Raspberry Piを活用した組み込み開発のメリット！

組み込み開発を行う場合、用途によっては、専用マイコンボードを開発するのではなく、Raspberry Piを活用することで大きなメリットを得られます。Raspberry Piは低コストで入手可能でありながらIoTデバイス開発にも応用できる機能をもち、拡張ボードを使用することで豊富な拡張性を持ちます。当コラムでは、Raspberry Piを活用した組み込み開発のメリットについて解説します。

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Raspberry Piって何？

Raspberry Pi（ラズベリーパイ）は、イギリスのラズベリーパイ財団が開発したシングルボードコンピュータです。小型で低価格ながら、ARMプロセッサや豊富な入出力ポート、さらにはLinuxベースのオペレーティングシステムを搭載しており、もとは教育用途で開発されました。
今では、前述したように、機能性と拡張性から産業用途でも活用されており、組み込み開発の一つの選択肢として選ばれています。

Raspberry Piを活用することで得られるメリット

Raspberry Piを活用することで以下のメリットを得ることが可能です。

低コストで組み込み開発が可能

Raspberry Piを使用することで、専用マイコンボードを開発する場合と比較し、低コストで組み込み開発が可能になります。Raspberry Pi自体が安価で入手でき、さらに、開発リードタイムを短縮できるためです。

高い性能、処理能力で組み込み開発への応用が可能

Raspberry PiはARMプロセッサを搭載しており、高い処理能力を持ちます。専用マイコンボードを開発するわけではないため用途は限られますが、拡張ボードも活用することで、比較的複雑なアプリケーションや処理を実行することができます。

標準で豊富な入出力ポートが搭載されており、IoTデバイスの開発が可能

GPIOポートを含む多彩な入出力ポートが搭載されており、様々なデバイスとの連携が可能です。USBやBluethoothポートが標準搭載されているため、IoTデバイスの開発が容易にできる点も、Raspberry Piのメリットと言えます。

Raspberry Piはこんな時に使う！

前述した通り、Raspberry Piを組み込み開発に活用することで多くのメリットを得ることができますが、万能ではありません。用途を見据えて、活用を検討することが重要です。

試作開発段階

低コストで手軽に入手でき、開発期間の短縮が可能、かつ拡張ボードの変更・開発により、柔軟に仕様変更ができるため、試作開発段階での使用は効果的です。

IoTデバイスの開発

USBポート、Bluetooth、無線LANなど、通信ポートが標準搭載されているため、一からマイコンボードを開発する場合と比較し、開発リードタイムを短縮することが可能です。

Raspberry Pi 活用の具体的なポイント！

Raspberry Piを活用するための、具体的なポイントについて、以下に紹介します。

＞＞RaspberryPiをPLC通信アダプタとして使う

＞＞RaspberryPiでシャットダウンフリー化を実現

＞＞RaspberryPiを用いて情報表示板を製作する

＞＞spiのバッファサイズを変更する

Raspberry Piを用いたシステム開発実績！

当社は、Raspberry Piを用いたシステム開発実績を豊富に持ちます。ハードウェアからソフトウェアまで一貫して対応します。

ラズパイ-PLC接続用ソフトウェア開発

開発したRaspberry Piアプリケーションについて、EthernetまたはRS485にてPLCとの通信を行えるようにし、切り替えスイッチで通信方式を選択できる仕様にしました。また、PLCのメーカーが変わっても柔軟に対応できるよう、ソフトウェア上でメーカー設定を切り替える機能も実装しました。

タッチモニタについては単なる表示装置ではなく、操作モニタとしての役割も担います。PLCの設定パラメータはモニタから変更可能であり、設定パラメータはRaspberry Piのメモリに保存し、必要に応じて呼び出す予約機能も備えています。

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ラズパイ応用ディスプレイ製品用データ転送ソフトウェア開発

Raspberry PiのSPIポートを使用して、SDカード内の動画(30fps)をディスプレイモジュール製品に表示されるソフトウェアを開発しています。映像の転送速度を早くするため、動作を軽くする必要があり、Raspberry Pi OS Liteを使用、GUIは使わない構成としています。SDカードやSPIの転送速度には上限があり、クロックの調整やアプリの動作に影響を与えないような帯域に調整するなど、最適な処理を行っています。

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大型7セグメントLED表示盤設計・開発

コスト要求に対応するためRaspberryPiを使用して製作しました。コストダウンだけでなく、開発リードタイムの短縮にも寄与しています。
通信に関してはEthernet通信で各社PLCの内部レジスタを取得する構成としました。コントローラのスイッチを切り替えるだけで、接続するPLCに対応できる仕様にしています。

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ラズベリーパイ応用装置設定端末開発

ーサネットでの接続を含む要求仕様を考慮した場合、コストダウン・開発リードタイム短縮のため、Raspberry Piを用いた端末開発を提案しました。
ファームウェアの開発にて
・IPアドレスを設定可能
・装置内プログラムとソケット通信を行いパラメータの変更可能
・装置のシャットダウンも可能
・常時アクセス不要で必要な時にアクセス可能
を実現し、お客様ご要望にお応えしています。

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当社のRaspberry Pi 応用システム開発サービス！

組み込み機器・ハードウェア設計製作.comを運営するアイディアイでは、Raspberry Piを用いた電子機器開発を行っています。実績として、
・液晶モニターを使用した簡易表示システム
・Ethanetの接続リモート操作BOX
・PLC連携表示コントローラ
・リモートI/Oボックス
・装置用パネルコンピューター
等をもち、お客様の要求仕様に併せて提案が可能です。

お気軽にご相談ください。

＞＞具体的な開発実績はこちらから！

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