ポータブル Raspberry Pi を自分で作るためのステップバイステップガイド

Raspberry Pi の優れたパフォーマンスと最小限の電力消費を組み合わせることで、これらのシングルボード コンピュータは、さまざまなポータブルなバッテリー駆動型アプリケーションに最適です。

ポータブルアプリケーションに最適な Raspberry Pi の選択

ポータブル Raspberry Pi のセットアップを設計する場合、電力使用量を理解することはバッテリー寿命に直接影響するため重要です。以下は、現在の Raspberry Pi モデルの電力消費特性の概要です。

Raspberry Pi 5 は、現在市場にあるモデルの中で最も堅牢なモデルとして際立っています。ただし、同等のモデルと比較して大幅に多くの電力を必要とするため、専用の電源が必要になります。

ポータブルな Raspberry Pi ソリューションには、Raspberry Pi 4 を強くお勧めします。パフォーマンスとエネルギー効率のバランスが優れており、クアッドコア プロセッサと高性能 GPU を搭載しているため、Web ブラウジングからプログラミングまでさまざまなタスクを快適に管理でき、標準のパワー バンクから電源を供給できます。

プロジェクトにデータロガーや基本的なフィールドコンピュータの作成が含まれる場合、Pi Zero 2 W は消費電力が低く、基本的な操作に十分な処理能力を備え、Wi-Fi、Bluetooth、GPIO 機能も備えているため、理想的な選択肢となる可能性があります。

ポータブル Pi に電源を供給する

Raspberry Pi のすべてのモデルは 5V (従来の USB 電圧) で動作しますが、電流要件 (アンペアで測定) は異なります。パワー バンクまたはバッテリー ソリューションを選択する際に留意すべき点は次のとおりです。電圧と電流は両方とも、ワット単位の合計電力 (電力 = 電圧 × 電流) を決定するため重要です。たとえば、5V で 5A を必要とする Pi 5 の場合、25 ワットの電力が必要になります。

さまざまなシナリオに合わせてカスタマイズされた、信頼性の高い電源ソリューションを 3 つご紹介します。

ウェーブシェア UPS モジュール 3S

Waveshare無停電電源モジュール 3S は、 3 つの 18650 リチウム電池 (別売) を使用して、最大 5A で安定した 5V 出力を提供するため、Pi 5 のような電力を大量に消費するデバイスに適しています。

I2C インターフェースは、バッテリーの電圧、電流、全体的な電力をリアルタイムで監視するのに特に役立ちます。これは、エネルギー使用量を継続的に追跡する必要があるプロジェクトにとって重要な機能です。さらに、過充電、過放電、短絡などの問題を防ぐ高度な保護機能も備えています。

ピシュガーSプロ

Pi 4 または Pi Zero を使用していて、合理化された電源ソリューションを希望する場合、PiSugar S Pro は素晴らしい選択肢です。この 5000 mAh のバッテリー パックは、Raspberry Pi シリーズ用に特別に作られており、ボードのベースにシームレスに取り付けられます。

PiSugar S Pro は 5V 3A を供給するため、Pi 4 やそれほど要求の厳しくない機種に最適です。ソフトウェアを通じてバッテリー レベル データを提供するわけではありませんが、特定のアクションをトリガーするためのプログラム可能なボタンも備えています。

標準パワーバンク

セットアップに Pi 4 またはより少ない電力を必要とするモデルが含まれている場合、多くの従来の USB パワー バンクが適しています。LOVELEDI 15000mAh パワー バンクのように、5V 3A を供給できるオプションを探してください。これらのオプションは予算に優しい傾向があり、他の電子機器にも使用できます。

ただし、Power Delivery (PD) をサポートするパワーバンクに関しては、重要な注意点があります。これらのパワーバンクは 25W 以上 (Pi 5 には十分) の出力が可能ですが、電圧を 5V 以上に上げることでこれを実現するため、Raspberry Pi の一貫した 5V 入力のニーズと互換性がありません。

ポータブル Pi の設定

電源の準備ができたら、それを Raspberry Pi に接続すると、通常は自動的に起動プロセスが開始されます。次のステップは、ポータブル Pi とどのようにやり取りするかを決定することです。特定の要件に応じて、いくつかのオプションが利用可能です。

ノートパソコンやポータブル ゲーム コンソールに似たデバイスを作成することが目的の場合は、ディスプレイと入力デバイスを Raspberry Pi に直接接続する必要があります。より大きな構成の場合は、バッテリーを内蔵した USB モニター (ASUS ZenScreen 15.6 インチなど) が、総電力需要を増加させないため、最適な選択肢となります。

ただし、専用のディスプレイが必要ない場合、特に SSH 経由で Pi にリモート アクセスする予定の場合は、このセットアップでサーバー管理やデータ収集などの多くのタスクに十分対応できます。完全なグラフィカル インターフェイスが必要な場合は、リモート デスクトップ用に VNC または xrdp をセットアップできます。

インターネット アクセスの場合、スマートフォンで作成されたモバイル ホットスポットにシームレスに接続するように Raspberry Pi を構成します。さらに、Tailscale を使用すると、さまざまなデバイスからの安全なリモート アクセスが可能になり、モバイル SSH または VNC クライアントを使用してスマートフォンから直接 Pi に接続できるようになります。

これが、独自のポータブル Raspberry Pi システムを作成するプロセスです。もちろん、多用途の Pi でも、必ずしも特定の要件を満たすとは限りません。より高い処理能力、より洗練されたユーザー エクスペリエンス、またはより便利なデザインが必要な場合は、Linux を実行する専用のラップトップの方がニーズに適している可能性があります。適切なラップトップの選択を支援するガイドを提供しています。

表紙画像はDavid Moreloによるものです。

ソース