力してEnterし、再起動します。再度ラズベリーパイデスクトップが表示されるまで待ちます。

39.Terminalを開いて、『ls /media』と入力してEnterすると先ほど作成した名前にfs_がついた『fs_Raspberry_data』があることが分かります。

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40.共有フォルダーアクセス権をユーザー pi に追加するために、『sudo gpasswd -a pi vboxsf』と入力してEnterします。

 

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41.ユーザー pi が 追加されました。

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42.『reboot』して、再起動しラズベリーパイデスクトップが表示されるまで待ちます。

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43.確認のために、ウインドウズ側でRaspberry_dataのなかに適当なファイルを作ります。例ではtest.txtを作りました。

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44.ラズベリーパイデスクトップ側でfs_Raspberry_dataフォルダーをみてみます。左上のフォルダーアイコンを押すとウインドウズと同じようなエクスプローラー画面が開きますので、/media/sf_Raspberry_dataを探して中をみると、test.txtがあります。これでウインドウズとラズベリーパイデスクトップでファイルが共有できました。

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45.仮想マシンの電源オフは、右上のXアイコンをクリックして表示されるメニューで、『仮想マシンの電源オフ』を選択してOKします。パソコンのスリーブのように、作業を一旦やめて後から再開したい場合は『仮想マシンの状態を保存』を選択して下さい。

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6.ラズベリーパイデスクトップでできること
6.ラズベリーパイデスクトップでできること

1.raspberry43をクリックして開かれるメニューからプログラミングを選択すると、プログラミング関連のメニューが開きます。当サイトで紹介しているScratchやPythonを使うことができます。例えば、Scratch2を選択してみます。

 

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2.スクラッチが開きました。

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続きは、別の記事で紹介予定です。

 

 

 

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