ポータブルRaspberry Piの作り方

良好なパフォーマンスと低消費電力の組み合わせにより、Raspberry Piのシングルボードコンピュータは、あらゆる種類のポータブルなバッテリー駆動プロジェクトに最適です。そのようなプロジェクトのアイデアがある場合、このガイドでは、適切なPiモデルの選択から、ディスプレイ、バッテリー、入力デバイスの選択まで、知っておくべきことをすべて説明します。

ポータブルプロジェクトに最適なRaspberry Piの選び方

ポータブルPiセットアップを構築する際には、電力消費が重要です。これはバッテリー寿命に直接影響を与えるためです。以下は、現在のRaspberry Piラインアップの電力消費に関する期待値です：

Raspberry Pi 5は、現在最も強力なモデルですが、他のモデルよりもかなり多くの電力を消費するため、特別な電源が必要です。

ポータブルRaspberry Piを作成する予定がある場合、Raspberry Pi 4を選ぶことをお勧めします。これは性能と電力効率の良いバランスを提供します。クアッドコアプロセッサと優れたGPUを備え、ウェブブラウジングからコーディングまで、適度な応答性で行うことができ、通常のパワーバンクで電源を供給することが可能です。

ただし、データロガーや単純なフィールドコンピュータを構築する場合、Pi Zero 2 Wの方が最適かもしれません。これはかなり少ない電力を消費しながら、基本的な作業に十分な処理能力を提供し、Wi-Fi、Bluetooth、GPIO接続を備えています。

ポータブルPiの電源供給

すべてのRaspberry Piモデルは5V（標準USB電圧）で動作しますが、異なる電流量（アンペアで測定）を必要とします。Raspberry Piの電源を入手するためのさまざまな方法を示しましたが、注意すべき点があります。パワーバンクやバッテリーソリューションを選択する際は、電圧と電流の両方を考慮する必要があります。なぜなら、その積がワット数での総電力を与えるからです（電力 = 電圧 × 電流）。例えば、5Vで5Aが必要なPi 5は、25ワットの電力を必要とします。

以下は、さまざまなニーズに応じた信頼できる3つの電源ソリューションです：

Waveshare UPS Module 3S

Waveshareの無停電電源供給モジュール3Sは、別途購入する必要がある3つの18650リチウムバッテリーを使用して、最大5Aの安定した5Vを供給します。これは、電力を多く消費するPi 5にも最適です。

特にI2Cインターフェースが気に入っています。これにより、バッテリーの電圧、電流、電力をリアルタイムで監視できるので、電力消費の追跡が必要なプロジェクトには非常に便利です。また、過充電、過放電、短絡からの損傷を防ぐための包括的な保護回路も備えています。

PiSugar S Pro

スリークなソリューションを求めるPi 4またはPi Zeroユーザーには、PiSugar S Proが最適です。この5000mAhのバッテリーパックは、Raspberry Piファミリーのシングルボードコンピュータのために特別に設計されており、ボードの底部に直接取り付けることができます。

PiSugar S Proは、5Vで3Aを出力します。これは、Pi 4やそれほど多くの電力を必要としないモデルには完璧です。さらに、カスタムアクションをトリガーするために使用できるプログラム可能なボタンも含まれています。ただし、このモデルはソフトウェアを介してバッテリー残量情報を提供しないことに注意してください。

標準パワーバンク

Pi 4またはそれほど電力を必要としないモデルを使用している場合、多くの標準USBパワーバンクがうまく機能します。5Vで3Aを出力できるものを探しましょう。例えば、LOVELEDI 15000mAhパワーバンクなどです。これらはコスト効率の良いソリューションであり、他のデバイスにも役立ちます。

ただし、Power Delivery（PD）サポートを持つパワーバンクに関する重要な警告があります。これらは、25W以上を供給できます（理論的にはPi 5に十分）が、5Vを越える電圧を上げることによって実現され、Piは正確に5Vで電力を供給される必要があるため、機能しないことがあります。

ポータブルPiの設定

電源が準備できたら、それをRaspberry Piに接続することで自動的にブートするはずです。さて、次は面白い部分です。ポータブルPiとのインタラクション方法を考えます。これは、特定のニーズに応じていくつかのアプローチがあります。

ノートパソコンやポータブルゲームコンソールに似たものを作成することを目指している場合、ディスプレイと入力デバイスをPiに直接接続する必要があります。ディスプレイには、公式の7インチPiタッチディスプレイが優れた選択肢です。これはPi自体から電力を直接供給するため、セットアップを簡素化します。もう少し大きなものが必要な場合は、ASUS ZenScreen 15.6インチのような内蔵バッテリー付きのUSBモニターも機能します。これにより、総電力要求が増えることはありません。

ただし、SSH経由でPiにリモート接続する計画がある場合、専用のディスプレイが必要ないかもしれません。特にデータ収集やサーバー管理などのタスクにおいて、コンソール専用のSSHアクセスが十分な場合が多いです。完全なグラフィカルデスクトップ環境が必要な場合は、リモートデスクトップアクセスのためにVNCまたはxrdpを設定できます。

インターネットアクセスについては、Raspberry Piを自動的にスマートフォンを使用して作成したモバイルホットスポットに接続するように設定し、Tailscaleを使用して任意のデバイスから安全にリモートアクセスを有効にすることができます。これにより、スマートフォンからもモバイルSSHやVNCクライアントを使用してPiに接続できます。

これが自分だけのポータブルRaspberry Piを構築するために必要なすべてです。もちろん、強力なPiでも必ずしもすべての作業に最適なツールではありません。より多くの処理能力、より洗練された体験、またはより便利なフォームファクターが必要な場合は、Linuxを実行する専用のノートパソコンの方が適切かもしれません。そして、それを選ぶためのガイドも用意しています。

カバー画像：David Morelo