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組込・制御技術 ― Raspberry Pi・Arduino・M5Stack・ROS2による開発と技術検証

2021.05.07

いつもお世話になっております。株式会社インデペンデンスシステムズ横浜の西田五郎です。

このページでは Raspberry Pi や Arduino を中心としたソリューションのご提供についてご説明・ご提案します。Raspberry Pi や Arduino とは何かから始め、それらで何が出来るのか、実務・業務用途としてどのような活用が可能かといった内容をご紹介します。

また、株式会社インデペンデンスシステムズ横浜 西田五郎の自己紹介や近況についても簡単に触れています。

（最終更新日 2026年8月）

Raspberry Piについて

Raspberry Piとは

Raspberry Pi は、イギリスの Raspberry Pi 財団によって教育用途を主目的として開発されてきたシングルボードコンピュータです。シングルボードコンピュータとは、CPU、メモリ、各種インターフェースを一枚の基板上に集約した比較的小型のコンピュータを指します。

Raspberry Pi の仕様はオープン（オープンソースハードウェア）であり、ハードウェア・ソフトウェアともに世界中で情報が共有されています。

以下は Raspberry Pi 4 Model B です。現在は後継モデルも登場していますが、Raspberry Pi 4 は実務用途においても引き続き広く利用されている代表的なモデルです。


Raspberry Pi 4 Model B

なぜRaspberry Piなのか

Raspberry Pi が教育用途以外でも広く活用されている理由は、仕様がオープンであり、オープンソースソフトウェアの資産をそのまま利用できる点にあります。また、本体価格が比較的低いことも大きな利点です。

Raspberry Pi は世界的に圧倒的に普及しており、累計出荷台数は数千万台規模に達しています。教育、研究、個人開発から業務用途まで幅広い分野で利用されています。

OS や周辺ソフトウェアも継続的にアップデートされており、長期運用を前提とした改善が続けられています。

Raspberry Piでの産業用途利用の課題と考え方

電源操作の問題

Raspberry Pi 本体には一般的な電源スイッチがありません。適切な設計を行わない場合、シャットダウン処理を伴わない電源断が発生する可能性があります。

電源制御用のアドオンボードや外部回路を利用することで、安全なシャットダウン・起動制御が可能です。

ストレージの信頼性

現在では USB 接続の SSD 等から起動する構成も一般的な運用方法となっています。信頼性の高いストレージを利用することで、長期稼働にも対応しやすくなります。

コストと責任範囲

Raspberry Pi を業務用途で利用する場合は、コスト、運用体制、障害発生時の責任範囲について事前に十分な合意形成を行うことが重要です。

Raspberry Piでのソリューション

センサーネットワーク（IoT）関連

Raspberry Pi をゲートウェイとしたセンサーネットワークの構築が可能です。環境データを収集し、クラウドや独自サーバと連携します。

GUIアプリケーション・機器制御

GUI アプリケーションや GPIO を用いた機器制御が可能です。専用端末としての運用にも適しています。

遠隔監視・遠隔操作システム

カメラと組み合わせた遠隔監視・遠隔操作システムを構築できます。WebRTC 技術を用いた各種サービスや OSS を用途に応じて選択できます。

サーバ用途

用途を限定した軽量サーバとしての運用も可能です。VPN やリモート接続サービスと組み合わせる構成が一般的です。

その他の応用分野

  • 専用用途の簡易端末
  • 教育用コンピュータ
  • エッジ処理システム
  • ROS / ROS 2 を用いたロボット関連システム

Arduinoについて

Arduinoとは

Arduino は 2005 年にイタリアで開発が始まったワンボードマイコンです。OS を搭載せず、単一プログラムを実行することを前提としています。

なぜArduinoなのか

Arduino は世界的に普及しており、情報量が非常に豊富です。Arduino IDE を中心とした開発環境により、さまざまなハードウェアを共通の考え方で扱えます。

Raspberry Piとの違い

  • Raspberry Pi：OS が稼働し、ネットワークや GUI に強い
  • Arduino：センサーや信号制御などハードウェア制御に特化

Arduinoでのソリューション

プロトタイピング（試作）

センサーやアクチュエータを用いた試作・検証用途に適しています。

Raspberry Piとの連携

Arduino と Raspberry Pi を連携させることで、遠隔制御やデータ収集が可能です。

教育用途

Scratch 等のビジュアルプログラミングと組み合わせた学習環境も普及しています。

その他のマイコン・モジュール

M5Stackシリーズ

M5Stackシリーズは、ESP32をベースにディスプレイ、Wi-Fi、Bluetooth、各種センサーなどをコンパクトにまとめた開発モジュールです。

弊社ではM5Stack、M5Atomなどを使用し、センサーや外部機器との接続、Wi-Fiを利用したネットワーク制御、Webブラウザからの機器操作などの技術検証を行っています。

小型で短期間に試作できる特徴を活かし、IoT機器のプロトタイプ、各種センサーの検証、教育・技術実証などへの活用を進めています。

ROS2・ロボティクス

ROS2（Robot Operating System 2）を利用したロボット制御・自律移動システムの開発、技術検証にも取り組んでいます。

Raspberry Piを搭載した移動ロボットを使用し、モーター制御、エンコーダ、IMU、LiDARなどを組み合わせた実機環境で、ROS2によるセンサー情報の取得、自己位置推定、自律移動などの検証を行っています。

また、複数ロボットの運用やネットワーク経由での遠隔操作・監視など、IoTとロボティクスを組み合わせたシステムについても技術検証を進めています。

ロボ実証Worksについて
弊社の「ロボ実証Works」サイトでは、ROS2、Raspberry Pi、M5Stackなどを活用し、ロボティクス・IoT分野の実機による技術検証（PoC）に取り組んでいます。技術検証からプロトタイプ開発、システムへの応用を見据えた取り組みを公開しています。
ロボ実証Works

株式会社インデペンデンスシステムズ横浜 西田五郎について

自己紹介・略歴

1965年 大阪府出身
1989年 愛知工業大学 工学部卒業
1989年 システム開発会社にて開発業務に従事
2002年 合資会社インデペンデンスシステムズ横浜 設立
2007年 株式会社インデペンデンスシステムズ横浜へ組織変更

開発実績と対応分野

Raspberry Pi、Arduino、Windows アプリケーション、クラウド連携、ROS / ROS 2 など幅広い分野での実務経験があります。

お仕事のご依頼について

現在の稼働状況については、案件内容に応じて個別にご相談ください。正式なご相談前のヒアリングは無償で対応しています。

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