ラズベリーパイ（Raspberry Pi）と3Dプリンターで作って学ぶIoT～DIY型IoTキット作成講座～

Description

コースの紹介
Raspberry Pi（ラズパイ、ラズベリーパイ）をベースに、画像、CO2、温湿度、照度、水深データを取得し、クラウド（Google Cloud）に貯め、アラートメールやサマリーメールを送付する「DIY型IoTキット」の構築を通じ、簡易なIoTの構築方法、IoTの仕組みを学習します。また、構築したIoTキットは植物、工場、職場、住環境のモニタリング・改善等に役立てて頂くことができます

「IoTの構築」を通じて学習すること

• Raspberry Piの使い方（基本的な使い方、スマホやPCからの遠隔操作の方法など）

• ターミナルやPythonの使い方

• センサー類（I2Cセンサー、CO2-mini、一般的なWebカメラ）、ハンダの使い方

• Google Cloudの使い方（具体的には、基本操作、Service Account、OAuth 2.0 Client ID、API）

• 3Dプリンターの使い方（初めての方がゼロから印刷までできるよう解説）
  など

「IoTの仕組み」として深掘り学習すること

• センサーの仕組み：電子機器に広く使われるI2CセンサーとRaspberry Piの通信の仕組み

• クラウドの仕組み：Google Cloud活用の仕組み（API、OAuth 2.0 Client ID、Service account）

学習事項に関する補足

• Raspberry Pi、3Dプリンター、プログラミングなどが初めての方を対象に、全てゼロから解説を行っています

• プログラムに関する理解を深めて頂けるよう、コード全てにDocstringsを付けています

DIY型IoTキットの用途例

• 動植物をモニタリング：生育環境の改善に活用することができます

• CO2など居住空間をモニタリング：CO2濃度の低減などに活用できます

• IoT、モノ作りの研修や授業に活用：全てゼロから解説しているので、Raspberry Pi、プログラミング、Google Cloud、3Dプリンターなどが初めての方でも、躓かず学んで頂けます

DIY型IoTキットの特徴

• 材料費2-3万円（運用コスト無し）：Google Cloudは無料枠内で活用します

• 3Dプリンターで更に機能的に：3Dプリンター無しでも、IoTキットは構築できますが、3Dプリンターで印刷できるパーツを用いると、よりコンパクトに、センサーの測定精度高く、より安全に使うことができます

• 市販品を組み合わせて作れる（工作はほとんど不要。3つのセンサーへのハンダ付けのみ必要）

本講座をおすすめしたい方

• IoTの構築方法や仕組みについて学びたい方（事業担当者やエンジニアの方など）

• 以下の使い方を学びたい方

  • Raspberry Piとセンサー類（温湿度、照度、距離、CO2-mini、Webカメラ）

  • Google Cloud（Service account、OAuth 2.0 Client ID、Google Cloud APIs）

  • 3Dプリンター（Ender-3 S1、Thingiverse、Cura）

• IoTキットを活用したい方（生産者や経営者、もの作りが好きな方など）

注意点

• IoTキットの作成・使用時、安全には十分注意して下さい（ハンダ付けの際の火傷、回路構築時のショート、起動時に基盤を長時間触れることによる火傷など）

• 3Dプリンターの使用時、火傷、火事、怪我には十分注意して下さい（家族、お子様、ペット等が触れない場所、周りに可燃性の高いものが無い場所で使用する）

• 講座は、安価で入手しやすいRaspberry Pi 4Bを前提に進めていますが、Raspberry Pi 3B+、3Bなどを使って頂いても問題ありません。Raspberry Pi 3B+、3Bを用いる場合、「3B+、3B向けの電源」が必要で、一方で、ディスプレイと接続する際の「HDMI-ﾏｲｸﾛHDMIｹｰﾌﾞﾙ」は不要となります。Raspberry Pi Zeroでもプログラムは動きますが、USB端子数が少なく、Webブラウジング程度の操作でフリーズするため、慣れていない方にはオススメしておりません。Raspberry Pi Picoに関しては、根本的に設計が異なり、本講座で使うことはできません

更新履歴

• 2023/12 3Dプリンター向けスライサーソフトであるCuraの仕様変更に対応

• 2023/11  Raspberry Piの新しいOSであるBookwormに対応

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