【保存版:Mac編】ヘッドレスでラズパイOSセットアップ入門(HDMIディスプレイ・USBマウス/キーボードなし)- SSH・VNC

【保存版:Mac編】ヘッドレスでラズパイOSセットアップ入門(HDMIディスプレイ・USBマウス:キーボードなし)- SSH・VNC

 

Mac編:USBキーボードなし・ヘッドレスでラズパイOSインストール・セットアップ入門

 

 

(勢いで書いたので荒削りです。今後少しずつ修正予定です)

試行錯誤を繰り返しましたが、

・Raspberry Pi 4 Model B 8GB RAM

を使い、Macでヘッドレス:HDMIディスプレイなし・USBマウスなし・USBキーボードなしの状態でのラズパイOSセットアップに成功しましたので手順をまとめておきます。
* 今のところWindowsはMac環境で作成した仮想環境のためか、SSH接続用の空ファイルでSSH有効化ができず… チュートリアル作れず
→その後WindowsでもSSH有効化に成功しました。

 

 

【動画で解説】
Mac編:ラズベリーパイの始め方 – ヘッドレスRaspberry Pi OSセットアップ入門
(USBキーボードなし・USBマウスなし・HDMIディスプレイなし)

 

 


視聴時間:21分26秒

 




 

【動画の内容】

0:00〜
・周辺機器・ハード編

:ラズパイ開封・ケースの組み立て・環境準備

5:45〜
・ソフトウェア編

:OSインストール・セットアップ(Raspberry Pi Imager+事前にRaspberry Pi OS Full 32bitのダウンロード)

ラズパイ公式サイトのダウンロードページ:
Raspberry Pi OS

Downloads

動画で使ったミラーサイト:
Index of /pub/raspberrypi/raspios_full_armhf/images/raspios_full_armhf-2020-08-24 | JAIST(Japan)
http://ftp.jaist.ac.jp/pub/raspberrypi/raspios_full_armhf/images/raspios_full_armhf-2020-08-24/
2020年10月11日利用
*Raspberry Pi OS Full 32bit(2020-08-20-raspios-buster-armhf-full.zip 2020-08-20 21:19 2.5G)

– Wi-Fi設定用ファイルの作成((Wi-Fi有効化のための準備) 11:05 〜
:「wpa_supplicant.conf」という名前のファイル作成

– SSH設定用ファイルの作成(SSH有効化のための準備) 11:55 〜

– ラズパイのIPアドレスの確認方法 その1 13:10
:ラズパイ4のMACアドレス「dc:a6:32:〜」
:ラズパイ4以前のバージョンのMACアドレス「b8:27:eb〜」

– SSH接続に挑戦 13:32 〜
*SSH:Secure Shell(暗号・認証の技術を利用し、安全にリモートコンピュータと通信をするためのプロトコル)遠隔操作

– SSHホスト鍵変更の際のエラーへの対応例 14:07 〜

– HDMI接続関連の設定変更(ヘッドレスVNC接続前の準備) 14:15 〜
*VNC(Virtual Network Computing)
:ネットワーク上の離れたコンピュータを遠隔操作ができるソフトウェア。デスクトップ画面を操作できる。

– ラズパイVNCの有効化 15:05 〜
:ラズパイのIPアドレスの確認方法 その2  15:49 〜

– VNC Viewerのダウンロード・インストール 16:01 〜

– VNC接続に挑戦 16:31 〜

– Raspberry Pi OSの初期設定 17:20 〜

– VNC Viewerの再設定 17:57 〜

– VNC Viewerの画面表示設定 18:16 〜

– 参考情報:Finderで画面共有する方法 18:39 〜

20:33〜
・できること編

:パソコンとしての用途(フリーソフト – プログラミング・Scratch・マインクラフト・Office互換ソフト・インターネット閲覧・YouTube視聴)
:電子工作(各種センサーを活用した電子工作・電子工作キットの販売あり・AI・サーバー・ラジオ・ゲーム機・監視カメラ・IoT)など

 

 

【手順:ヘッドレス・USBマウス/キーボードなし】MacでラズパイOSセットアップ:Raspberry Pi 4 Model B 8GB RAM

 

 

ヘッドレス・USBマウス/キーボードなしラズパイOSインストール・セットアップで用意するもの

 

 

以下に、(動画で)使用している周辺機器・ハード・ソフトウェアなどをまとめておきます。

 

【周辺機器・ハード】

 

ラズベリーパイ本体(アマゾンで購入)
Raspberry Pi 4 Model B 8GB RAM(Amazon.co.jpのラズベリーパイ国内正規代理店で購入)
* 2020年10月時点の最新版・最高スペックのラズパイ


【国内正規代理店品】Raspberry Pi4 ModelB 8GB ラズベリーパイ4 技適対応品【RS・OKdo版】

Amazon.co.jpで詳しくみてみる:
【国内正規代理店品】Raspberry Pi4 ModelB 8GB ラズベリーパイ4 技適対応品【RS・OKdo版】

2020年10月確認時点ではRS正規代理店 Raspberry Pi Shopの公式ショップの方がいくらか値段が安そうでした。アマゾンにこだわらなければ選択肢の1つではないかと思います。
RS正規代理店 Raspberry Pi Shop で詳しくみてみる:
RS正規代理店 Raspberry Pi Shop | 株式会社ケイエスワイ

 

アダプター(ラズベリーパイの電源供給)(アマゾンで購入)
・5V 3Aのアダプター(ON・OFFボタン付き)


Smraza Raspberry Pi 4 USB-C (Type C)電源、5V 3A ラズベリーACアダプター RPi 4b Model B 1GB / 2GB / 4GB/ 8GB適用 PSE取得

Amazon.co.jpで詳しくみてみる:
Smraza Raspberry Pi 4 USB-C (Type C)電源、5V 3A ラズベリーACアダプター RPi 4b Model B 1GB / 2GB / 4GB/ 8GB適用 PSE取得

ラズベリーパイの挙動を確認するために、試行錯誤する場合には、アダプターのON・OFFスイッチがあると便利です。
ON・OFFの表示もあるので、分かりやすくていいですね。

 

micro SDカード//SDカードアダプター(ラズパイのOSをインストール)(アマゾンで購入)
:サンディスク microSDXC 128GB 超高速UHS-I U1 A1対応 + JNHオリジナルSDアダプター


サンディスク microSDXC 128GB 超高速UHS-I U1 A1対応 + JNHオリジナルSDアダプター + 保管用クリアケース [並行輸入品]

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ケース(ラズベリーパイ4 モデルB向けのケース)(アマゾンで購入)
・アルミニウム合金ケース+ヒートシンク+ 静音ファン
* ケースは必須ではありませんが、ラズパイ4から性能の向上に伴い発熱しやすいようでしたので、ファン付きのケースを購入しました。


最新 Raspberry Pi 4 ケース, 超薄型アルミニウム合金ケース+ヒートシンク+ 35x35x10 冷却大超静音ファン Raspberry Pi4 Model B 8gb /4gb / 2gb / 1gb (ラズベリーパイ4モデルB) 対応 (ラズパイ4本体含みません)

Amazon.co.jpで詳しくみてみる:
最新 Raspberry Pi 4 ケース, 超薄型アルミニウム合金ケース+ヒートシンク+ 35x35x10 冷却大超静音ファン Raspberry Pi4 Model B 8gb /4gb / 2gb / 1gb (ラズベリーパイ4モデルB) 対応 (ラズパイ4本体含みません)

 

 

Macのパソコン(SDカード対応を想定。SDカードを挿入できない場合は、別途接続機器が必要)
・iMacを利用(SDカード対応のiMac)

 

 

【ソフトウェア:ラズパイ関連】
:OSインストール・セットアップ(+事前にRaspberry Pi OS Full 32bitのダウンロード)

 

Raspberry Pi Imager/Raspberry Pi OS Full 32bit

ラズパイ公式サイトのダウンロードページ:
Raspberry Pi OS
https://www.raspberrypi.org/downloads/

動画で使ったミラーサイト:
Index of /pub/raspberrypi/raspios_full_armhf/images/raspios_full_armhf-2020-08-24 | JAIST(Japan)
http://ftp.jaist.ac.jp/pub/raspberrypi/raspios_full_armhf/images/raspios_full_armhf-2020-08-24/
2020年9月28日利用
*Raspberry Pi OS Full 32bit(2020-08-20-raspios-buster-armhf-full.zip 2020-08-20 21:19 2.5G)

 

 

【ソフトウェア:Mac関連】

 

SSH環境の構築
・Macに標準インストールされている「ターミナル」のアプリを利用。

・テキストエディターとして「CotEditor」のアプリを利用(App Storeでインストールできます)。

 

VNC環境の構築
「VNC Viewer」のアプリ
VNC Viewer | RealVNC
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

macOS版をダウンロード・インストールします。

 

 

手順詳細:Raspberry Pi Imager/Raspberry Pi OS Full 32bit

 

 

【Raspberry Pi Imagerのダウンロード・インストール・起動】

 

Raspberry Pi Imagerをダウンロード・インストール後、Raspberry Pi Imagerを起動します。

 

 

【Raspberry Pi OS Full 32bitのZIP形式ファイルをダウンロード】

 

今回は、Raspberry Pi OS Full 32bitのZIP形式ファイル(圧縮ファイル)を事前にダウンロードした状態でRaspberry Pi OS Full 32bitをインストールします。

 

 

【SDカードのフォーマット】

 

今回は、128GBのmicro SDを使うのでRaspberry Pi Imagerの

Oprerating System:CHOOSE OS – Erase

でSDカードをFAT32にフォーマットします。

 

 

【SDカードへRaspberry Pi OS Full 32bitのインストール】

 

Raspberry Pi Imagerの

Oprerating System:CHOOSE OS(Erase)- Use Custom

で、事前にダウンロードした

Raspberry Pi OS Full 32bitのZIP形式ファイル

を選択し、SDカードにインストールします。

 

 

手順詳細:Wi-Fi・SSHの有効化のための準備・ラズパイのIPアドレス確認方法

 

 

【Wi-Fi設定用ファイルの作成 – Macで実施】

 

起動直後に指定したWi-Fiに自動接続するために、以下のファイル(wpa_supplicant.conf)を作成します。
今回は、CotEditorを利用して「文字コード:UTF-8」、「改行コード:LF」の設定で作成しています。

 

ファイル名
wpa_supplicant.conf

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=JP
network={
ssid="ここに接続するWi-FiのSSID名を入力します"
psk="ここに接続するWi-Fiの暗号化キーを入力します"
}

 

「ssid」「psk」の「””」内には、接続予定の、Macが接続しているのと同じSSID名・暗号化キーを半角英数で入力します。

ファイルを作成後、先程、Raspberry Pi OS Full 32bitをインストールしたSDカードのbootの直下に「wpa_supplicant.conf」をドラッグ&ドロップ(またはコピー&ペースト)します。

 

【SSH設定用ファイルの作成 – Macで実施】

 

・ラズパイOSがインストールされているSDカードをMacに挿入しておきます。

・「ターミナル」のアプリを起動します。

・ラズパイOSがインストールされているSDカード内のboot直下に移動するために以下のコードを実行します。

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
cd /Volumes/boot

・以下のコードで「ssh」ファイルを作成します。

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
touch ssh

* touch /Volumes/boot/ssh でもできます。

 

最終的に、以下のファイル

wpa_supplicant.conf
ssh

がSDカードのboot直下に加わった状態になります。

 

 

【ラズパイのIPアドレスの確認方法 – Macで実施】

 

・事前に、ラズパイの電源を入れておきます。

・続いて、ターミナルで以下のコードを実施

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
arp -a

 

実行結果で、

(IPアドレス表示)at dc:a6:32:〜 on en1 ifscope [ethernet]

dc:a6:32:〜」のところに表示されているIPアドレスがRaspberry Pi 4のIPアドレスです。

*参考:RaspberryPi4ではMACアドレスが変更されているようです。
 Raspberry Pi 4の場合:dc:a6:32〜
 Raspberry Pi 4以前のバージョン:b8:27:eb〜

 

 

その他にも、ラズパイのIPアドレスを確認できる方法として、スマホ・タブレットのアプリもあるようでしたので参考までに情報をまとめておきます。
Macユーザーの場合は必要ないかもしれませんが、Windowsユーザーの方は、あると便利かもしれませんね。

スマホ・タブレット端末
今回は、ラズパイのIPアドレス確認のために使います。
以下のアプリが使えるシステム要件(Androidバージョン・iOSバージョン)が必要です。

Androidスマホ・タブレット(アンドロイド端末)

「Fing(フィング)- ネットワークツール」アンドロイドアプリ | Google Play

 

iPhone・iPad(iOS端末)

「Fing (フィング) – ネットワークツール」iOSアプリ | App Store

 

・事前にラズパイの電源を入れておきます。

・「Fing (フィング) – ネットワークツール」でラズパイに接続中のWi-Fiにスマホで接続し、

デバイスをスキャン

の結果で

Raspberry」(Raspberry Pi)

のIPアドレスが分かります。必要に応じて画面右上部の「更新」を押します。
一度スキャン後は、接続されている場合は、

・黒文字

接続されていない場合は

・ネズミ色の文字

になります。詳細を確認したい場合は、「Raspberry」(Raspberry Pi)のところをタップすることでMACアドレスなども確認できます。

*参考:RaspberryPi4ではMACアドレスが変更されているようです。
 Raspberry Pi 4の場合:dc:a6:32〜
 Raspberry Pi 4以前のバージョン:b8:27:eb〜

 

 

手順詳細:ラズパイにSSH接続 – Macで実施

 

 

・ラズパイOSがインストールされているmicro SDカードをラズパイに挿入後、ラズパイの電源をONにします。

・「ターミナル」のアプリを起動します。

・SSHでラズパイに接続するために以下のコードを実行します。

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
ssh pi@raspberrypi.local
(ssh ユーザー名@ホスト名.local)

 

・初めての接続の場合接続するか問われるので以下のコードを入力。

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
yes

 

・パスワードを求められるので半角英数でデフォルト設定のパスワード「raspberry」を入力後「enterキー」を押します。

【参考:デフォルト(初期状態)の設定】

ユーザ名:pi
ホスト名:raspberrypi
パスワード:raspberry

・ターミナルの表示画面で、

pi@raspberrypi:

と表示されれば、SSH接続に成功です。

 

過去に、ラズパイをセットアップし、今回使用しているMacで、同じIPアドレスでSSH接続したことがある場合、

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
ssh pi@raspberrypi.local
(ssh ユーザー名@ホスト名.local)

 

を実行後に以下のエラーが出ることがあります。

 

Macの場合:SSH先が変更した際のエラー
(SSHホスト鍵変更の際のエラー)

@ WARNING: POSSIBLE DNS SPOOFING DETECTED! @
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
The ECDSA host key for raspberrypi.local has changed,
and the key for the corresponding IP address 〜
is unknown. This could either mean that
DNS SPOOFING is happening or the IP address for the host
and its host key have changed at the same time.
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED! @
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY!
Someone could be eavesdropping on you right now (man-in-the-middle attack)!
It is also possible that a host key has just been changed.
The fingerprint for the ECDSA key sent by the remote host is

Please contact your system administrator.
Add correct host key in /Users/ユーザー名/.ssh/known_hosts to get rid of this message.
Offending ECDSA key in /Users/ユーザ名/.ssh/known_hosts:2
ECDSA host key for raspberrypi.local has changed and you have requested strict checking.
Host key verification failed.

 

対応方法としては、「/Users/ユーザー名/.ssh/known_hosts」の「known_hosts」を編集する必要がありますが、「.ssh」が隠しファイルなので表示されません。
Finderアプリの環境調整で「Macのユーザー名」が表示されるようにした状態で

「commandキー」+「controlキー」+「.キー」

を同時に押し、隠しファイルが表示されるようにすると、「Macのユーザー名」内のファイル(フォルダ)で「.ssh」が表示されるようになります。
.ssh内のknown_hosts」をエディター(CotEditor)で開き編集します。
具体的には、「raspberrypi.local」と対応するIPアドレス関連の情報を消します。

一例

192.168.●.● 〜 (IPアドレスは一例)

raspberrypi.local,〜

一例の表示では、「192.168.●.● 〜」から「raspberrypi.local,〜」までの記述を削除し、保存します。
known_hosts 内の情報を削除後、再度、以下のコード

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
ssh pi@raspberrypi.local
(ssh ユーザー名@ホスト名.local)

 

を実行すると成功するのではないかと思います。

 

参考として、その他にも以下のコード

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
ssh-keygen -R raspberrypi.local

 

をターミナルで実行すると上述と同じことができます。コードを実行後

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
ssh pi@raspberrypi.local
(ssh ユーザー名@ホスト名.local)

 

を実行するとSSHに成功するのではないかと思います。

 

手順詳細:ヘッドレスVNC接続前の準備 – Mac

 

 

ヘッドレス(HDMI接続のディスプレイなし)でVNCを実行するために、HDMIとVNC関連の設定を変更します。
VNCでリモート接続予定のラズベリーパイに、SSH接続できている状態

ターミナルの表示
pi@raspberrypi:〜

で、以下のコード(config.txtの編集するためのコード)を実行します。

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
sudo nano /boot/config.txt

 

実行後に表示される画面(config.txt内)の

 

ターミナルの表示(config.txt内)
#hdmi_force_hotplug=1

 

をコメントアウトします(#を消す)。

 

ターミナルの表示(config.txt内)
hdmi_force_hotplug=1

 

の状態で保存(「contorolキー + O :オー」を入力後「enterキー」で確定)。
config.txtの編集を終了するには「contorolキー + X:エックス」を押します。

 

 

手順詳細:ラズパイVNCの有効化・ラズパイのIPアドレスの確認方法例 – Macで実施

 

 

【ラズパイVNCの有効化】

 

VNCでリモート接続予定のラズベリーパイに、SSH接続できている状態

ターミナルの表示
pi@raspberrypi:〜

で、以下のコードを実行します。

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
sudo raspi-config

 

実行後に表示される画面では、Macのキーボードの上下のキー入力で「上下移動」、左右のキー入力で「Select・Back」などの選択ができます。

– 5 Interfacing Options を選択し「enterキー」
– P3 VNC を選択し「enterキー」
– YES を選択し「enterキー」
– OK を選択し「enterキー」
– Finish を選択し「enterキー」

これでラズパイのVNCを有効化できました。

 

 

【ラズパイのIPアドレスの確認方法例】

 

VNCでリモート接続予定のラズベリーパイに、SSH接続できている状態

ターミナルの表示
pi@raspberrypi:〜

で以下のコードを実行するとラズパイのIPアドレスを確認できます。

 

ターミナルで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
vncserver

 

最後の行に表示されている「●.●.●.●.● 」の数字とドットがIPアドレスです。

 

(最後の行の表示例)
New desktop is raspberrypi〜 ●.●.●.●.● (ラズパイのIPアドレス)

 

 

手順詳細:VNC ViewerでVNC接続・ラズパイ初期設定・画面表示設定 – Macで実施

 

 

「VNC Viewer」のアプリのダウンロード・インストールします。
「VNC Viewer」を起動し、以下

・ラズパイのIPアドレス

を入力後、「enterキー」を押します。
初回は、「Identity Check」の表示があるので「Continue」をクリックします。

続いて表示される「Authentication」の表示で

・Username - ラズパイのユーザ名:pi
・Password - ラズパイのパスワード:raspberry

を入力し、「OK」をクリックするとVNC接続できます。

 

 

【ラズパイの初期設定】

 

既にWi-Fiが接続されている状態なので

・言語設定:日本語(Japan)に設定
・画面の外枠の設定(オーバースキャン):Macでリモート接続する場合は関係なさそうです
・アップデート(今回はSkip。必要に応じてアップデートしてみてください)

が対象となると思います。

 

 

【VNC Viewerの画面表示設定】

 

リモート接続したラズパイのデスクトップ画面を全画面表示にすると、画面下部が途切れてしまいましたが、マウスを下に移動させると画面も下に移動するようでした。
画面表示設定を変更する場合には、全画面表示の状態で

・画面の中央上部

にマウスを移動させるとメニューが表示できます。メニュー内の「歯車マーク」をクリックすると設定を変更できます。

・Options – Scaling

の設定で

・Scale to fit window

などにするとラズパイの全画面が表示されます。

 

 

手順詳細:FinderのアプリでVNCする方法 – Macで実施

 

 

VNCパスワードを新たに設定する必要があります。
ラズパイの画面右上部の「VNC」のアイコンをクリック後に表示される画面の右上部の「横3本線 – Options…」をクリック。

・Security – Authentication – VNC password

に変更し「OK」をクリック後VNC用の新たなパスワードを2回同じように入力し「OK」をクリックするとVNC passwordが設定できます。

この状態で、Macの

・Finder – 移動 – サーバへ接続…

をクリック。

・vnc://ラズパイのIPアドレス

を入力し「接続」をクリック。
先程作成したVNC passwordを入力後「サインイン」でVNC接続できます。

 

 

長文閲覧ありがとうございました。
ヘッドレスでラズパイOSのセットアップに成功すれば、

・micro HDMI – HDMIコード
・ディスプレイ(モニター)
・USBキーボード
・USBマウス

などが必要ないので、ありがたいですよね。
浮いたお金で…
電子工作キットや、その他センサー・モジュール…
美味しい食事・・・・
贅沢できそうですね・・・

 

micro HDMI – HDMIコードでディスプレイ(モニター)接続した状態では、VNCで操作できるラズパイのデスクトップの画面に比べて、表示スピードや反応は速くなるようでした。
用途に応じてヘッドレスのセットアップも検討してみてください。

 

by 子供プログラマー | プログラミング入門ウェブ教室

 

 

ヘッドレス(画面なし)でのラズパイのセットアップが不安な方は、HDMIでディスプレイに接続・USBキーボード・USBマウスがあった方がわかりやすいかもしれません。
【使用機器レビュー付き】ラズパイ使い方・はじめ方入門:開封〜インストール手順(Raspberry Pi 4 Model B 8GB RAM)by 子供プログラマー

 

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