Python x ハードウェアの可能性

「Python x ハードウェア の可能性」 みんなのPython勉強会 #83 Start Python Club

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

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主な著書・寄稿・協力 2021/01/08発売 2021/04/21 改訂版発売 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 キーボード・マウス 処理 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 入力 処理 出力 LED 小型カメラ シングルボードコンピュータ Raspberry Pi センサ モーター 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

What is ラズベリーパイ カメラコネクタ オーディオ ビデオジャック HDMI x 2 電源用USB Type-C USB2.0 x 2 1.5GHz 4コア ARM CPU USB3.0 x 2 無線LAN Ether 4GBメモリー GPIOコネクタ Linuxが動く名刺サイズの小型で安価なPCボード

何 パ ラ の イ ズ こ の ベ と パ リ だ イ ー と は K原Y山 「Python」が動く で は 教 え て く れ

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 12V, 5V, 3.3V… AC100V ACアダプタ マイコン 電子部品 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

オームの法則で確認 V=IxR 0.05A 危ない電流 x 約3000Ω 人間の抵抗値 V: 電圧[V] I: 電流[A] R: 抵抗[Ω] = 150V 濡れると小さくなるよ 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！

ハードウェアの怖い人

LEDに保護抵抗入れろおじさん LEDに保護抵抗が 入っとらんじゃないか！ 5V 「けしからん独法さん」のフリー素材 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）

基盤警察 基盤じゃなくて基板 ではないか 電子基盤 「けしからん独法さん」のフリー素材 基盤と基板はソフトでいうところの JavaとJavascriptくらい違う

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 ギャル電 ＝ギャルが電子工作 「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

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: Make: Make: Make: Make: （アメリカ） 2005年発刊 （日本） 2006年発刊 （日本） は残念ながら休刊 Japan Blogは継続中 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

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

• https://protopedia.net/

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 カメラモジュール ラズベリーパイ タッチ ディスプレイ レンズ 3Dプリンタで自作したケース

ZANGI BRONICA作例

つくりたいものを発見 どうやってつくる？？

モノづくりの3大要素 エレキ メカ 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 エレキ メカ ソフト ラズベリーパイ 3Dプリンタ Python 便利なツール・ソフトがある

モノづくりの3大要素 エレキ メカ ソフト ラズベリーパイ 3Dプリンタ ロボット Python

様々な電子部品がつながる カメラコネクタ 小型カメラ LED センサ GPIOコネクタ 標準でつながって動く ハードウェアとソフトウェア モーター

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） 実店舗 ・秋月電子 ・aitendo ・マルツオンライン 海外 ・DigiKey ・Pimoroni ・eBay ・AliExpress 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 エレキ メカ ソフト ラズベリーパイ 3Dプリンタ Python

筐体を作ろう 基板むき出し 自作ケース 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

3Dプリンター UP Plus 2 10万円以下で手軽に使える機種が増えてきた

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 エレキ 小型マイコンボード 多種センサ メカ ソフト 3Dプリンタ Python

GPIO GPIOコネクタ より引用 General Purpose Input Output 汎用入出力

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 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 https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2017/02/10/073000

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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」

• https://zenn.dev/karaage0703/articles/96013d71ab764c

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 学習モデル 学習のフロー テスト画像 学習モデル 認識のフロー 結果

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 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 参考情報 https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2017/05/12/073000 https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2019/11/06/073000

• https://karaage.hatenadiary.jp/entry/2017/05/12/073000
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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