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シングルコンピューターを自作しよう!遊び方や、使い方おすすめ商品をご紹介!

2021.10.19更新

パソコンと比べ安価で高い性能を持つため、プログラミング学習や電子工作などで注目を集めているシングルボードコンピュータ。今回はシングルボードコンピュータの使い道や遊び方、おすすめをまとめました。これから自作してみようとしている方は是非参考にしてみて下さい。

シングルボードコンピュータとは?

シングルボードコンピュータとは、むき出しの一枚(シングル)の基板(ボード)の上に必要最低限のCPUと周辺機器とコネクタを付けただけのシンプルなコンピュータです。

シングルボードコンピュータの特徴

  • 小さい
  • 消費電力が小さい
  • 価格が安い

などの特徴があります。構成される部品はシングルボードコンピュータとワンボードマイコンはほとんど同じですが、ワンボードマイコンが評価・組込みシステムの開発用であることに対してシングルボードコンピュータはLinuxやウェブブラウザが使えるため、PCの代替品としての利用も可能です。シングルボードコンピュータの代表的な用途を下表に示します。

シングルボードコンピュータの用途

  • PCの代替品
  • プログラミング学習
  • IoT機器への組み込み
  • サーバーとして利用する
  • 高性能マイコンとして電子工作に搭載する

シングルボードコンピュータの使い道

PCの代替品

シングルボードコンピュータはあくまでパソコンの廉価版というイメージが強いですが、一般的な用途の範囲であればPCの代替品を自作することができます。例えばシングルボードコンピュータとして有名なラズベリーパイの最新版である「Raspberry Pi 4B」を使うとどうでしょうか?

ExcelやWordといったOffice製品は「Libre Office」のような代替品がありますし、インターネットも「Chromium」などの専用のブラウザがあります。他にもプリンタの印刷やクラウドシステムのクライアント機の役割を持つため、PCの一般的な用途はほとんどカバーするシングルボードコンピュータを自作出来ます。

プログラミング学習

シングルボードコンピュータはその用途が限定されていることやプログラミングのしやすさから、プログラミング学習に最適です。数千円で購入・自作が簡単に出来るため、子ども用のプログラミング入門キットとしてだけでなく、大学などでも授業に取り入れられています。

2014年からいち早くプログラミング学習が義務教育化されたイギリスの学校では、シングルボードコンピュータとして有名な「Raspberry Pay」がプログラミング基本ツールとして採用され、子供たちに自作・利用されています。

IoT機器への組み込み

IoTは「Internet of Things」の略です。日本語訳は「モノのインターネット」で、物がインターネット経由で通信することを意味します。つまりIoT機器はインターネット接続が出来るテレビやカメラなどを示します。

以前は、IoT機器への組み込みを自作するのはハードルが高かったのですが、シングルボードコンピュータの登場で一気に簡単になりました。IoT機器への組み込みを自作するにはC言語などの実践的なプログラム技術が必須ですが、シングルボードコンピュータであればIoT機器を制御するPLC制御も可能です。

サーバーとして利用

シングルボードコンピュータでも数10Gバイト程度の記憶容量があるため、簡易サーバとしても使えます。シングルボードコンピュータは一般的なPCよりも省電力のため、24時間点けっぱなしにしても電気代が安いことがメリットの一つです。

シングルボードコンピュータ自体が安価なため、従来サーバが主に使用されてきた企業だけでなく、家族間でデータを共有するためにサーバを自作する人も多いです。サーバの自作方法も非常に簡単で、シングルボードコンピュータをLANケーブルでルーターと接続し、OMVと呼ばれる専用ソフトをインストールするだけで自作することができます。

 

高性能マイコンとして電子工作に搭載する

シングルボードコンピュータは機能的にはマイコン(マイクロコンピュータ)の上位互換であるため、高性能マイコンとして電子工作の自作に利用ができます。マイコンは最近の家電にはほぼ内臓されている電子部品で、電子機器を制御するための小さなコンピュータです。

シングルボードコンピュータを搭載すると、マイコンを使うと別部品が必要であった「タイマー」、「ADコンバータ」、「シリアル通信」、「PWM」などの機能が標準装備されているため、より複雑な制御が必要な電子機器の自作が可能となります。

 

シングルボードコンピュータの遊び方

音楽プレイヤーを作る

シングルボードコンピュータを使うことで簡単に音楽プレイヤーの自作ができます。音を取り出すためのライン出力(イヤフォンジャックを指す所)やスピーカーなどの専用の機器が別途必要になりますが、音楽プレイヤーを自作するための専用のキットも多く販売されいます。価格も手ごろで数千円程度から購入可能なので、自作初心者の方でもチャレンジしやすくなっています。

 

ラジオを作る

シングルボードコンピュータでラジオの自作が可能です。音楽プレイヤーと同様にスピーカーなどの専用の機器が別途必要ですが、こちらも専用のキットが数多く販売されており数千円から購入可能なため、自作初心者の方でも手が出しやすい遊び方になります。

複雑なプログラムの工程もほとんど無く、キットによってはあらかじめ専用のライブラリをインストールするだけで自作可能な製品も販売されているため、シングルボードコンピュータを利用したことのないプログラミング初心者の方でも取り組みやすいです。

色々なセンサーを作る

シングルボードコンピュータを外部センサーと組み合わせることで、色々な種類のセンサーを自作することができます。例えば温度センサーと組み合わせて水温を一定に保つ機能を持たせた水温センサーや、臭気センサーを搭載することで呼吸に含まれるアルコールを感知出来る呼吸センサーなどが自作できます。これらも多くの専用キットが販売されているため、自作初心者の方でも手が出しやすいです。

ただしカメラをセンサーとしてAIで画像を判別させるような複雑な処理を自作する場合は専門的な知識が必要です。最近話題となっている自動運転をAI搭載のラジコンで再現した「ドンキーカー」のような自作キットも販売されていますが、価格も数万円~と高価格となるため中級者の方向けです。

 

監視カメラを作る

シングルボードコンピュータとカメラを組み合わせて、監視カメラを自作できます。一定期間ごとに撮影した画像データをslackに保存していく、定点観測型の監視カメラであれば専用キットを購入すれば簡単なプログラムと設定をするだけで自作が可能です。

ペットの監視や留守番する子供の様子を確認したい人など、様々な用途で使用できます。一方、ドライブレコーダーのように動画を保存する機器を自作したい場合は、使用するカメラの種類や内臓されるモジュール、インストールするソフトなども変わってくるため静止画像よりも若干難易度と価格が高くなります。使用する用途によってどちらを購入するか判断しましょう。

携帯ゲームを作る

シングルボードコンピュータを使って携帯ゲームを自作することもできます。ゲーム機を作るとなるとACアダプタやモニタ、専用のケースなど外付け部品が多数必要となる上、どれもそれなりの値段がするため総じて高額になります(モノによっては数万円)。

しかし「Retro Pie」というOSを利用したファミコンやゲームボーイなどのレトロゲーム専用のキットなども販売されているので1万円程度で自作することもできます。

全てを1から自作するのはかなり難易度が高くなりますが、初心者の方はこのような外付け部品が既に組み込まれた完成品を買ってみて、用途によってカスタマイズしていく方がおすすめです。

 

シングルボードコンピュータのおすすめ商品

Raspberry Pi4

「Raspberry Pi4」はシングルボードコンピュータの中で最も有名な「ラズベリーパイ」の最新バージョンです。特に前のバージョンの「Raspberry Pi3」と比べるとメモリ性能・プロセッサ速度・接続性が向上しているため、高性能なシングルボードコンピュータを自作したい人にはおすすめです。

ラズベリーパイは非常に人気が高く、他のシングルボードコンピュータよりもウェブ上に様々な遊び方や使い道が紹介されているため、分からないことがあれば調べやすい点も自作初心者の方におすすめするポイントです。またその遊び方に沿った外部デバイスと一緒に売っているキットが数多く販売されているため、初心者でも比較的自作しやすくなっています。

ただし、Raspberry Pi4は高性能である分、他のシングルボードコンピュータに比べると値段が高くなっています。IoT製品の制御やAIを用いた画像処理などの複雑な制御機器を自作しないのであれば、値段の安い旧バージョンを検討しましょう。

 

ASUS Tinker Board 2

次におすすめするシングルボードコンピュータは、ASUS社製の「tinker board 2」です。tinker board 2はRaspberry Pi4よりも高性能なシングルボードコンピュータであり、CPUの速度も1.3倍程度あります。その分高価でありRaspberry Pi4の約3倍程度の値段です。

こちらのシングルボードコンピュータも人気の製品であるため、様々な用途に沿った外部デバイスとの自作キットが販売されています。一例として挙げると、ドズパラから販売されている 「dg-tinker3288」はACアダプタ付属で、OSセットアップ済みmicroSDカードなどとパッケージ化した製品となっているため、初心者の方が自作用に初めて購入するには最適です。

 

NVIDIA Jetson Nano 2GB

「Jetson Nano 2GB」は米NVIDIA社が2020年に発売した、AIや深層学習に特化したシングルボードコンピュータです。前バージョンの「Jetson Nano」よりも40%程安いため、「Raspberry Pi4」と同価格帯となっています。

複雑な制御を前提に開発されたシングルボードコンピュータなので、初心者が簡単な製品を自作するのには向きませんが、本格的にAIや深層学習を学びたい方にはぴったりの商品です。開発元のNVIDIA社が認定する「Jetson AI Certification」というAIの認定制度もスタートしているため、より高度なAIや深層学習の知識を習得したい人にはおすすめです。

 

まとめ

今回はシングルボードコンピュータの自作初心者の方向けに遊び方や使い道を紹介しました。以前は電子機器の自作は非常に高度な「マニア」向けの狭い趣味の世界でしたが、シングルボードコンピュータの登場で始めやすくなりました。本記事で少しでもシングルボードコンピュータに興味が湧いた方はオリジナルな自作の遊び道具を自作してみてはいかがでしょうか。

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