Raspberry Piで音声認識システムを使ったホームオートメーション化計画 その1【Raspberry Pi設定 編】

今回が第1弾の記事です。

今回はRaspberry PiにOSをインストールし、基本設定からSSHの設定までです。

第0弾では今回の企画の構想やシリーズをまとめていますので一緒にどうぞ

Raspberry Piで音声認識システムを使ったホームオートメーション化計画 その0【システム構想】
こんにちは、IT-HackのTobitaです。私はRaspberry Pi歴で言えばもう3年くらい経つのですが、ふとRaspberry Piの記事は書いたこと無いなと思ったので今回はRaspb...

MicroSDにOSを焼く

NOOBSまたはRaspbianを用意する

まずは、Raspberry Piを起動するのに不可欠なOSを用意します。

ダウンロードはこちらから

現在Raspberry Pi用のOSは様々用意されていますが、基本使用にはNOOBSかRaspbianを使用することになります。というか、どちらを使用しても結果的にはRaspbianをインストールすることになります。NOOBSの方がインストールが簡単なので初心者にはNOOBSを勧めます。

ダウンロード形式はTorrentとZIPの2つが用意されています。ファイルサイズが大きいのでTorrentで選択すると早くダウンロード可能です。

MicroSDにOSを焼く

NOOBSの場合

さてダウンロードしてきたOSファイルをMicroSDに焼いていきます。と言ってもNOOBSの場合は非常に簡単です。zip形式のファイルを解凍しMicroSDにコピーするだけです。

Raspbianの場合

Raspbianの場合はNOOBSと違いソフトを使ってMicroSDに焼いていくことになります。Win32DiskImagerを使用するのでこちらからダウンロードしてきてください。

Raspbianはzip形式を解凍するとimgファイルが出来上がるのでこれを焼きます。

Win32DiskImagerを起動し、先程のimgファイルと焼く為のMicroSDを指定し、Writeしてあげます。

MicroSDをフォーマットする

もし、過去にMicroSDを使用していた場合や再度OSを焼き直すといった場合はフォーマットする必要があります。その場合はWindows標準搭載のフォーマットでは無く専用のフォーマッタを使わなければうまくOSが起動しないので気をつけてください。

フォーマットにはSDFormatterを使用してください。ダウンロードはこちら

OSのインストールから起動まで

OSのインストール

MicroSDにOSを焼き終えたら、Raspberry Piに差し込み起動します。

NOOBSの場合は起動するとOSを選択する画面になります。Raspbianを選択し、インストールしていきます。

インストールにはしばらく時間がかかります。

※なおRaspbianを直接焼いた場合はこの段階はありません。

起動画面

以下のような画面が表示されれば成功です。初期は英語表記になっています。

OSの基本設定

パッケージのアップデート

起動して一番最初はパッケージが古くなっていたりするのでTerminalで以下のコマンドを実行してパッケージ更新やライブラリのインデックス更新を行います。

ユーザの追加とパスワード変更

Raspberry Piにおいて初期ユーザ名とパスワードは決まっています。ユーザ名が「pi」、パスワードが「raspberry」となっています。また、rootパスワードは設定されていません。これは全てのRaspbianにで共通なので、そのままでは危険です。変更しておきましょう。

rootユーザにパスワードを追加

以下のコマンドでパスワードを設定できます。

suコマンドでrootになれるか確認してみます。(終了はexitコマンド)

ユーザを追加する

続いて新規ユーザを追加していきます。(tobitaの部分に任意のユーザ名)

現在のままでは新規追加した「tobita」というユーザは権限がありません。初期ユーザの「pi」と同じ権限を与えてあげる必要があります。

まずは「pi」の権限をgroupsコマンドで調べます。

空白で分けられているこれらが権限です。

実行結果

権限を付与するには【usermod -G】コマンドで追加します。上で取得したものは空白で区切られていますが代わりに空白を「,」で区切り、最後にユーザ名を追加します。

日本語環境を整える

OSを日本語表記にする

初期起動時は英語設定になっているので日本語の環境に設定していきます。

せっかくGUIで起動しているのでGUI操作で設定を変更していきます。

【Raspberry Pi Configuration】→【Localisation】タブから設定出来ます。

Localisationから以下を設定していきます。

  • 【Locale】: OS環境言語
  • 【Timezone】: 時間
  • 【Keyboard】: キーボードのレイアウト設定
  • 【WiFi Country】: 無線LANの国の設定

基本的には日本(Japan)の設定を選択を選択してあげれば大丈夫ですが、キーボードは自分の環境に合うものを設定してください。US配列であればUSレイアウトを選ぶなど。

全ての設定が終わったらOKをクリック、すると自動で再起動し無事に日本語環境が整います。

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日本語入力を可能にする

mozcをインストールして日本語入力システムを入れていきます。他にも同じようなソフトがあるので、ここはご自由に。

mozcのインストールが終わったら日本語入力出来る状態にありますが、日本語と英語を切り替える為のibusの設定を変更します。

右上に表示されたibusを右クリックし、設定に移動します。

重要なのは「次の入力メソッド」の部分です。初期値は”<Super>space”になっていると思うので好きなキーに変更します。

修飾キーを変更して好きなものにします。私は<Control>spaceが好きなのでこの設定にしています。

実際にControl+Spaceで日本語と英語を変更でき、日本語の入力が可能になります。

SSHの設定

Raspberry Piは今までのようにGUIで操作していっても良いのですが、コンピュータの性能自体が低いのでGUI操作ではもたつきます。更にUSB端子の数も限られているのでSSHサーバを立ててWindows等からリモート操作するのが一般的です。

SSHを使用するにはIPアドレスの固定化してあげる必要があります。IPアドレスはコンピュータが起動したときに割り振られるので再起動等をした際に別のIPアドレスに変わってしまいます。その都度、IPアドレスを調べるのは大変なので最初から固定してあげます。

IPアドレスの固定に必要な情報

IPアドレスを固定するのに必要な情報は以下の3つです。

  • Raspberry Piに固定するIPアドレス
  • デフォルトゲートウェイのIPアドレス
  • DNSサーバのIPアドレス

IPアドレスを調べる

さて、ここから少し大変な作業に入っていきます。まず固定する為のIPアドレスを何にしたら良いのか分かりませんよね。【ifconfig】というコマンドを使用するれば現在使用中のIPアドレスは分かりますが、このアドレスをそのまま使用すると少し問題が発生します。

上記で表示されているIPアドレスはルーターによって自動的に割り振られたIPアドレスです。このIPアドレスを固定すると、別のコンピュータに同じIPアドレスが割り振られた際に正常に機能しなくなってしまいます。よって、IPアドレスを固定する際は自動割り振りされる可能性のあるIPアドレスを回避する必要があります。

自動割り振りされないIPアドレスを知るには、自宅などにある無線LANの設定から知る事が出来ます。その方法を書いていると長文になってしまうので以下のサイトを参考にしてください。

参考リンク通りに出来れば、このような画面になるかと思います。(無線LANメーカによって異なる)

画像にも書きましたが割り当てIPアドレスが192.168.11.2から64台ということなので192.168.11.65は自動割り振りなのでこれ以外のIPアドレスを指定してあげればOKです。

デフォルトゲートウェイのIPアドレスを調べる

こちらはそれほど難しくありません。ターミナルで【route】コマンドを起動します。

実行すると以下のような情報が得られます。この中のゲートウェイという値を使います。

3つ目のDNSサーバのIPアドレスはゲートウェイの値と同じでいいので、これで全ての情報が手に入りました。

dhcpcd.confを編集

上で調べた情報をconfファイルに追加することで初めてIPアドレスを固定することが出来ます。なお、最新のRaspbian JessieではIPアドレスの設定方法が変更になりましたので気をつけてください。

この先で、ファイルを編集したりするので【vim】をインストールしておきます。vimはCUI用のテキストエディタです。インストールは以下のコマンドで

それではdhcpcd.confを編集していきます。編集には、先程インストールしたvimコマンドの後にファイルを指定していきます。

ズラッと英語が表示されるかもしれませんが、気にせずに末尾に今まで得た情報を追加していきます。

1行目:interface (ifconfigで調べた時に表示される) 有線eth0 : 無線wlan0

2行目:static ip_address= ‘固定したいIPアドレス/24’

3行目:static routers= ‘デフォルトゲートウェイのIPアドレス’

4行目:static domain_name_servers= ‘3行目と同じ値でOK’

最後に設定を反映させます。

再度ifconfigを使って現在のIPアドレスを表示させます。指定したIPアドレスになっていれば成功です。

WindowsからSSHで起動する

やっと、OSの設定とSSH環境が整ったのでWindowsから遠隔操作をしていきます。

SSHクライアントソフトは沢山あるので、好きなものを使っていただければ良いのですが今回はTeraTermを使用します。

ホストには先程、固定したIPアドレスを入力します。ポート番号は変更なし。

続いて、Raspberry Piで作成したユーザ名とパスワードを入力します。

CUI環境が表示されれば成功です。

SSHでうまくログインできない場合

SSHでログイン出来ない場合は以下の原因が考えられるので対処してください。

  • SSH Serverが有効化されていない
  • ユーザ名かパスワードを間違えている
  • VPN等を通して接続している

もし、SSH Serverが有効化されていない場合は、【Raspberry Pi Configuration】→【インターフェイス】からSSHを有効化してください。

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