【Scratch3初級編】 ラズパイをノートパソコン的に取り扱う〜『ラズパイステーション』のススメ


2020/03/19

2020年の小学校プログラミング必修化で教育現場の方も着々と準備が進んでいるようです。

今回のお題は今時お買い得な電動工具用のバッテリーを使ってラズベリーパイをノートパソコン的に利用した通称・
ラズパイステーションをDIYしてみようという試みです。


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ラズパイは学習用端末に向いている?

ラズパイステーションを手を動かして実際に作ってみる前に、去年の暮れに文科省が公開したGIGAスクール構想の実現標準仕様書によると、オフィシャルに推奨される学習用端末WindowsChromebookiPadOSの3種類のどれからしいです。

ラズパイで通常導入するOSは
RaspbianOSを想定している場合が多いと思いますので、文科省オフィシャルにはラズパイは非推奨な学習端末扱いになるようです。

ただしどうしてもこの3つのうちどれかを搭載した端末を選択する必要はなく、
こちらの参考サイト | GIGAスクール構想とは(1)1人1台学習者用端末の標準仕様をチェックするによくまとめられていますが、学習端末の選定は各自治体に任せられているようです。

選定のポイントを掻い摘んであげると、

            
            ① 使い方を想定した端末の選定
② 必要最低限の機能を有し、かつ廉価
③ クラウドサービスの利用
④ 信頼できるベンダーの端末を購入
        
といったところらしく、日本人のおもう信頼の意味がやや曖昧で項目④はさておいても、ラズパイは十分学習用端末として利用できるポテンシャルがあります。

セカンドPCとしてのラズパイステーション

GIGAスクール構想を軸として、「2020年児童生徒に1人1台」を目指し、2019年度補正予算案で盛り込まれた予算は2318億円だそうで、1人1台4万5000円を上限とした補助金が交付され、2022年度までにすべての小中学校対象に端末を整備していくそうです。

学校内で利用する端末が一人一台用意されるとしても、どうしても家庭内で学習していくための端末が必要なのですが、そのための一般家庭への補助金と言うのは現時点ではなさそうです。

金銭的にサポートされない以上、安価でコストパフォーマンス優れた端末を利用したい...そんなニーズにも今回のラズパイステーションは最良の選択肢の一つとなるでしょう。

今回は、初回で3万円程度で資材調達しますが、ラズパイの良いところは、ベアメタルですので本体を交換すれば次回以降7000円程度で新しいモデルに入れ替えることができます。

ノートパソコンのように生産中止になった場合に丸ごと別機種に買い直ししなければならない...なんてことで悩む必要もありません。


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組み立て

早速組み立て手順を解説していきます。

材料

今回メインで利用する材料は以下のようになります。

予備のバッテリーとしての余分な1個だったり、充電器だったり、ギボシ端子セットは1パックで購入したりして、余計な素材は写真の中から省いております。

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実際の資材調達リストは大体以下のようになりますので、ご参考までにまとめております。

材料(調達リンク先)

値段(時価※)/円

数量

ラズベリーパイ4 4GB 技適対応品

¥6,875

1

7インチHDMI液晶モニター 1024*600

¥6,199

1

18vバッテリー マキタBL1860B互換品

¥5,999

2

マキタ14.4v~18v対応互換充電器

¥2,999

1

ラズパイ4用ケース

¥1,189

1

ワイヤレスマウス無線マウス

¥999

1

USBキーボード

¥644~

1

マキタ互換DCDCコンバーター 12V/5V出力

¥3,380

1

microSDXC 64GB

¥928

1

エーモン ギボシ端子セット

¥419~

--

合計

¥30,877

---

※ 材料仕入れ値はAmazon調べです。

調査時期によって値段が変動しているためあくまで参照値となります。

セール中の時などにチェックすると更にお得に手に入れることができると思います。

組み立てのポイント

今回の組立概要図は以下のようになります。

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模式的に示しましたが、バッテリーからの出力電圧と、ケーブルタイプさえ合えば如何様な組み合わせも考えられ、各人で応用が効くと思います。

ただ今回のお題で最も重要なアイテムは
NLAセレクトのマキタ互換DCDCコンバーター(12V/5V出力)です。

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現状で、マキタバッテリーからDC5/12Vを手軽に出力できるような市販品がないので、少なくともこれは利用することになります。

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このDCDCコンバーターに付属しているDC12V用の電源ケーブルは、購入時端子が剥き出しなので、今回はギボシ端子で末端処理しました。

ギボシ端子自体は、カー用品向けに市販されていますが、抜き差しが楽だったので今回の用途などではオススメです。

圧着方法に関しては以下のサイトが参考になるでしょう。

参考|ギボシ端子を電工ペンチで正しくかしめる(付ける)方法

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これから7インチモニターにDC12Vを供給するのですが、直流電源には極性があります。

プラスとマイナスをよく取説等で確認の上、接続しましょう。

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動作

ラズパイ側にDC5Vを供給して動作確認をしてみましょう。

これはDCDCコンバータのUSBポートからラズパイ側のUSB電源ポートに接続することで起動出来ます。

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キーボード、マウスを繋ぐと、ラズパイステーションの完成です。

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素材をかき集めて、接続しただけですので、ちょっとケーブルがコテコテしておりますが、今度ケーブルレス化を考えていくのも楽しいかもです。


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まとめ

持ち運びを考えたら軽量な9インチモニターをチョイスしました。

もうワンサイズ大きい方が、児童さんの眼の健康を考えたら良さそうな気がします。

今後もチョコチョコ、ラズパイステーションを改良してブログ記事も更新していこうと思います。