子どもと学ぶ はじめてのRaspberry Pi ～ScratchからMinecraftを操る～
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2022年6月末にRSグループにおけるRaspberry Piの製造ライセンスが終了しています。
KSY、BACS、スイッチサイエンスなどの正規代理店から購入しましょう。
教育向けによく使われるプログラミング言語である「Scratch」（スクラッチ）もとっかかりだけ教えてあります。ループや変数など基本は理解しているようですが、もっぱら他の人が作った作品を楽しむのが専門のようです。何ができるのかを知るのも立派な学習なのでよしとしています。
今回Raspberry Piを使わせて頂く機会があったので「ねぇ、Scratchでマイクラ操作したり、LED付けたり消したりしてみない？」と誘ったところ「やりたい！」と即答だったので一緒に勉強してみることにしました。
使った教材などを記事に残しておきます。誰かの何かの役に立てば幸いです。
Raspberry Piとは
Raspberry Pi（ラズベリーパイ）は英国の慈善団体「Raspberry Pi Foundation」が開発したコンピューター。手のひらサイズの基盤1枚にCPUやメモリーなどいわゆるパソコンを構成する要素が詰まっていて、ディスプレイやキーボード、マウス、外部記憶装置(MicroSDカード)を繋げば、文書やスプレッドシートの作成はもちろんインターネットに接続してWebブラウズやできる。小さなパソコンとして使えます。
インストールできるOSはいくつかありますが、一番オーソドックスな「Raspbian」(ラズビアン)にはプログラミング言語学習環境である「Scratch」やプログラムと連動して遊べる「Maincraft Pi」（マインクラフトパイ）が最初からインストールされています。
さらにRaspberry PiにはGPIO（汎用入出力／General Purpose Input/Output）が備わっており、センサー類を接続してそれを読み取ったり、LEDを点灯したり、ブザーを鳴らしたりなどの電子工作も可能。インターネットにも繋がるRaspberry Piなら自作IoTもお手軽です。
また、価格が安価なのもRaspberry Piの特徴のひとつ。本体だけなら最新モデルの「Raspberry Pi 3 Model B+」で税抜4,860円（正規代理店 KSYにおける執筆時価格）、一つ前のモデルで今回使う「Raspberry Pi 3 Model B」で税抜4,000円（RSオンラインにおける執筆時価格）です。これなら1人に1台買い与えやすい。
子どもと学ぶラズベリーパイ
今回使う教材
まずは今回使う教材をまとめておきます。
Raspberry Pi 3スタータキット限定品（16,740円）
Raspberry Piは本体だけでは動作させることはできません。本体以外にACアダプタ、USBマウス、USBキーボード、microSDカード、HDMIケーブル、HDMI入力対応の液晶ディスプレイもしくはテレビ。さらにOSをダウンロードしてMicroSDに書き込むためのパソコンが必要です。
| 必要なモノ | スタータキットの場合 | 通常の場合 |
|---|---|---|
| Raspberry Pi 本体 | Raspberry Pi 3 Model B | 自由にモデルが選べる |
| ACアダプタ | ○ | × 別途購入かお手持ちのもの |
| USBマウス | ○ USキーボード | × 別途購入かお手持ちのもの |
| USBキーボード | ○ | × 別途購入かお手持ちのもの |
| MicroSDカード | ○ 8GB/OS入り | × 別途購入かお手持ちのもの |
| HDMIケーブル | ○ | × 別途購入かお手持ちのもの |
| ディスプレイ | × 別途購入かお手持ちのもの | × 別途購入かお手持ちのもの |
| MicroSDに書き込むためのパソコン | 不要 | 必要 |
HDMI入力に対応したディスプレイもしくはテレビだけあれば良いのがお手軽。また、洋書ですが「Adventures in Raspberry Pi 2nd Edition」(Amazon/リンク先は3rd Edition）も付属しています。この後紹介する和書よりも詳説です。詳しくはリンク先のなか見!検索をどうぞ。
Raspberry Piではじめるどきどきプログラミング増補改訂第2版 （税込2,052円）
Raspberry Piの基本、初期設定。「Scratch」と「Minecraft Pi」のそれぞれの解説と連携。さらにはGPIOを使ったLチカ（LED点滅）や物理スイッチの信号を「Scratch」に入力する所まで解説しています。小学校中学年以上を対象にしているのでルビも振ってあります。画像も豊富な全151ページ。教える前に大人が予習するのにも負担にならない良いボリュームです。
基本部品セット 実験用 Mega2560、ブレッドボード、LED、LCD1602等（1,599円）
「基本部品セット 実験用 Mega2560、ブレッドボード、LED、LCD1602等」（Amazon）はブレッドボード、ジャンパーワイヤー、LED、ブザー、スイッチ、抵抗などRaspberry PiのGPIOを使った工作をするのに必要な部品類が揃ったセット。「Raspberry Piではじめるどきどきプログラミング増補改訂第2版」（Amazon）で解説されている内容ならこれで十分過ぎる内容。抵抗のカラーコードが4本色帯でなくて5本色帯です。久しぶりに抵抗触りましたが老眼が辛いですね。カラーコードが見えない。
子どもと学ぶRaspberry Pi
オリエンと開封
自宅でのお勉強ですがだらだらしないようにオリエンを実施。「Raspberry Piではじめるどきどきプログラミング増補改訂第2版」（Amazon）（以下、どきどきプログラミング）をパラパラと一緒にめくり今日やることを決めます。手軽にはじめられるスターターキットを使うので初期設定はなるべく割愛。「Scratch」も基本はわかっているのですっ飛ばして、「Scratch」と「Minecraft Pi」を連携させてたくさんTNTを並べて爆破！、あとは「Scratch」でLEDを付けたり消したりするまでと決めました。「入門」は長くなりすぎず楽しいところだけ。
さて、おまたせの開封の儀です。新しい箱を開けるのってなんでもわくわくするよね。
マウスにもキーボードにもラズベリーがあって可愛いねとのこと。キーボードはUSキーボードです。
初期設定を一緒に
マウス、キーボード、ディスプレイを繋いだら最後にACアダプターを接続。Raspberry Piには電源がないのでACアダブターを繋いだら電源が入ります。「Raspberry Pi 3スタータキット限定品」（RSオンライン）はMicroSD内にOSが入っていて、LANケーブルを接続せずに起動するとRaspbianが起動します。手間なく起動しました。
今回は日本語表示されなくて困ることもないので日本語化も割愛。すると初期設定することがなくなっちゃうので「Scratchをアップデートしてみよう」（apt-getコマンドの実行）を書籍を見ながらやってみます。「黒い画面に文字を打つのかっこいいね」と褒め倒していきます。
2度ほどタイプミスを直して実行完了。
apt-getコマンドが使えればアプリをインストールできるようになるんだよ。apt-getのscratchの部分をnyancatにして、終わったらnyancatと入れてみてとちょっと脱線。
ScratchとMinecraft Piを連動させたプログラミング
まずは「Minecraft Pi」をちょっと体験してみます。素材が少なく狭いんだねとのこと。その通りです。
「どきどきプログラミング」（Amazon）にそって「Scratch」と「Minecraft Pi」を連動させてみます。「Scratch」から「Minecraft Pi」に"hello minecraft!"。
さらに書籍そって壁を作るプログラミングを作って実行してみます。「大きな家作るのに便利そう！」と嬉しそうです。
実際のプログラムはこんな感じ。今回は書籍の内容を入力しただけですが真似っこ大事。blockTypeIdを変えて色んな種類の壁を作ったり、repeatの数字を変えてより大きな壁を作ったりとこれだけでも楽しめます。（なお、日本語化すれば"set"とか"repeat"とかも日本語になります。）
電子工作入門 LEDを点滅させよう
点滅の前にまずは点灯です。「どきどきプログラミング」（Amazon）にそってLEDを点灯させてみます。ショートの危険性、対策などの説明は省かずに説明しておきます。面倒でも部品を配置するときは電源を切ってACアダプターを抜く。ここら辺も書籍に書いてあります。なお、書籍ではブレッドボードの電源ラインを使わない配線だったので使わない配線で教えました。
次は早速Lチカ（LEDの点滅）。ここも書籍通り。電源を切って、ジャンパーワイヤーを繋ぎなおして、「Scratch」でプログラミング。
Lチカにはあまり感動しなかったようなので1歩進めることにしました。さっき作った壁を作るプログラムの実行が終わったらブザーで教えてくれる工作。とは言え特に新しい要素はありません。LEDをブザーにして（抵抗も変えて）、壁を作ったプログラミングの最後にLEDを点灯するのと同じプログラムを組ませます。これはウケがよく良かった良かった。今日はここまで！
色々揃える手間やOSダウンロードなどの手間が省ける「Raspberry Pi 3スタータキット限定品」（RSオンライン）と順を追って導いてくれる「Raspberry Piではじめるどきどきプログラミング増補改訂第2版」（Amazon）のおかげでスムーズにRaspberry Piに「入門」することができました。あとは子どもの興味に沿って必要な書籍を与えるなり、ネット検索してもらうなりして広げていけば良いかと。
Raspberry Pi や電子工作のことならRSオンライン
2022年6月末にRSグループにおけるRaspberry Piの製造ライセンスが終了しています。
KSY、BACS、スイッチサイエンスなどの正規代理店から購入しましょう。
今回の記事で使用した「ラズベリーパイ Raspberry Pi 3スタータキット限定品, Raspberry Pi 3モデルB BCM2837 ARM Cortex-A53」はRSコンポーネンツの通販サイト「RSオンライン」で購入できます。
RSコンポーネンツはラズベリーパイ正規総代理店。スタータキット以外にもLEDやカメラを使った電子工作がはじめられる「Raspberry Pi3B+ Learning Set」やディープラーニングでの画像認識ができる「Raspberry Pi3B+ AI Set」など多数のキットが用意されています。
RSオンラインはラズベリーパイ以外にも50万点以上の品揃えと翌営業日お届け（月曜～木曜18時まで）も特徴。マイコンを使った電子工作プラットフォーム「Arduino スタータキット 」や「圧着工具」などの工具類、FellowesやLetizの「書類保管箱」まで取り扱っています。あ、「VHSテープ」まである。探索しがいがありそうです。
RSオンラインでの決済はクレジットカードのみ。デビット、プリペイドカードは使えないと言うことになっていますが、「どきどきプログラミング」（Amazon）の著者でもあるアベ先生がデビットカードでも使えたとのことなので私もau walletで買ってみました。公式には使えないと言うことになっているので拒否されることや決済が上手くいかず返金扱いになることもあると思います。デビットカードの返金処理は暫くの間残高が減ったままになります。高額な買い物をするときはご注意ください。