【保存版:Windows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:Windows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

 

Windows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、Windows 10の環境でヘッドレス: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セットアップの手順が分かりましたので、まとめておきます。

Windowsのヘッドレスセットアップは、Macに比べると、かなり難渋しました…
Wi-Fi接続用のファイル作成・ssh有効化のファイル作成で苦戦しましたが、試行錯誤を繰り返すことで無事にできました。

 

 

【動画で解説】
Windows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:23分48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

5:48 〜
・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12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) 10:20 〜
:「wpa_supplicant.conf」という名前のファイル作成

サクラエディタのアプリのダウンロード・インストール(Windows)
https://sakura-editor.github.io/

– SSH設定用ファイルの作成(SSH有効化のための準備) 13:25 〜

– ラズパイのIPアドレスの確認方法 14:33 〜
:参考情報 – ラズパイ4のMACアドレス「dc:a6:32:〜」
:参考情報 – ラズパイ4以前のバージョンのMACアドレス「b8:27:eb〜」

【Android版】Fing – ネットワークツール
【Android版:スマホ・タブレット】Fing (フィング) – ネットワークツール | Google Play

【iOS版】Fing – ネットワークツール
【iOS版:iPhone・iPad】Fing (フィング) – ネットワークツール | App Store

– SSH接続に挑戦 15:25 〜
*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
「Tera Term」のアプリのダウンロード・インストール

Tera Termのアプリのダウンロード・インストール(Windows)
https://ttssh2.osdn.jp/

– ラズパイVNCの有効化 17:11 〜
:補足情報 – ラズパイのIPアドレスの確認方法 18:37 〜

– HDMI接続関連の設定変更(ヘッドレスVNC接続前の準備) 17:52 〜
*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。

– VNC接続に挑戦 18:54 〜

「VNC Viewer」のアプリのダウンロード・インストール
VNC Viewer | RealVNC
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

– Raspberry Pi OSの初期設定 21:16 〜

– VNC Viewerの再設定 22:00 〜

– VNC Viewerの画面表示設定 22:23 〜

22:55 〜
・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】Windows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の公式ショップのほ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)

 

 

Windows環境のパソコン(SDカード対応)
Windows 10

* 確認したWindows10の環境は、Mac環境で作成した仮想環境が影響したのか、

Erro reading from storag. SD card may be broken.

の表示となりRaspberry Pi OSのSDカードへのインストールができませんでした。そのため、Mac用のRaspberry Pi ImagerでSDカードにインストールしたものを利用しています。
おそらくWindows 10のみのパソコンの場合は、Windows用のRaspberry Pi ImagerでSDカードにインストールできるのではないかと思います。

 

 

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

 

 

【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:Windows 10関連】

 

SSH環境の構築
・「Tera Term」のアプリ(WindowsでSSH接続用)
Tera Term Home Page
https://ttssh2.osdn.jp/

・「サクラエディタ」のアプリ(Wi-Fi接続有効化のためのファイル作成用)
https://sakura-editor.github.io/

 

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

 

 

【ソフトウェア:スマホ・タブレット(Android・iOS)関連】

 

ラズパイのIPアドレスの確認

 

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

 

 

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て「ダウンロード」フォルダ内にある

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 – Windowsパソコンで実施】

 

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。
動画では、サクラエディタを利用して「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SSID名・暗号化キーを半角英数で入力します。

 

保存の際に、先程、Raspberry Pi OS Full 32bitをインストールしたSDカードのbootの直下に保存できるように

保存する場所:boot(F:)

を選択した状態で、「wpa_supplicant.conf」(ファイルの種類:ユーザー指定)という名前で保存します。

 

 

【ラズパイのIPアドレスの確認 – スマホ・タブレットで実施】

 

・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〜

 

IPアドレスの確認に失敗した場合・・・

【対応例1】
1行ずつ改行(改行コード:LF)を入れながらコピー&ペースト

【対応例2】
「wpa_supplicant.conf」のファイル名があっているか確認。

上記対応後、再設定してみてください。

 

【SSH設定用ファイルの作成 – Windowsパソコンで実施】

 

Raspberry Pi OSをインストール済みのSDカード内の「boot」直下で、Windowsパソコン用のマウスで右クリック

新規作成 – テキスト ドキュメント

をクリックし、ファイル名を「ssh.txt」にします。
その後、「ssh.txt」のファイルを右クリックし

名前の変更

で「.txt」のところを削除し最終的に

・「ssh

というファイル名にします。

 

ファイル名
ssh
(空のファイル)

 

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。

 

 

手順詳細:ラズパイにSSH接続 – Windowsパソコンで実施

 

 

「Tera Term」のアプリのダウンロード・インストールします。
「Tera Term」のアプリを起動後

Tera Termの新しい接続
・ホスト名:IPアドレス
・TCPポート#22

の設定にし、「OK」をクリックします。
初回実施時には警告画面にな離ますが、「続行」をクリックします。

次のSSH認証画面で、

SSH認証画面
・ユーザ名:pi
・パスワード:raspberry

を入力後、「OK」をクリックします。

【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

 

Tera Termの表示画面で、

pi@raspberrypi:

と表示されれば、SSH接続に成功です。

 

 

手順詳細:ラズパイVNCの有効化 – Windowsパソコンで実施

 

 

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

Tera Termの表示
pi@raspberrypi:〜

で、以下のコードを実行します。

 

Tera Term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、Windowsパソコン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。

– Interfacing Options を選択し「enterキー」
– 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。

 

 

手順詳細:ヘッドレスVNC接続前の準備 – Windowsパソコンで実施

 

 

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

Tera Term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。

 

Tera Term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

Tera Termの表示
#hdmi_force_hotplug=1

をコメントアウトします(#を消す)。

Tera Termの表示
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:VNC接続 – Windowsパソコンで実施

 

 

「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。

上記の手順でVNC接続できない場合は、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

Tera Termの表示
pi@raspberrypi:〜

で、以下のコードを実行します。

 

Tera Termで実行するコード(半角英数で入力後「enterキー」)
sudo reboot

ラズパイを再起動させるコードです。
黄色のランプがチカチカするのが終わったら再度VNC接続をしてみてください。設定がうまくいっていれば成功するはずです。

 

 

【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、右端のスクロールバーを移動させると画面の下側にも移動できるようでした。
画面表示設定を変更する場合には、全画面表示の状態で、VNC Viewerの表示のある、ネズミ色の領域の

・画面の中央上部の黒い横線が見えるあたり

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。

 

 

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。
Windows10の環境は、Mac環境で作成した仮想環境で挙動を確認していることも影響したのか、SSH接続用の空ファイルでSSH有効化ができず難渋しました…
最終的には、この記事で紹介している方法でSSH有効化に成功したので一安心…

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。
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