ラズパイの新シリーズのラズベリーパイピコについて、マイコンの解説もまじえながら詳細を解説しています。

Raspberry Pi Picoとは

ラズパイの新シリーズ

2021年にイギリスのラズベリーパイ財団が販売を開始した、ラズパイの新シリーズです。Picoはマイクロコントローラー(マイコン)と呼ばれる小型のコンピューターです。

マイコンとは

マイクロコントローラー(Microcontroller、MCU、マイコン)とは、シングル・チップと呼ばれるひとつの集積回路からなる、安価で小型なコンピューターのことです。OSを使用できず、シングルスレッドで動作します。

マイコンの用途は?

機械などをコントロールするための単純なループ処理を永遠に繰り返すような場合です。例えば、温度センサーからの温度情報を液晶モニターに表示しつつ、ボイラーをちょうどいい具合に制御し、お湯を43℃に保つ、のようなケースです。

そうです! 給湯器にはマイコンが使われています😊♨

代表的なマイコンとして、ATMEGA328Pというマイコンがあります。これは32KBのメモリを搭載した8ビットマイコンで、Arduinoボードでよく使用されています。他にも数多くのマイコンが存在しますが、最近注目されているものにCortex-M0+があります。これは英国のARM社が開発、設計を行っている32ビットマイコンで、Raspberry Pi PicoにはこのCortex-M0+を2つ載せたRP2040というチップが搭載されています。

これまでのラズパイシリーズとの違い・メリット

Picoは、Raspberry Pi・400・Zeroシリーズのようなシングル・ボード・コンピューターとは全く違います。マイコンなので、Raspberry Pi OSを入れて動かすことはできません。そもそもmicroSDカードスロットがありません。デスクトップPCとしても使えません。カメラも接続できません。

しかしながら、他のラズパイシリーズにはないメリットがあります。

まずセットアップが簡単なことです。1分もかかりません。

それから起動が早いことです。電源をつなげば一瞬で起動します。

また、消費電力がかなり抑えられているため、単3電池2本で駆動できます。

プログラムは不揮発性のフラッシュメモリに格納するため、microSDの寿命や破損を心配する必要はありません。

なお、他のラズパイシリーズにないADCを搭載しています。これまでのラズパイではADCを別途用意しないと接続できなかったCdS光センサー等のアナログ型のセンサーを簡単に使えます。

価格帯は700〜1,000円とかなりお手頃です。

いかがでしょうか? 他のラズパイに比べ、安価にすぐ電子工作やプログラミングをはじめることができます。

 

Picoのバージョン

現在、Pico、Pico H、Pico Wの3種類があります。Picoは基板のみ、Pico Hはヘッダーがはんだ付け済みです。

Pico Wはヘッダーがついていない基板のみですが、Wi-Fi・Bluethoothのチップが搭載されています。しかし現在まだBluetoothの機能はSDK上で有効になっていません。今後のアップデートが期待されます。

Pico ヘッダーなし
Pico H ヘッダー付き
Pico W ヘッダーなし、無線機能あり
Pico Wがほしい!

残念ながら、現在Pico Wは日本では技適未取得のためまだ販売されていません。

Pico Wを使うと、おもちゃなどをスマホ対応に簡単に改造できます。

 

Picoのスペック

主要スペック

ラズパイPicoの主要スペックは以下のようになっています。

プロセッサー RP2040
 マイクロコントローラー デュアルコアArm Cortex-M0+
メモリ SRAM 264KB
フラッシュメモリ QSPI 2MB
GPIO 26 (アナログ入力 x 3)
インターフェース UART x 2、SPI x 2、I2C x 2、 PWM x 16
USB USB 1.1 x 1
電源 micro USBコネクタからDC5V入力
VBUSピンからDC1.8〜5.5V入力

 

RP2040

RP2040のコアはCortex-M0+のため、浮動小数点演算ユニット(FPU)が搭載されておらず、TinyMLのような最新分野への用途には向かないと思われがちですが、ソフトウェアライブラリーで浮動小数点演算がサポートされているので、今後が期待されます。

プログラム開発用にC/C++ SDKおよびPython SDKが用意されています。使用できる言語はC、C++、MicroPythonです。

メモリ

RP2040内部のメインメモリは264KBで、Arduino Unoの2KBに比べると100倍の大きさです。さらにプログラムを格納する外部のフラッシュメモリは2MBもあります。Arduino Unoのフラッシュメモリは32KBなので、60倍です。

ADC

GPIOのうち3つはアナログ入力ができるADCが接続されています。また、ADC専用のGNDとしてAGNDも用意されています。

 

Picoの使い方

別の記事で詳細な使い方を解説していますので、ここではざっくりと説明します。

ファームウェアの書き込み

購入したばかりのPicoボードはまっさらな状態ですので、MicroPythonのファームウェアを書き込んだあとから使用できるようになります。

ファームウェアを書き込む際は、BOOTSELボタンを長押ししてPCにPicoボードをUSBのマスストレージデバイス(USBメモリ)として認識させたあと、Pythonのプログラムを作成するThonnyエディターからファームウェアの書き込みを行います。

プログラムの書き込み

例としてThonnyから以下のプログラムをPicoに書き込みます。

from machine import Pin 
import time 

led = Pin(25, Pin.OUT) 

while True: 
    led.value(1) 
    time.sleep(1) 
    led.value(0) 
    time.sleep(1)

動作確認

書き込みが終わると同時に、PicoのオンボードLEDが1秒間隔で点滅を始めます。

 

ここまでかかった時間

PicoをPCに接続してから2分も経っていません! これをRaspberry Pi、400、Zeroシリーズでやろうとしたら、OSのインストールから初期設定、アップデート、再起動と、30分近くかかります。

 

おわりに
いかがだったでしょうか? 他の記事も参考に、みなさんもぜひPicoを使ってみてくださいね。