「RaspberryPi」の記事 - Crieit

Raspberry Pi 5 に Ubuntu 24.04 LTS を入れて SSH するまで

2024-02-27T00:46:48+09:00

ついに日本でも、 Raspberry Pi 5 の技適対応モデルが発売された。

Raspberry Pi にインストールする OS と言えば、まずは Raspberry Pi OS (旧 Raspbian) だが、同じ Debian ベースの Ubuntu も Raspberry Pi 向けの公式イメージを出している。

但し、 Raspberry Pi 5 に対応しているのは、 Ubuntu 23.10 (コードネーム: mantic) 以降のみとなる。

現在リリース済みの 23.10 は「非LTS」バージョンとなり、サポートが 9ヶ月 (2024年6月まで) と短い。
常用するなら、サポートが 5年 (ESM なら 10年) と長い LTS バージョンが望ましいが、残念ながら 22.04 LTS Raspberry Pi 5 に非対応だ。

LTS バージョンの次回リリースは 24.04 LTS (コードネーム: noble / 2024年4月リリース予定) で、現在絶賛開発中だ。

そんな開発中の 24.04 LTS も、デイリースナップショットが手に入る。
そいつを使ってディスプレイやキーボードが無い状態で、インストールから SSH 接続までやってみよう。

Raspberry Pi 5 をターゲットに書いているが、 Raspberry Pi 3, 4, Raspberry Pi Zero 2 W でも同じ手順でできるはずだ。

なお、この記事は 24.04 LTS がリリースされたら、それに併せて内容に書き換えていくつもり。

TL;DR

microSD カードに Ubuntu の OS イメージを焼いたあと、 RasPi に挿す前に初回起動時の設定を書き換える
cloud-init の挙動を理解しよう
ディスプレイなし & 無線LAN Only だと少し工夫がいる
今回の記事の内容は、Raspberry Pi に Ubuntu を入れて SSH でログインするまでの A to B | Aqua Ware つぶやきブログの二番煎じ
- Ubuntu 24.04 LTS に合わせて内容はアップデートされている

準備するもの

Raspberry Pi 5
- Raspberry Pi 3, 4 でも同じ手順でいけるはず
4GB 以上の micorSD カード
- IOPS が高い、「アプリケーションパフォーマンスクラス」が A2 のものが良いだろう。値段や速度を考えると、実用上は 64GB 以上になるだろうか。
- 私は、ARCANITE 64GB microSDXCカード【A2】、UHS-I U3、V30、4K、C10 値段の割にパフォーマンスが良かったため、これを使った。
- 後述するが、最終的には NVMe SSD にした方が断然良い
microSD を書き込める PC (Win, Linux, mac)
インターネットに繋がる Wi-Fi またはイーサネットケーブル

以下もあると便利だが、今回の手順では無くても問題ない。

micro-HDMI で繋がるディスプレイ又は変換コネクタ
RasPi に繋げる USB キーボード

イメージファイルの取得

正式リリース前の Raspberry Pi 向けデイリースナップショットイメージは、以下のいずれかから手に入る。

今回は、サーバーOS的に SSH して使う事が目的なので、後者のサーバー版を利用する。

Raspberry Pi 向けデスクトップ版イメージ
- https://cdimage.ubuntu.com/daily-preinstalled/current/
Raspberry Pi や、汎用 64-bit ARM, RISC-V 向けサーバー版イメージ
- https://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-server/daily-preinstalled/current/

リンク先から、 noble-preinstalled-server-arm64+raspi.img.xz を選択してダウンロードしよう。

24.04 LTS が正式リリースされれば、 Install Ubuntu on a Raspberry Pi | Ubuntu のページからダウンロードできるようになるはずだ。

ブータブル SD の焼き込み

ダウンロードしたイメージファイルを、ブート可能な状態で microSD に書き込む。
ダウンロードしたファイルをただ SD カードに保存するのではなく、専用のツールで書き込む必要があるぞ。

方法は色々あるのだが、今回は個人的にオススメな balenaEtcher を使った方法で紹介しよう。

microSD を SDカードスロットに挿す
balenaEtcher を DL & 起動する。
- DLする balenaEtcher は Portable 版で良い
前項でダウンロードするした ***.img.xz を選択して、書き込みを開始する
- ***.img.xz は、 ***.img ファイルを .xz 形式で圧縮したものなのだが、手動で解凍せず直接 balenaEtcher で選択してしまって問題ない。 balenaEtcher は書き込み時にオンザフライで解凍する。

なお、リリース済みの Ubuntu (や Raspberry Pi OS など) であれば、一般的に Raspberry Pi Imager というツールを使った方法がオススメされるのだが、DLが遅いからか、全体的に時間がかかるので私はあまりオススメしない。

system-boot パーティション内の cloud-init 等の設定を書き換える

作成した micorSD を早速 RasPi に挿す …前に 、初回セットアップ設定を書き換える。

一度書き込んだ microSD を再び PC に挿し直すと、 "system-boot" という 500MB 位の FAT32 パーティションが開けるはずだ。

ここには、 cloud-init という仕組みで初回起動時の設定を定義するファイルがいくつか含まれている。
これらを書き換えていく。

書き換え後のファイルはこちらの Gist に置いてあるので、結果だけ欲しい人はここから DL をば。

cloud-init の network-config

以下のように書き換える。
(元のファイルからの差分を diff のフォーマットで表示している。以降同様。)

--- network-config.org  
+++ network-config      
@@ -22,23 +22,11 @@
   ethernets:
     eth0:
       dhcp4: true
       optional: true

-#  wifis:
-#    wlan0:
-#      dhcp4: true
-#      optional: true
-#      access-points:
-#        myhomewifi:
-#          password: "S3kr1t"
-#        myworkwifi:
-#          password: "correct battery horse staple"
-#        workssid:
-#          auth:
-#            key-management: eap
-#            method: peap
-#            identity: "[email protected]"
-#            password: "passw0rd"
-#            ca-certificate: /etc/my_ca.pem
-
-#      regulatory-domain: GB
+  wifis:
+    wlan0:
+      dhcp4: true
+      access-points:
+        "SSID-of-myhomewifi":
+          password: "password-of-myhomewifi"

Ubuntu では Netplan を使ってネットワークが管理されるため、 Netplan の形式で記述する。

規定値では IPv4 の有線イーサネットのみ、 DHCP 自動取得で接続されるようになっている。
必要に応じて、上述のように Wi-Fi で接続する SSID 等の情報を追記したり、逆に有線LANを使わないなら ethernet: プロパティごと削除してしまってもよいだろう。

SSID やパスワードは、各自の環境のものに置き換えて書き換えてほしい。

コメントアウトされている wifi の記述例では、 wifis.wlan0.optional を true に設定しているが、もし Wi-Fi 単独でネットワークに接続するつもりならこの設定は行わないようにしよう。
さもないと、OS起動の度に2分も余計に時間かかる羽目になる。
これは、 systemd-networkd-wait-online.service デーモンが、(optional true を指定していない) 有効なネットワークの接続をタイムアウトするまで待機してしまうためだ。

network-config 自体のリファレンスはこちら。
https://cloudinit.readthedocs.io/en/23.4.1/reference/network-config.html

cloud-init の user-data

こちらは書き換え箇所が多いので、何箇所かに分けて説明していく。

まず最初はユーザー名まわり。

--- user-data.org
+++ user-data
@@ -17,13 +17,17 @@
 # Some additional examples are provided in comments below the default
 # configuration.

+# Override the `default_user` configuration from `/etc/cloud/cloud.cfg`. The `user` dictionary keys supported for the default_user are the same as the `users` schema.
+user:
+  name: newusername
+
 # On first boot, set the (default) ubuntu user's password to "ubuntu" and
 # expire user passwords
 chpasswd:
   expire: true
   users:
-  - name: ubuntu
-    password: ubuntu
+  - name: newusername
+    password: newpassword
     type: text

 ## Set the system's hostname. Please note that, unless you have a local DNS

規定では、 cloud-init パッケージの /etc/cloud/cloud.cfg ファイルの定義によって、 "ubuntu" というユーザーが作成される。

しかし、既知のユーザー名をそのまま使うのはセキュリティ的にも若干不安があるし、作成後のユーザー名を書き換えるのは若干面倒なので、作成されるデフォルトのユーザー名自体を、他の名前 (上記例だと "newusername") に書き換えてしまおう。

また、 chpasswd による、初回アクセス時のパスワード変更対象とするユーザー名も、併せて変更しておく。

次にホスト名とキーボード周りの設定。

@@ -31,14 +35,14 @@
 ## setting the hostname here will not make the machine reachable by this name.
 ## You may also wish to install avahi-daemon (see the "packages:" key below)
 ## to make your machine reachable by the .local domain
-#hostname: ubuntu
+hostname: ubuntu-raspi5

 ## Set up the keyboard layout. See localectl(1), in particular the various
 ## list-x11-* sub-commands, to determine the available models, layouts,
 ## variants, and options
-#keyboard:
-#  model: pc105
-#  layout: gb
+keyboard:
+  model: pc105
+  layout: jp
 #  variant:
 #  options: ctrl:nocaps

ここはまぁ、見た通りなので追加での説明はいらないかな。

お次は SSH まわり。

@@ -53,6 +57,8 @@
 #ssh_import_id:
 #- lp:my_launchpad_username
 #- gh:my_github_username
+ssh_authorized_keys:
+- ssh-rsa AAAA<中略>== rsa-key-of-user1

 ## Add users and groups to the system, and import keys with the ssh-import-id
 ## utility

ssh_authorized_keys に直接指定するか、ssh_import_id: のところで自分の GitHub のユーザー名を指定してインポートすることにより、デフォルトのユーザー (上記例だと "newusername") に登録する公開鍵を指定する。

SSH に登録するパスワードログインは規定で禁止されているので、この設定をしておかないと SSH による遠隔からのアクセスができない。

タイムゾーンや起動後の処理まわり。

@@ -82,8 +88,13 @@
 #- python3-gpiozero
 #- [python3-serial, 3.5-1]

+# locale and timezone
+timezone: Asia/Tokyo
+
 ## Write arbitrary files to the file-system (including binaries!)
-#write_files:
+write_files:
+- path: /etc/cloud/cloud-init.disabled
+  defer: true
 #- path: /etc/default/console-setup
 #  content: |
 #    # Consult the console-setup(5) manual page.

とりあえずタイムゾーンは日本標準時にしておこう。

次に、 write_files: のほうだが、これは次回以降のブート時に cloud-init が余計に起動しないようにするための設定だ。

cloud-init の設定の大半は、初回ブート時にただ一度だけ実行されるのだが、 cloud-init サービス自体は基本的に毎回常に起動して、サービスとして常駐しっぱなしになっている。
Modules で、 Module frequency: per always となっているモジュールの実行などは、ブートする度に毎回実行される。
そうすると、場合によっては cloud-init の実行ログがログイン画面を覆ってしまうことが毎回の起動ごとに発生して鬱陶しい。
このため、 /etc/cloud/cloud-init.disabled という空ファイルを作成しておくことで、次回以降の起動時に cloud-init を無効にしている。

defer: true が指定されている部分についてだが、これは cloud-init の初期化処理が大きく分けて Network (cloud_init_modules), Config (cloud_config_modules), Final (cloud_final_modules) という 3ステージに分かれていることに関係する。
write_files: モジュールは Ubuntu の既定だと Network ステージに実行されてしまい、このタイミングで cloud-init.disabled ファイルが作成されてしまうと、 Config や Final ステージの処理が実行されなくなってしまう。
このため、 defer オプションを true にして Final ステージで cloud-init.disabled ファイルが作成されるよう調整しているのだ。

なお、どのモジュールがどのステージで実行されるかは、 /etc/cloud/cloud.cfg で定義されている。
（各ディストリビューション毎の cloud.cfg のテンプレートソースはこちら）

最後に、コマンドの実行。
以下の 192.168.0.2 の部分は、 ssh で RasPi に接続するゲスト PC の IPアドレスに書き換えてくれ。

@@ -106,7 +117,9 @@
 #  permissions: '0644'

 ## Run arbitrary commands at rc.local like time
-#runcmd:
+runcmd:
+# after wlan0 is connected, write the arp entry to target machine on background job
+- [ sh, -c, 'sleep 2; ping -c 4 192.168.0.2' ]
 #- [ ls, -l, / ]
 #- [ sh, -xc, "echo $(date) ': hello world!'" ]
 #- [ wget, "http://ubuntu.com", -O, /run/mydir/index.html ]

このコマンドは、仮に ssh ゲストの IP アドレスが 192.168.0.2 であると仮定して、そこへ向かって Ping を打っている。
なぜなら、ゲストPC から RaspPi の IP アドレスを ARP コマンドで確実に調べられるようにするためだ。

RasPi に繋げるディスプレイがないことを前提とすると、 SSH するために DHCP によって RasPi に割り当てられた IP アドレスをどうやって調べるのか、と言う問題に直面する。

RasPi の MAC アドレスの先頭 24bit は、 Raspberry 財団の所持する OUI から割り当てられるはずなので、以下のいずれかになるはずだ。

28:CD:C1
2C:CF:67
B8:27:EB
D8:3A:DD
DC:A6:32
E4:5F:01

通常、 RasPi がオンラインになったときに、 ARPリクエストがブロードキャストされるため、同一ネットワーク内の PC の ARP テーブルに RasPi のレコードが追加され、以下のような arp コマンドで対象の IP アドレスを調べることができるようになる。。。 多くの場合は。

while(1) { arp -a | ?{ $_ -match '\s(28-cd-c1|2c-cf-67|b8-27-eb|d8-3a-dd|dc-a6-32|e4-5f-01)' }; Start-Sleep -Seconds 1}

ところが、 RasPi が Wi-Fi で繋いでいる先が (単なるアクセスポイントではなく) ルーターだったりすると、 RasPi が同じサブネット内に ARPリクエストをブロードキャストしたのにも関わらず、ルーターが無駄に気を利かせて ARPリクエストを代替して投げてしまい、同じサブネットの別の端末の ARP テーブルには、 RasPi の MAC アドレスのレコードが記録されないことがある。

そこで、 RasPi 側から SSH のアクセス元となる PC を指定して ping を投げることで、その PC の ARP テーブルに確実に RasPi が載るようにしている。

ここまで書き換えたら、 SD カードを取り外して RasPi に挿し、いよいよ起動する。

cloud-init 周りの補足

system-boot パーティション内の中身について、もう少し細かい仕組み周りを深堀りして補足したい。
興味が無ければ、読み飛ばしてしまって次の章に進んでもらって問題ない。

system-boot パーティション直下にある README というファイルを開くと、このパーティションに存在するファイルの概要が簡単に書いてある。

==================
The Boot Partition
==================

This file belongs to the boot partition of the Ubuntu Server for Raspberry Pi.

...

このパーティションには、Raspberry Pi に於ける BIOS の代替となる config.txt といった H/W 設定用のファイルや、 cloud-init の構成ファイルなどが含まれていることがわかる。

このうち、cloud-init は Infrastructure as Code (IaC) の一種だ。
その名の通り、 AWS などのクラウド上の仮想マシンの初期設定を念頭においた仕組みだが、それに留まらず、一般的な Linux インスタンスの初期設定に活用される。
設定内容は、YAML形式の設定ファイルを使用して記述し、クラウドやディストリビューションの違いをある程度吸収して初期設定を行うことができる。
Ubuntu の OS のイメージ内には、事前に cloud-init のサービス（デーモン）が組み込まれており、OS の起動時に何らかの方法で指定された設定ファイルを読み取って、初回設定処理が実行される仕組みとなっている。

Raspberry Pi 用の Ubuntu Server イメージでは、この cloud-init 用の設定ファイルが上記の system-boot パーティションから取得される。
イメージ内のデフォルト値の定義と、system-boot パーティション内のユーザー定義が組み合わされ、初期設定が進められるワケだ。

たとえば、今回 microSD に書き込んだイメージをそのまま書き換えずに Ubuntu を起動すると、ユーザー認証が以下のように構成される。

ubuntu というユーザーID
ubuntu というパスワード
初回起動時にパスワードの変更を求める
SSH サーバーの起動

このうち、 (1), (4) は、OSに組み込まれた /etc/cloud/cloud.cfg の定義によるもの。
そして、 (2), (3) は system-boot パーティション内の user-data ファイル内の以下の部分の定義によるモノだ。

#cloud-config
chpasswd:
  expire: true
  users:
  - name: ubuntu
    password: ubuntu
    type: text

このデフォルトの構成だと流石にセキュリティ的にアレなので、書き換えを行っている… というのが、前項の設定の真相となる。

Raspberry Pi に割り当てられた IP アドレスを調べられるようにして起動

こんな感じでひととおりファイルを書き換えたら、いよいよ RasPi を起動する。

…と、その前に、 ssh でつなぐ予定のゲスト端末で、管理者権限で以下のコマンドを実行し、端末内の「arp テーブル」をリセットする。

arp -d *

その後、ようやくだが RasPi に microSD を挿して起動させよう。
初回ブート時の設定を適用しながら起動してくれる。

ssh でつなぐ予定のゲスト端末の PowerShell で、以下のような arp コマンドのループを実行し、ゲストPC から RasPi の IPアドレスを調べよう。
初回起動され安定しただろうところ（SDカードの I/O 性能によるが 1～5分？）で、 RasPi の IP アドレスがヒットしてくるようになるはずだ。

while(1) { arp -a | ?{ $_ -match '\s(28-cd-c1|2c-cf-67|b8-27-eb|d8-3a-dd|dc-a6-32|e4-5f-01)' }; Start-Sleep -Seconds 1}

公開鍵の登録が適切に行えれば、その IP アドレスに対し SSH できるはずだ。

初回アクセス時は、以下のようなパスワード変更を求められる。

WARNING: Your password has expired.
You must change your password now and login again!
Changing password for newusername.

古いパスワード ("newpassword") と変更後のパスワードを改めて入れる。

おわりに

一般的な1列端子の microSD で最速な UHS-I SDR104 のバスインターフェースに Raspberry Pi 5 が対応したことや、最近の安価な microSD の I/O 速度もだいぶ向上したのも相まって、 RasPi 4B が登場した頃と比べると、体感できる I/O 性能が大きく向上している。
おかげで、起動やパッケージのインストール、更新などが快適になった。

だいぶ高価になってしまった価格的な面からも、 Raspberry Pi の非Zero/Pico シリーズは「Linuxが動くマイコン」から「小型のLinuxマシン」という面がより強くなったと感じる。
（それはどうなんだという気もするけど。）

更に RasPi 5 では PCI Express (PCIe) にも対応しているため、 NVMe で繋いだ SSD からブートさせると、更に桁違いの高速化が臨める。

近いうちに、そちらも試してみようと思う。

…ただ、どうせ PCIe に対応するなら、microSD Express に対応してくれれば、 NVMe 用 HAT とか買い足さんで済むから良かったのにな～…と、思わんでもない。
しかし、2019年にSD7.1の規格として登場してから4年も経った2024年現在その製品が売られているとこを見たことないので、まぁ無理な相談か。

【Raspberry Pi】APRS I-GATE局をRaspberry PiとUSBワンセグチューナーで構築する　その１【アマチュア無線】

2021-04-22T13:33:58+09:00

APRSとは？

Automatic Position Reporting Systemの略。

最近マイブームとなっているAPRS。
名称の通り自動的に一定間隔で位置情報を送信してくれます。
アマチュア無線の主に144MHz帯が使われていて1200bpsは144.66MHz、9600bpsは144.64MHzを使うという慣習があります。

I-GATE局について

この位置情報をインターネット上に流してgoogleマップに表示させることができます。
ネットと無線のインターフェイスの役割を果たすのがI-GATE局で、ほかにもパケットを中継するデジピーターというものもあります。

従来はWindows PCに専用のソフトを入れて無線機や受信機に繋ぐ必要があったのですが
この方法では消費電力が大きく場所も取りPCも無線機も高価です。
そこで比較的安価で低消費電力なRaspberry PiとUSBワンセグチューナーを利用しI-GATE局を構築します。

用意するもの

Raspberry pi　　　　　　なんでもいいですzeroでも動きます。
microSDカード　　　　　容量はそんなに大きくなくていいです。
ACアダプター　　　　　ちゃんと2A以上のものを使いましょう。
USBワンセグチューナー　RTL2832かそれと同等なチップが積んであるもの
延長USBケーブル　　　　なくてもいいですがラズパイにチューナー直刺しだと
　　　　　　　　　　　　精神衛生上よくないので気になる方にはお勧めです。

↑ワンセグチューナーと同じチップを積み無線受信用にカスタマイズされたUSBドングル。

ソフトウェアのインストール

rtl_sdrのインストール

Raspberry Piのセットアップはほかのサイトを見ていただくとしてこのページでは
ソフトウェアのインストールから説明します。

まずUSBワンセグチューナーを受信機として動作させるためにrtl_sdrというソフトを入れます。

sudo apt-get install rtl_sdr

正しくインストールできたかテストするためにFM放送を聞いてみましょう。
TOKYO FM 80.0MHzを受信する場合。

 rtl_fm  -M wbfm -f 80000000 -g 42 | aplay -r 32k -f S16_LE -t raw -c 1

これでラジオが流れてくればインストールは成功です。

DireWolfのインストール

次にAPRS信号の復調とパケットの転送を行うソフトをインストールします。

 sudo apt-get install direwolf

次回予告

今回はいったんここまで。~~やる気の糸が切れた~~
次回はDire Wolfの設定とラズパイを起動したときにDire Wolfとrtl_sdrが自動起動するようにします。

【Raspberry Pi】解錠・施錠をSlackへ通知する仕組みを作る

2021-01-03T17:44:02+09:00

本記事は2020/02/03に作成したものです。
最新の環境ではうまく動作しない可能性がありますのでご注意ください。

これは部屋の施錠状態をメンバーへ周知するために作ったものです。
解錠や施錠を行った時にタクトスイッチを押すことで、Slackへその旨を通知します。
以前はAmaz◯nダッシュボタンでやっていたのですが、サービス廃止に伴いラズパイとタクトスイッチで作り直しました。

slackの「Incoming Webhook」の設定は済んでいることを前提にしています
※現在は非推奨になっている「カスタムインテグレーション」で作成した「Incoming Webhook」で動作確認しています。

動作確認済み環境

Raspberry Pi 3 Model B+
Raspbian 9.4 stretch (日本語環境)

slack通知イメージ

GPIOとスイッチの接続

暫定運用なのでブレッドボードで作っています

slackwebインストール

回路ができたらコードの作成をします
まずはSlack通知に使うモジュールをpipでインストールします

$ pip3 install slackweb

ボタン押されたらslackへ通知するコード

Slack通知に使うコードを作成します

/home/pi/lock2slack.py

#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep
import slackweb

UNLOCK = 20
LOCK = 21
slack = slackweb.Slack(url="https://hooks.slack.com/services/xxxx/xxxx/xxxx") #Incoming Webhookのurlをここへ記述します
MSG_UNLOCK = "研修室解錠しましたにゃ"
MSG_LOCK = "研修室施錠しましたにゃ"
SLACK_NAME = "RaspberryPiボタンさん"

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.cleanup()
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(UNLOCK, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
GPIO.setup(LOCK, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

def sw_unlock(ch):
    slack.notify(text=MSG_UNLOCK, username=SLACK_NAME)

def sw_lock(ch):
    slack.notify(text=MSG_LOCK, username=SLACK_NAME)

GPIO.add_event_detect(UNLOCK, GPIO.RISING, callback=sw_unlock, bouncetime=500)
GPIO.add_event_detect(LOCK, GPIO.RISING, callback=sw_lock, bouncetime=500)

while True:
    sleep(0.1)

lock2slack.pyに実行権限を追加する

$ chmod +x /home/pi/lock2slack.py

rc.localを使ってOS起動時にコードを実行させる

$ sudo vi /etc/rc.local

rc.localの中身

rc.localに書くやり方は古いですが手軽なので

#!/bin/bash -e
sudo -u pi /usr/bin/python3 /home/pi/lock2slack.py &
exit 0

あとは、OSを再起動させて動作確認ができたら完了です

【Raspberry Pi】xrdpをインストールする

2021-01-03T17:34:29+09:00

ラズパイのGUIに、MacやWindowsからのリモートデスクトップクライアントで接続できます。

動作確認済み環境

Raspberry Pi 3 Model B+
Raspbian 9.4 stretch (日本語環境)
Microsoft Remote Desktop 10.3.7 (macOS)

xrdpインストール

$ sudo apt -y install xrdp

xrdpのステータス確認

$ sudo systemctl status xrdp

ステータス出力例

active (running)なら問題なく起動していますので
PCからリモートデスクトップ接続が可能です。

● xrdp.service - xrdp daemon
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/xrdp.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Mon 2020-02-03 02:34:39 UTC; 1min 23s ago
     Docs: man:xrdp(8)
           man:xrdp.ini(5)
 Main PID: 1376 (xrdp)
   CGroup: /system.slice/xrdp.service
           └─1376 /usr/sbin/xrdp

なお、リモートデスクトップ接続ではGUIメニューからOSのシャットダウンができないので
シャットダウンしたい時はコマンドで実施します。

【Raspberry Pi】Raspberry Piをデジタルサイネージ風に使うその2 (rclone導入)

2021-01-03T17:03:40+09:00

本記事は2019/12/27に作成したものです。
最新の環境ではうまく動作しない可能性がありますのでご注意ください。

その1の記事で作成したデジタルサイネージを運用しはじめたところ、以下の悩みが発生しました。。。

サイネージのコンテンツ更新のたびに、pdfのスライドを毎度アップロードするのがしんどい！

なので、Google ドライブとrcloneを使って、今まで手動でアップロードしていた作業を自動化しました。
Google ドライブの指定ディレクトリをrcloneで同期させるスクリプトを定期実行させる仕組みです。

動作確認済み環境

Raspberry Pi 3 Model B+
Raspbian 9.4 stretch (日本語環境)
rclone v1.50.2

必要な設定の流れ

rcloneのインストールと設定
rcloneを使ったGoogle ドライブ同期スクリプト作成
Google ドライブ同期スクリプトを定期実行させるためのcron作成

rcloneのインストールと設定

rcloneのインストール

$ curl https://rclone.org/install.sh | sudo bash

rcloneの設定

$ rclone config

以下対話形式で進めます

1. 新規なので、nを選択する

2019/12/27 10:50:07 NOTICE: Config file "/home/pi/.config/rclone/rclone.conf" not found - using defaults
No remotes found - make a new one
n) New remote
s) Set configuration password
q) Quit config
n/s/q> n

2. 適当に名前をつける

name> drive

3. Google ドライブを使うので、13を選択する

Type of storage to configure.
Enter a string value. Press Enter for the default ("").
Choose a number from below, or type in your own value
多いので省略
13 / Google Drive
   \ "drive"
多いので省略
Storage> 13

4. Client Idは、未入力でEnter

Google Application Client Id
Setting your own is recommended.
See https://rclone.org/drive/#making-your-own-client-id for how to create your own.
If you leave this blank, it will use an internal key which is low performance.
Enter a string value. Press Enter for the default ("").
client_id>

5. client_secretは、未入力でEnter

Google Application Client Secret
Setting your own is recommended.
Enter a string value. Press Enter for the default ("").
client_secret>

6. Google ドライブからファイルを取り出せればいいので、Read-onlyの2を選択する

Scope that rclone should use when requesting access from drive.
Enter a string value. Press Enter for the default ("").
Choose a number from below, or type in your own value
 1 / Full access all files, excluding Application Data Folder.
   \ "drive"
 2 / Read-only access to file metadata and file contents.
   \ "drive.readonly"
   / Access to files created by rclone only.
 3 | These are visible in the drive website.
   | File authorization is revoked when the user deauthorizes the app.
   \ "drive.file"
   / Allows read and write access to the Application Data folder.
 4 | This is not visible in the drive website.
   \ "drive.appfolder"
   / Allows read-only access to file metadata but
 5 | does not allow any access to read or download file content.
   \ "drive.metadata.readonly"
scope> 2

7. root_folder_idは、未入力でEnter

ID of the root folder
Leave blank normally.

Fill in to access "Computers" folders (see docs), or for rclone to use
a non root folder as its starting point.

Note that if this is blank, the first time rclone runs it will fill it
in with the ID of the root folder.

Enter a string value. Press Enter for the default ("").
root_folder_id>

8. service_account_fileは、未入力でEnter

Service Account Credentials JSON file path 
Leave blank normally.
Needed only if you want use SA instead of interactive login.
Enter a string value. Press Enter for the default ("").
service_account_file>

9. advanced configは、編集しないのでnを選択する

Edit advanced config? (y/n)
y) Yes
n) No
y/n> n

10. auto configは、使用しないのでnを選択する

Remote config
Use auto config?
 * Say Y if not sure
 * Say N if you are working on a remote or headless machine
y) Yes
n) No
y/n> n

11. rcloneがGoogle ドライブへアクセスするために必要なverification codeを入手する

If your browser doesn't open automatically go to the following link: https://accounts.google.com/o/oauth2/auth?access_type=offline&client_id=(省略)
Log in and authorize rclone for access
Enter verification code>

go to the following link: の後のURLをコピーし、WebブラウザでコピーしたURLへ接続します。
画面の指示にしたがってGoogleアカウントの認証とrcloneのアクセス許可を与えてください。
最後に、表示されたコードをコピーして、Enter verification codeに貼り付けます。

12. team driveは使わないのでnを選択する

Configure this as a team drive?
y) Yes
n) No
y/n> n

13. 設定内容が表示されるので、yを選択する

--------------------
[drive]
type = drive
scope = drive.readonly
token = {"access_token":"(省略)"}
--------------------
y) Yes this is OK
e) Edit this remote
d) Delete this remote
y/e/d> y

14. 設定から抜けるため、qを選択する

Current remotes:

Name                 Type
====                 ====
drive                drive

e) Edit existing remote
n) New remote
d) Delete remote
r) Rename remote
c) Copy remote
s) Set configuration password
q) Quit config
e/n/d/r/c/s/q> q

15. 動作テスト

ラズパイから、Google ドライブに作成しておいたディレクトリの参照ができることを確認します
(以下例はGoogle ドライブのsinageディレクトリを参照しています)

$ rclone ls drive:sinage
  1565471 slide.pdf

rcloneを使ったGoogle ドライブ同期スクリプト作成

スクリプト置き場の作成

$ mkdir /home/pi/cron

スクリプトの作成

$ vi /home/pi/cron/syncsinage.sh

syncsinage.shの中身
(Google ドライブのsinageディレクトリを/home/pi/sinage/へ同期させています)

#!/bin/bash
rclone sync drive:sinage /home/pi/sinage/

スクリプトの実行権限付与

$ chmod 744 /home/pi/cron/syncsinage.sh

Google ドライブ同期スクリプトを定期実行させるためのcron作成

cron作成エディタ起動

使うエディタの選択はお好みで...

$ crontab -e

cronの中身
(5分おきにsyncsinage.shを実行させています)

SHELL=/bin/bash

### sync gdrive to sinage
*/5 * * * * /home/pi/cron/syncsinage.sh

以上で作業は完了です！
これで面倒なアップロード作業とはお別れできました！
あとは、ラズパイ起動時に自動でスライドショーを始める方法を探したいと思います。
これができたら、もっと運用が楽になりそうです。

Raspberry Pi で作るネットワークエミュレータ

2021-01-01T05:43:33+09:00

明けましておめでとうございます。

この記事は、 Raspberry Pi Advent Calendar 2020 24日目の記事だ。
…遅刻すぎるのもいいとこだわ。

さて、ネットワーク回りの仕事をしていると、意図的にネットワークの遅延やパケロスを発生させて、検証したくなる状況がままある。

対象のサーバーにネットワークを遅延させるようなモジュール入れるようなやり方も考えられるが、もっと手軽に、 LAN ケーブルの間に挟むだけで、そこを通る通信が全て遅延するみたいな、そんな機材が欲しくなる。

もちろん、そのような需要があれば、それに応える製品があるわけで、それらは一般的に「ネットワークエミュレータ」として売られている。
しかし、高いものでは数百万を軽く超え、安くても数万円はするものばかりだ。

なんか安く作れないかなぁ…
Raspberry Pi あたりで。

…ということで、 Raspberry Pi 4 を使って、遅延とパケロスを制御できる、お手軽ネットワークエミュレータを作ってみよう。

先駆者

そもそもなのだが、そのものズバリなことを実践している先駆者様がいらっしゃった。

ラズパイで作るネットワークエミュレータ（前編）

この記事の Raspberry Pi には、小型ドットマトリックス LCD ディスプレイや、様々な物理キーが GPIO に繋がっていて、 THE IoT という仕上がりになっている。

かっこいいと思う。
でも、電子工作するのめんどくさいよね。

GUIで手っ取り早く作る

そんな複雑 (…というほど複雑でもないけど) な電子工作しなくても、 RasPi にタッチパネルディスプレイつけちゃえばいいじゃん。
…ということで、 Amazon で割と評判のよい、 OSOYOO の 2,980円タッチスクリーン付き LCD を取り付けて、めっちゃ簡単な UI をつくってみよう。

OSOYOO(オソヨー) HDMI 3.5 インチ LCD ディスプレイ IPS モニター IPSタッチスクリーン 1920x1280ハイビジョン Raspberry Pi 4 3 2 Model B に対応 (3.5" HDMI LCD+クリアケース)

もはや、 IoT 感を感じるのが難しくなってしまっているな……

構成は、以下の図のように有線 LAN 2つをブリッジ接続させる。

これなら、 Raspberry Pi OS の標準の機能だけで実現できそうだ。

なお設計的には、 Raspberry Pi が 2, 3, 4 どれでも機能するとは思うが、 1000BASE-T や USB 3.0 のポートを持っている Raspberry Pi 4B がオススメ。

RasPi 4B には 1つしか有線LAN ポートがないので、適当にもう一つ USB 有線LAN アダプタをつける必要がある。
Gigabit 対応のアダプタが良いだろう。

Raspberry Pi のセットアップ

まず、 Raspberry Pi OS with desktop イメージを SD カードに焼く。
"and recommended software" ではない ほうでかまわない。

今回は、 2020-12-02-raspios-buster-armhf.img のバージョンのイメージで試した。

OS イメージを焼くツールは何でも良いが、 balenaEtcher あたりが良いだろう。

Raspberry Pi OS が起動したら、以下の手順に従って、タッチスクリーンのドライバーが動くようにしておく。
http://osoyoo.com/ja/?p=4244

Raspberry Pi の2つの有線NICでブリッジ

まず接続されている、 NIC のインターフェイス名を確認する。

$ ip address show
1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
2: eth0:  mtu 1500 qdisc mq state DOWN group default qlen 1000
3: wlan0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
4: eth1:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state DOWN group default qlen 1000

Raspberry Pi の有線LAN インターフェイスの場合は、 eth0, eth1... と名前がついていくため、ここでは eth0, eth1 がブリッジ接続させる対象だとわかる。

続いて、 ip コマンドを使って、ブリッジの作成する。

$ sudo ip link add br0 type bridge
$ sudo ip link set dev br0 up
$ sudo ip link set dev eth0 promisc on
$ sudo ip link set dev eth0 up
$ sudo ip link set dev eth0 master br0
$ sudo ip link set dev eth1 promisc on
$ sudo ip link set dev eth1 up
$ sudo ip link set dev eth1 master br0

※: ip link コマンドで設定したブリッジ設定は、 Raspberry Pi を再起動するとリセットされる。起動時に自動設定させたければ Raspberry Pi OS であれば /etc/network/interfaces.d/ 以下に、 Ubuntu であれば /etc/netplan/ 以下に、設定を書いておけば良いはず。

この状態でブリッジが意図したとおり機能しているか、 PC1, PC2 を接続して iperf で速度を測ってみる。

> .\iperf3.exe -c PC2
Connecting to host 192.168.1.222, port 5201
[  4] local 192.168.1.111 port 59582 connected to 192.168.1.222 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-1.00   sec  53.6 MBytes   449 Mbits/sec
[  4]   1.00-2.00   sec  56.9 MBytes   478 Mbits/sec
[  4]   2.00-3.00   sec  58.0 MBytes   486 Mbits/sec
[  4]   3.00-4.00   sec  57.1 MBytes   479 Mbits/sec
[  4]   4.00-5.00   sec  57.9 MBytes   487 Mbits/sec
[  4]   5.00-6.00   sec  58.6 MBytes   491 Mbits/sec
[  4]   6.00-7.00   sec  57.6 MBytes   483 Mbits/sec
[  4]   7.00-8.00   sec  55.0 MBytes   462 Mbits/sec
[  4]   8.00-9.00   sec  56.5 MBytes   474 Mbits/sec
[  4]   9.00-10.00  sec  58.9 MBytes   492 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-10.00  sec   570 MBytes   478 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-10.00  sec   570 MBytes   478 Mbits/sec                  receiver

iperf Done.

1Gbps 出てないが、まぁこんなもんだろう。

qdisc 制御 GUI コード

Raspberry Pi 上のブリッジを通過して通信が通るようになったので、お次は通過するパケットに遅延やパケロスを発生させるための UI を作る。

UI 上でポチポチした値を基に、 tc qdisc コマンドを実行するような、単純な仕組みで良いだろう。
Python と tkinter で適当に仕上げてみる。

https://gist.github.com/advanceboy/b2bb75b1b1b95d7cd2af15c199c4a5b5

試しに動かしてみた動画がこちら。

https://aquasoftware.net/blog/wp-content/uploads/2021/01/pi-nw-emu-ping.mp4

UI上で設定した値に応じて、 ping の遅延とパケロスが発生しているのが、一目瞭然だろう。

遅延を 100ms (RTT 200ms) としたときに、先ほどと同じ組み合わせで iperf を動かしたところ、以下のようになった。

> .\iperf3.exe -c PC2
Connecting to host 192.168.1.222, port 5201
[  4] local 192.168.1.111 port 59582 connected to 192.168.1.222 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-1.03   sec   256 KBytes  2.04 Mbits/sec
[  4]   1.03-2.03   sec  0.00 Bytes  0.00 bits/sec
[  4]   2.03-3.00   sec   512 KBytes  4.30 Mbits/sec
[  4]   3.00-4.00   sec   384 KBytes  3.14 Mbits/sec
[  4]   4.00-5.01   sec   640 KBytes  5.23 Mbits/sec
[  4]   5.01-6.01   sec   384 KBytes  3.14 Mbits/sec
[  4]   6.01-7.01   sec   512 KBytes  4.18 Mbits/sec
[  4]   7.01-8.01   sec   384 KBytes  3.14 Mbits/sec
[  4]   8.01-9.00   sec   640 KBytes  5.31 Mbits/sec
[  4]   9.00-10.00  sec   384 KBytes  3.14 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
[  4]   0.00-10.00  sec  4.00 MBytes  3.35 Mbits/sec                  sender
[  4]   0.00-10.00  sec  3.95 MBytes  3.31 Mbits/sec                  receiver

iperf Done.

輻輳制御が働いて 3.35Mbps しか速度が出なくなっていることがわかる。

…とまぁ、こんな感じで目的を達成することができた。

余談

Raspberry Pi に Raspberry Pi OS 以外の OS を入れる場合

Raspberry Pi OS では、標準だと sudo コマンドにパスワードが不要な設定が visudo にされている。
一方、 Ubuntu など他の多くのディストリビューションではそうなっていない。

他の OS で動かしたい場合、 visudo で /usr/sbin/tc コマンドをパスワードなしで実行できるように設定しておこう。

OSOYOO のタッチスクリーン付き LCD について

先ほど挙げた OSOYOO のタッチスクリーン付き LCD は、この価格帯のものなので過度な期待は禁物ではあるものの、少なくともこの用途にはコスパ抜群だった。

クリアケース付きのもののケースは、正直このクオリティだと +1,000円分に達していないレベルのものだが、 LCD ディスプレイにちょうど合うサイズだったので、払ってしまっても損はないと思う。
ただし、 Raspberry Pi 4B には端子の穴の位置が合わないため、サイドのアクリルが取り付けられなかった。

また、同梱されていた紙のマニュアルに書かれていたリンクでダウンロードしたドライバーが古かったらしく、最新の Raspberry Pi OS に入れたら、タッチ位置が 90° 回転して認識されるトラブルに遭遇した。
以下のオンラインマニュアルのリンク先の、最新(?) のドライバーを使うようにしたら、上記のタッチ位置の問題は解消されたので、参考まで。
http://osoyoo.com/ja/?p=4244

同梱されていた Raspberry Pi 4B 用の HDMI - microHDMI コネクターが壊れていたのだが、サポートにメールしたら即返事が来て代替品送ってくれたので、好印象。
代替品が届くまでは、家にあった変換ケーブルで我慢。

一方で、タッチパネルの「ドライバー」とやらが、インストールスクリプトの中身をよく見ると、何故かカーネルごとゴッソリ置き換える仕組みになっている。
HW のドライバーという時点で、提供元を信頼しないとどうしようもないのだが、カーネルごと置き換えられるのにはちょっとモニョる。

2020年末現在、 Raspberry Pi OS の Linux カーネルは 5.4系なのだが、このドライバーでカーネルが置き換えられると、 Linux カーネルが 4.19系に落ちる点は注意。
とりあえず、 2020-12-02-raspios-buster-armhf にインストールした限りは、問題なく動いていそうではあるが。

マニュアルにも書いてあるが、 Kernel を更新すると正常に動作しなくなる可能性があるので、 apt の更新大将から Kernel を除外すると良いようだ。
このため、常用するマシンにはオススメしない。

【Raspberry Pi】インターホンが押されたらSlackへ通知する仕組みを作る

2020-11-16T12:18:58+09:00

本記事は2020/05/09に作成したものです。
最新の環境ではうまく動作しない可能性がありますのでご注意ください。

ステイホーム中の運動といえば、我が家はNetflix見ながらのローラー台です。
今とても安全に運動できるのでホント助かっています。

ただ、これやっているとイヤホンしていることもあってインターホンのチャイム音に全く気がつけないんですよね。。。このままでは、宅配業者を返してしまうこともあり大変申し訳ない。
そこで、「インターフォンが押されたらSlackへ通知する仕組みを作ればいいじゃないか」 となり、ラズパイとセンサーを組み合わせて作ってみました。
これならチャリもがいていても、スマートウォッチの通知でバッチリ気がつきます。

どのように検知させるか？

我が家はインターホンが押されると、親機のディスプレイが点灯します。

明るさの変化を検知できるフォトレジスタを使ったセンサーなら、簡単に検知できそうです。
ネットで、明るさの変化をデジタル出力するセンサーを見つけたのでこれを使うことにしました。
3.3Vで駆動させると、暗くなると3.3V、明るくなると0Vになります。
つまみは検知する明るさの調整もできます。安いのに素敵なセンサーです。

用意したもの

KKHMF 感光性センサーモジュールフォトレジスタモジュール Arduinoと互換
Raspberry Pi 3 Model B+ (Raspbian 9.4 stretch)
ジャンパーワイヤ

ラズパイとセンサーの接続

インターホン親機へセンサーを固定

仮固定なので適当です。。。
インターホンを押して、センサーがちゃんと検知するかつまみで調整をします。
(このセンサーは検知すると基盤のLEDが点灯するので、調整がとても簡単！)

センサーが検知したらSlackへ通知するコード

Slackで「Incoming Webhook」の設定が済んでいることと、slackwebモジュールのインストールが完了していることを前提にしています
※現在は非推奨になっている「カスタムインテグレーション」で作成した「Incoming Webhook」で動作確認しています。

/home/pi/chime2slack.py

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep
import slackweb

SENSOR = 4
GPIO.setwarnings(False)  
GPIO.cleanup() 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(SENSOR, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
SLACK = slackweb.Slack(url="https://hooks.slack.com/services/xxxx/xxxx/xxxx") #Incoming Webhookのurlをここへ記述します

while True:
    if GPIO.input(SENSOR) == GPIO.LOW:
        SLACK.notify(text="チャイムが鳴りました！")
        sleep(60) #連続で通知されないようにスリープを入れる
    else:
        pass
    sleep(0.01)

Slack通知イメージ

OS起動時にchime2slack.pyを実行させる

OS起動時に自動実行すれば、都度実行させなくていいので運用がラクです

chime2slack.pyに実行権限を追加する

$ chmod +x /home/pi/chime2slack.py

rc.localの編集

rc.localで自動起動させるやり方はうまく動作しないこともあるのでおすすめできませんが...

$ sudo vi /etc/rc.local

rc.localの中身

#!/bin/bash -e
sudo -u pi /usr/bin/python3 /home/pi/chime2slack.py &
exit 0

動作確認

OSを再起動して、インターホンを押してSlackへ通知がきたらOKです！

所感

とてもイイです。安いセンサーだけど問題なく使えています。
欲を言えば、Echo showにも通知させたい。。。
最新型インターホンがある家は、わざわざこんなことしなくてもスマホ通知できると思いますが、
我が家のようなインターホン使ってて同じ悩みがある人は、簡単に実装できるのでオススメです。

【Raspberry Pi】モニターの色が緑ががって見辛いのをなんとかする

2020-11-16T11:07:19+09:00

事象

Amazonで買った格安小型モニターですが、パソコンを接続する時は何も問題ないけど
ラズパイに接続した時だけ奇妙の色合いになってしまう...

この記事の手順でできること

上記事象をラズパイのHDMIグループ設定をDMTモードに固定することで解消します

確認済み環境

Raspberry Pi 3 Model B+
Amazonで買ったcocoper製の小型モニター (型番不詳)
Raspbian 9.4 stretch (日本語環境)

DMTモードに固定する方法

１.　/boot/config.txtを編集

nanoやvim等のテキストエディタで以下を追加するだけ

hdmi_group=2

２.　再起動

$ sudo reboot

再起動後、画面の色が緑かからなければOK！
(ブートの初期は緑ががっていますが、途中で変わります)

【Raspberry Pi】Raspberry Piをデジタルサイネージ風に使うその1

2020-11-16T10:58:43+09:00

できること

ラズパイを使って、PDFのスライドショー映像をモニターへリピート再生できます！
要は簡易的なデジタルサイネージですね
再生コンテンツはPowerPointで作成したスライドをPDFに変換すると簡単です。

あくまで簡易的なので、スライドショーの再生にはラズパイの直接操作が必要です。
コマンドで再生操作できる方法は、残念ながらまだ調べてないです。

動作イメージ

動作確認済み環境

Raspberry Pi 3 Model B+
HDMIのモニター (ラズパイに給電可能なUSB端子があると最高)
Raspbian 9.4 stretch (日本語環境)
Okular 4:16.08.2-1
XScreenSaver 5.36-1

1. PDFのスライドショーを行う準備

標準のPDFリーダーではスライドショー設定が見当たらなかったので「Okular」をインストールします

「Okular」のインストール

ターミナルからaptコマンドでインストール

$ sudo apt -y install okular

「Okular」の設定

PDFを7秒ごとに1ページ進め、最終ページの次は1ページ目に戻る設定を入れる

「okular」を起動し、メニューから「Settings」 -> 「Configure Okular」をクリック
「Presentation」の「Navigation」を以下のように設定
- 「Advance every」にチェック、「7seconds」にする
- 「Loop after last page」にチェックして設定はおわり

2. スライドショー中にモニターを消さない

ラズパイの標準設定では、10分以上無操作だとスクリーンセーバーが起動してモニターがブラックアウトします。
このままではデジタルサイネージとして使い物にならないのでスクリーンセーバーを無効化します。

「XScreenSaver」のインストール

ターミナルからaptコマンドでインストール

$ sudo apt -y install xscreensaver

※インストール後、再起動しないとスクリーンセーバーの設定画面が起動しない

スクリーンセーバーの無効化

ラズパイのスタートメニューから、「設定」 -> 「スクリーンセーバー」をクリック
「表示モード」タブの「モード」を「セーバーを無効にする」を選択して設定はおわり

3. スライドショーを実行

事前に再生したいPDFファイルをラズパイに移動してください、あとは再生するだけです。
ちなみに、スライドショー再生中にPDFファイルを更新すると、スライドショーの内容も自動で更新されます(個人的は結構重宝する機能？です)

ファイルマネージャから再生するPDFを右クリックし、メニューから「Okular」を起動
メニューから「View」 -> 「Presentation」をクリックして完了！

※スライドショーをやめる場合は「Esc」キーを押す

その2の記事に続く。。。

【Raspberry Pi Desktop OS for PC】USBシリアルコンソールを使えるようにする

2020-10-06T09:13:35+09:00

実機環境

マシン　Acer Aspire One 722
USBシリアルコンソール　iBUFFALO BSUSRC06
OS　Debian Stretch with Raspberry Pi Desktop (November 2018)

USBシリアルコンソールがOSから認識されるか確認

USBシリアルコンソールの認識状況をsyslogで確認するため、USBに接続する前にtail -fしておく

$ sudo tail -f /var/log/syslog

以下ログではttyUSB0として認識されてます

Mar 29 13:29:15 raspberry kernel: [30527.454485] ftdi_sio 3-1:1.0: FTDI USB Serial Device converter detected
Mar 29 13:29:15 raspberry kernel: [30527.454607] usb 3-1: Detected FT232BM
Mar 29 13:29:15 raspberry kernel: [30527.459503] usb 3-1: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0

gtktermインストール

デスクトップ画面で使えるgtktermをインストール

$ sudo apt install gtkterm

gtktermの起動及び設定

[ラズパイメニュー] -> [アクセサリ] にある「serial port terminal」を起動すると立ち上がる
シリアルポートの設定は gtktermのウインドウにある [Configuration] -> [Port] で行う
- USBシリアルを使う場合はsyslogで確認したデバイスファイル名を選択(今回ならttyUSB0)

シリアルコンソールを繋いだルータを起動してgtktermにログが出ればOK

Raspberry Pi に Ubuntu を入れて SSH でログインするまでの A to B

2020-09-01T00:07:27+09:00

何番煎じかわからないが、 Raspberry Pi (以下、 RasPi) に Ubuntu を入れる手順についてまとめてみようと思う。

Ubuntu 公式の How to install Ubuntu on your Raspberry Pi チュートリアルは充実しているし、単にインストールして動かすだけなら、既にある記事でも十分だろうとは思う。
しかし、初回セットアップ時の細かいカスタマイズについて書かれているものがあまり見当たらなかったので、この記事ではそれについて補足しながらまとめていく。

先に断っておくが、 cloud-init による IaC の話が中心になる。

TL;DR

焼いた SD を RasPi に挿す前にブートプロセスの設定を書き換える
cloud-init の挙動を理解しろ
モニター無し＆無線LAN Only だと、工夫がいる
ARP リクエストのブロードキャストが届かないと苦労する

きっかけ

完全に私事だが、おしごとで Linux 使うことが増えてきて、 WSL (or WSL2) や仮想マシン上の知識だけではなかなか難しい、ネットワーク回りの知識が不足してきた。
そこで、勉強がてら何らかの物理的な Linux マシンが欲しかった。

中古の x86 ラップトップに Linux を入れるのでも良かったのだが、それだと Linux 向けの無線やネットワーク回りのドライバーが揃っているか確認するのが難しい。
そこで、様々な Linux ディストリビューションが公式でサポートされ、 I/O も充実していて、コスパの高い Raspberry Pi 4 B+ をチョイス。

これまで、 RasPi 自体は所持していたのだが、電子工作目的であったことから Raspberry Pi OS (旧 Raspbian) しか入れていなかった。
より Linux サーバーらしい使い方も試してみたいと言うことから、今回は Ubuntu をいれることした。

いざ、セットアップはじめようとして、致命的な問題に気づく。
micro-HDMI のケーブルを持っていないと言うことに…

ということで、なんとかセットアップを工夫して、 モニターが無くても一通り設定して ssh できる ところまで持って行くことを目標にする。

準備

用意するものは以下の通り。

Raspberry Pi 2 または 3 または 4
8GB 以上の microSD カード
misroSD を書き込める PC (Win, Linux, mac)
インターネットに繋がる Wi-Fi またはイーサネットケーブル

RasPi 無印や Zero など、 SoC (CPU) が ARMv6 のものは、 Ubuntu ではサポートされていない。

microSD カードは、 IOPS が速いものの方が、後々うれしいだろう。
SD カードの規格で言えば、アプリケーションパフォーマンスクラス A1 や A2 に対応しているものが良いというコトなのだろうが、正直モデル差やロット差が激しすぎるので、実際買ってみて IPOS が早いかどうか試してみるしかないと思う。

以下のものも有れば望ましいが、今回の手順ではなくても大丈夫。

HDMI (RasPi 4 の場合は micro-HDMI) で繋がるモニター
RasPi 繋げる USB キーボード

ブータブル SD の作成

まず、使用する Ubuntu の OS イメージを準備しよう。

2020年8月時点では、 20.04 LTS と 18.04 LTS に対して、それぞれ 32bit版と 64bit版が存在する。

特に理由が無ければ、 20.04 LTS の 64bit 版で良いだろう。
但し、 512MiB しか RAM がない RasPi 3A+ では、 64bit OS だと ssh でアクセスするだけで Out of Memory してしまうので、 32bit にすることをオススメする。
また、 RasPi 2 の CPU は 32bit 版なので、 32bit OS しか選べない。

microSD への書き込みは、主に以下の 2種類の方法がある。
どちらか好きな方でどうぞ。

メモ:

以前は NOOBS という、 RasPi を起動後に OS 選択させてインストールさせるツールも存在したが、今回は触れない。  
詳しくはググってほしい。

1. イメージファイルをダウンロードして任意のツールで焼き込む

Install Ubuntu Server on a Raspberry Pi 2, 3 or 4 のページからダウンロードしたイメージファイルを、任意のツールで microSD に焼く方法。

個人的には、 balenaEtcher を使って焼くのが、以下の理由でオススメ。

.gz, .xz, zip などで圧縮された状態のイメージをそのまま焼ける
- オンザフライで解凍しながら焼かれるので、あらかじめ展開しておく必要が無い
- ... と思っていたけど、最近のバージョンでは一旦一時ファイルに展開されてから焼かれるっぽい。それでも早いけど。
Portable 版がある (インストール不要)

2. Raspberry Pi Imager を使う

Raspberry Pi 財団公式サイトの Raspberry Pi Downloadsi ページからダウンロードできる、 Raspberry Pi Imager を使って、 OS のイメージをダウンロードしながら microSD に焼く方法。

Raspberry Pi Imager をインストールして起動すると、インストールしたい OS を尋ねられるので、ここで Ubuntu の任意のバージョンを選択する。

ダウンロードしながらそのまま焼き込むため、本来なら (1) よりも早くてオススメのハズ…
…なのだが、少なくとも私が試した限り、 (1) のほうがずっと早いんだよねぇ。。。

OS イメージを DL元が違って、ダウンロード速度がネックになって遅くなっているのかな…
あまり深く調べてないけど。

system-boot パーティション内の cloud-init 等の設定を書き換える

作成した micorSD を早速 RasPi に挿す …前に 、初回セットアップ設定の書き換えを行う。

一度書き込んだ microSD を再び PC に挿すと、 "system-boot" という 250MB 位の FAT32 パーティションが開けるはずだ。

このパーティション直下にある README というファイルを開くと、このパーティションに存在するファイルの概要が簡単に書いてある。

An overview of the files on the /boot/firmware partition (the 1st partition
on the SD card) used by the Ubuntu boot process (roughly in order) is as
follows:

* bootcode.bin   - this is the second stage bootloader loaded by all pis with
                   the exception of the pi4 (where this is replaced by flash
                   memory)
* config.txt     - the first configuration file read by the boot process
* syscfg.txt     - the file in which system modified configuration will be
                   placed, included by config.txt
* usercfg.txt    - the file in which user modified configuration should be
                   placed, included by config.txt
* start*.elf     - the third stage bootloader, which handles device-tree
                   modification and which loads...
* uboot*.bin     - various u-boot binaries for different pi platforms; these
                   are launched as the "kernel" by config.txt
* boot.scr       - the boot script executed by uboot*.bin which in turn
                   loads...
* vmlinuz        - the Linux kernel, executed by boot.scr
* initrd.img     - the initramfs, executed by boot.scr
* meta-data      - meta-data for cloud-init; usually just contains the
                   instance id
* network-config - network configuration for cloud-init; edit this to set up
                   wifi access points and other networking settings
* user-data      - user-data for cloud-init; edit this to configure initial
                   users, SSH keys, packages, etc.

このパーティションには、 Raspberry Pi の BIOS の変わりとなる config.txt, bootcode.bin, start.elf と言った構成ファイルや、ブートコード、そして cloud-init の構成ファイルが入っている。

このうち cloud-init というのは、 Infrastructure as Code (IaC) の一種だ。その名の通り、 AWS 等のクラウド上の仮想マシンの初期設定を得意としている。
校正用の設定ファイル (YAML) を使って設定内容を記述することで、クラウドやディストリビューションの違いをある程度吸収して初期設定を記述することができる。
OS のイメージ内に予め cloud-init のサービス(デーモン) が組み込まれており、 OS の起動時に各クラウドのサービスの UI 経由で設定ファイルを読み取って、主に初回起動時に初期設定処理が走る… というのが主な仕組みとなっている。

RaspPi 用の Ubuntu Server イメージでは、この cloud-init 用の設定ファイルの取得元が上記の system-boot パーティションとなっている。
イメージ組み込みの定義と system-boot パーティション内の定義を組み合わせて、初期設定が実行される。

例えば、このイメージを使ってそのまま Ubuntu を起動すると、 "ubuntu" というログイン ID に "ubuntu" というパスワードが設定され、 SSH のパスワード認証が有効になった状態で起動している。
このうち、 "ubuntu" というユーザー名と SSH サーバーの起動は、 OS 組み込みの /etc/cloud/cloud.cfg の定義によるもの。
そして、 "ubuntu" というパスワードの設定と、 SSH のパスワード認証の有効化は、 system-boot パーティションの user-data ファイル内の以下の定義によるものだ。

#cloud-config
chpasswd:
  expire: true
  list:
  - ubuntu:ubuntu

ssh_pwauth: true

とうことで、遠隔から SSH ログインできるように、こららのファイルを順に書き換えていこう。

cloud-init の network-config

network-config ファイルには、以下の 2つの大きな役割がある。

cloud-init 初期設定実行前にデバイスをネットワークにつなぐ
netplan の /etc/netplan/50-cloud-init.yaml にファイルの内容を転記する

『何だ、同じことじゃないか』と思われるかも知れないが、この二つはシステムに適用されるタイミングと言う点で大きく異なる。

前者は、 cloud-init サービスの起動直後に、 cloud-init の通信を行うためにシステムに適用される。
一方後者は、後者は内容をファイルにコピーするだけである。

cloud-init サービスによって netplan の 50-cloud-init.yaml が書き換わるのは、ネットワークサービスの起動より後になる (systemd の /usr/lib/systemd/system/cloud-init.service の設定を参照)。
このため、システムやサービスが再起動されるか、能動的に netplan apply しないと、 50-cloud-init.yaml の内容は適用されない。

そしてもう一つ重要なのが、以下の一文。

Networking Config Version 2 — cloud-init 20.3 documentation

Cloud-init does not current support wifis type that is present in native netplan.

そう。
前者では、 Wi-Fi の設定が無視されるのだ。

すなわちこれは、有線LAN が繋がっていない場合、ファイルの更新や apt パッケージの取得などのインターネットに繋ぐような処理は、初回ブート時の cloud-init では全くできないことを意味する。
幸いにも、 Ubuntu イメージ組み込みの cloud-init の初期設定の内容は、ネットワークに繋がっていなくても処理が完走できる。

cloud-init の元々の用途を考えれば、 Wi-Fi が設定できる必要性はないだろうし、仕方が無いことなのかも知れないが……

このファイルに Wi-Fi の設定を記載しただけでは、初回起動時には Wi-Fi が有効にならないことは覚えておこう。
後の手順に関係してくる。

とりあえず、 netplan の設定に Wi-Fi アクセスポイントの情報は書いておきたいので、 network-config は以下のように書き換える。
SSID やパスワードは自分の環境のものに置き換えて書いてくれ。

--- network-config.org
+++ network-config
@@ -11,15 +11,15 @@
 ethernets:
   eth0:
     dhcp4: true
     optional: true
-#wifis:
-#  wlan0:
-#    dhcp4: true
-#    optional: true
-#    access-points:
-#      myhomewifi:
-#        password: "S3kr1t"
+wifis:
+  wlan0:
+    dhcp4: true
+    optional: true
+    access-points:
+      "SSID-of-myhomewifi":
+        password: "password-of-myhomewifi"
 #      myworkwifi:
 #        password: "correct battery horse staple"
 #      workssid:
 #        auth:

cloud-init の user-data

cloud-init 書き換えのメインとなる user-data。
これは、 Cloud Config Data の内容を記述する YAML 形式のファイルだ。
基本的には、 OS 組み込みの /etc/cloud/cloud.cfg の値を上書きしたり、 cloud.cfg で読み込まれた Modules の設定を記述していく。

書き換え部分が長いので、3カ所に分けて説明していく。

--- user-data.org
+++ user-data
@@ -14,12 +14,22 @@
 # expire user passwords
 chpasswd:
   expire: true
   list:
-  - ubuntu:ubuntu
+  - newusername:ubuntu
+
+# Override the default user name defined in cloud.cfg
+system_info:
+  default_user:
+    name: newusername

 # Enable password authentication with the SSH daemon
-ssh_pwauth: true
+ssh_pwauth: false
+ssh_authorized_keys:
+- ssh-rsa AAAA<中略>== rsa-key-of-user1
+
+# locale and timezone
+timezone: Asia/Tokyo

 ## On first boot, use ssh-import-id to give the specific users SSH access to
 ## the default user
 #ssh_import_id:

既に上でも触れたが、 OS 組み込みの cloud.cfg の定義によって、 "ubuntu" というユーザーが作成されている。
しかし、既知のユーザー名をそのまま使うのはセキュリティ的にも若干不安があるし、作成後のユーザー名を書き換えるのは若干面倒なので、作成されるデフォルトのユーザー名自体を、他の名前に書き換えてしまおう。
system_info.default_user で、作成されるユーザ名を変更できる。
また、 chpasswd によるパスワード書き換えの対象となるユーザ名も変更しておこう。

ssh_pwauth で、 ssh のパスワード認証が有効になっているので、コレは切ってしまいつつ、
代わりに、 ssh_authorized_keys[*] リストに公開鍵を登録する。
これで安全に ssh できるようになった。恵dc

ついでにタイムゾーンも JST (Asia/Tokyo) に書き換えておこう。

--- user-data.org
+++ user-data
@@ -53,19 +63,20 @@
 #- pastebinit
 #- [libpython2.7, 2.7.3-0ubuntu3.1]

 ## Write arbitrary files to the file-system (including binaries!)
-#write_files:
-#- path: /etc/default/keyboard
-#  content: |
-#    # KEYBOARD configuration file
-#    # Consult the keyboard(5) manual page.
-#    XKBMODEL="pc105"
-#    XKBLAYOUT="gb"
-#    XKBVARIANT=""
-#    XKBOPTIONS="ctrl: nocaps"
-#  permissions: '0644'
-#  owner: root:root
+write_files:
+- path: /etc/default/keyboard
+  content: |
+    # KEYBOARD configuration file
+    # Consult the keyboard(5) manual page.
+    XKBMODEL="pc105"
+    XKBLAYOUT="jp"
+    XKBVARIANT=""
+    XKBOPTIONS=""
+  permissions: '0644'
+  owner: root:root
+- path: /etc/cloud/cloud-init.disabled
 #- encoding: gzip
 #  path: /usr/bin/hello
 #  content: !!binary |
 #    H4sIAIDb/U8C/1NW1E/KzNMvzuBKTc7IV8hIzcnJVyjPL8pJ4QIA6N+MVxsAAAA=

お次は、ファイルの作成。

日本語キーボードを認識しないと面倒なので、 /etc/default/keyboard を書き換えて日本語キーレイアウトを認識させる。
但し、 Ubuntu Server では、このファイルを書き換えただけだとキーボードレイアウトの変更が有効にならないので、後述の runcmd で dpkg-reconfigure コマンドを対話無しのオプションをつけて実行しておく。

cloud-init の設定の大半は、初回ブート時にただ一度だけ実行されるのだが、 cloud-init サービス自体は基本的に毎回常に起動して、サービスとして常駐しっぱなしになっている。
Modules で、 Module frequency: per always となっているモジュールの実行などは、ブートする度に毎回実行される。
そうすると、場合によっては cloud-init の実行ログがログイン画面を覆ってしまうことが毎回の起動毎に発生して鬱陶しい。
このため、 /etc/cloud/cloud-init.disabled という空ファイルを作成しておくことで、次回以降の起動時に cloud-init を無効にしておく。

--- user-data.org
+++ user-data
@@ -72,8 +83,19 @@
 #  owner: root:root
 #  permissions: '0755'

 ## Run arbitrary commands at rc.local like time
-#runcmd:
+runcmd:
+# apply keyboard configration
+- [ dpkg-reconfigure, -f, noninteractive, keyboard-configuration ]
+# apply netplan config defined on 'network-config'
+- [ netplan, apply ]
+# after wlan0 is connected, write the arp entry to target machine on background job
+- [ nohup, sh, -c, 'sleep 30; ping 192.168.0.2 &' ]
 #- [ ls, -l, / ]
 #- [ sh, -xc, "echo $(date) ': hello world!'" ]
 #- [ wget, "http://ubuntu.com", -O, /run/mydir/index.html ]
+
+# Restart 2 minutes after running all config modules (for apply keyboard configration)
+power_state:
+  delay: '+2'
+  mode: reboot

最後に、任意のコマンドの実行。

最初の dpkg-reconfigure は、 keyboard の書き換えを反映させるため。

[ netplan, apply ] のコマンドで初めて、 network-config で設定した Wi-Fi 設定が有効になる。

最後の [ nohup, sh, -c, 'sleep 30; ping 192.168.0.2 &' ] は説明が難しいのだが、これは仮に ssh でゲストの IP アドレスが 192.168.0.2 であると仮定して、そこへ向かって Ping を打っている。
何故そのようなことをしているかというと、ゲストPC から RaspPi の IP アドレスを ARP コマンドで確実に調べられるようにするためだ。

RasPi に繋げるモニターがないことを前提とすると、 SSH するために DHCP によって RasPi に割り当てられた IP アドレスをどうやって調べるのか、と言う問題に直面する。

How to install Ubuntu on your Raspberry Pi #4 に書かれているように、 RasPi の MAC アドレスの先頭 24bit は b8-27-eb (Pi 2~3) もしくは dc-a6-32 (Pi 4) と決まっている。
通常、 RasPi がオンラインになったときに、 ARPリクエストがブロードキャストされるため、同一ネットワーク内の PC の ARP テーブルに RasPi のレコードが追加され、以下のような arp コマンドで対象の IP アドレスを調べることができるようになる。。。 多くの場合は。

while(1) { arp -a | ?{ $_ -match 'dc-a6-32' }; Start-Sleep -Seconds 1}

ところが、 RasPi が Wi-Fi で繋いでいるのがルーターだったりすると、ルーターが気を利かせて、同じサブネット内であっても ARPリクエストを代替して投げてしまい、同じサブネットの端末全員の ARP テーブルには、 RasPi の MAC アドレスのレコードが記録されないことがある。

そこで、 RasPi 側から SSH のアクセス元となる PC を指定して ping を投げることで、その PC の ARP テーブルに確実に RasPi が載るようにしている。

ちなみに、 30秒 sleep しているのは、 netplan apply した直後はまだ Wi-Fi に繋がっていないことが多いためだ。

そして最後に、 cloud-init の停止やタイムゾーンの変更を確実に反映するため、 power_state で再起動させている。

RasPi の config.txt

cloud-init とは関係ないが、必要があれば config.txt の構成ファイル書き換えてしまおう。

例えば、 HDMI の解像度が一般的でなかった場合や、端末とのネゴシエーションがヘタクソで適切な解像度で表示できない場合などは、このファイルで HDMI の解像度を指定してやる必要がある。

参考:
* Raspberry Pi 4B 画面解像度設定（TV出力版） - Qiita
* Video options in config.txt - Raspberry Pi Documentation

但し、 config.txt には、

# Please DO NOT modify this file; if you need to modify the boot config, the
# "usercfg.txt" file is the place to include user changes.

って書いてあるので、書き換えるなら config.txt ではなく usercfg.txt にしておくと良い。

--- usercfg.txt.org
+++ usercfg.txt
@@ -1,3 +1,9 @@
 # Place "config.txt" changes (dtparam, dtoverlay, disable_overscan, etc.) in
 # this file. Please refer to the README file for a description of the various
 # configuration files on the boot partition.
+
+framebuffer_width=1024
+framebuffer_height=600
+hdmi_group=2
+hdmi_mode=87
+hdmi_cvt=1024 600 60 1 0 0 0

起動する

こんな感じで一通りファイルを書き換えたと、 RasPi に microSD をさして起動すると、初回ブート時の設定を適用しながら起動してくれる。

cloud-init の処理が終わらなくても、ログイン画面には進み、その後も cloud-init のサービスは稼働し続ける。
このため、最初の起動でログイン可能になったとしてもログインせず、全ての処理が終わって一度再起動されるのをおとなしく待つ方が良い。

RasPi 3A+ の場合、全ての処理が終わるのに5分以上ったので、気長に待つようにしよう。

前述の arp で RasPi の IPアドレスを調べて、そこに対して SSH できるようになっていれば、とりあえずは完成だ。

cloud-init についてもう少し掘り下げて説明しようと思ったのだが、記事が長くなってしまったので、次回の更新に回す。

RaspberryPi Bluetoothレシーバー(スピーカー)構築について

2020-03-11T20:21:24+09:00

この間 "balenaOSを用いて簡単にラズパイBluetoothレシーバを構築する" という記事を書いた。改めてこの記事について深堀りしたいと思う。

この間の記事
https://qiita.com/ksmndevelop/items/39bbb650ef21798f89fb

そもそもbalenaOSとは

balenaCloudについてはここでは触れない。
検索しても日本語のページが少ないため一応簡単に説明しておく。

balenaOS公式ページに書いてある。
https://www.balena.io/os/

"最新のソフトウェア開発ツールを接続ハードウェアの世界にもたらすプラットフォームであるbalenaCloudの構築を目指して、2013年にDockerをARMチップに移植することから始めました。"

と記載どおりDockerをARMに移植するために始めたとのこと。
要するにほぼDockerコンテナだけを動かすOSと言えるだろう。
Dockerだと簡単にIoT環境構築できるためとても汎用的。

公式からの画像
[email protected]" />

balenaOSの利点

Dockerコンテナをほぼ直接動かしているため動作が軽快（X Window などGUIではなくCUI環境のためOSが軽い）
ラズパイのようなシングルボードコンピュータにほぼ対応していおり同じ環境が簡単につくれる
balena Cloud上でコードデプロイするためネット環境さえあればどこでも遠隔操作が簡単に可能
balena Cloud上でデバイスの状態をGUIで監視、操作するため複数のデバイスを誰でも簡単に管理操作ができる。
つまりIoT環境がとても簡単に構築できるということ。

balenaOSでできること

ラズパイでBluetoothレシーバを構築したように他にも様々なプロジェクトを構築できる。

・WEBフレーム
　YouTubeやGoogleフォトに保存した画像等をディスプレイに表示する。"balena DASH"というプロジェクトコードを利用する。
30分でつくれると書いてある。。
https://www.balena.io/blog/make-a-web-frame-with-raspberry-pi-in-30-minutes/

・エアーモニター
　室内環境をセンサーを用いて監視できるようにする。"balena Sense"というプロジェクトコードを利用する。

この他たくさん構築出来るようなのでbalena blogを参照してほしい。
https://www.balena.io/blog/

今回構築したラズパイBluetoothレシーバの詳細

構築方法しか書かなかったためここでコードについて少し記述する。
balana Soundのコード(Github)
https://github.com/balenalabs/balena-sound/

Bluetoothについてのコードを見てみる。
https://github.com/balenalabs/balena-sound/blob/master/bluetooth-audio/Dockerfile.template

RUN install_packages の行をみると alsa-utils bluealsa bluez python-project python-dbus python-gpiozero mplayerを利用していることがわかる。
ラズパイで一般的にraspbian上でレシーバー化するにはbluezを使うのだが、balena Soundもやはりbluezを利用していた。
raspberianでコマンドをそれぞれ打ってインストールしてやるより簡単ではあるが、ほぼ環境は同じと言えよう。

次にAirplayのコードを見てみる。
https://github.com/balenalabs/balena-sound/blob/master/airplay/Dockerfile.template

これもラズパイで一般的にAirplayを利用する際に使われるshairport-syncが使われている。

さらにSpotifyConnectのコード。
https://github.com/balenalabs/balena-sound/blob/master/spotify/Dockerfile.template

どうやら"raspotify"が使われているらしい。
raspbianでも構築可能。(もともとそっち用)
https://dtcooper.github.io/raspotify/

言わずもがなであるがraspbianで構築した方法とほぼ一緒だった。

まとめ

今回は以前の投稿の詳細として追記した。raspbianでも同じような環境を作れると思うがbalenaOSでとても簡単にできることがより一層理解できたと思う。

Kodi YouTube Plugin が開けない問題 (2020-02)

2020-03-11T20:17:58+09:00

はじめに

ラズパイ4B (RAM4G) にてLibreELEC運用で快適動画生活を送って(？)いる。
ところが最近、YouTubeのプラグインがエラーにより開けなくなった。

とりあえず環境

・Raspberry Pi 4B (RAM 4G)
・LibreELEC 9.2.0 (Kodi v18.5)

これでYouTube、アマプラを視聴している。快適。

エラーログ

こんなエラーがトースト

YouTube
LoginException: [401] deleted_client 
The OAuth client was deleted.

401エラー。
どうやら、OAuth認証が無いよーというエラー。
てかAPIキーが消された。
エラーで大体対処法が分かったのでAPI発行すればオッケーだと思った。

Kodiフォーラムにも同じようなエラーに遭遇してる方がやはり。
https://forum.kodi.tv/showthread.php?tid=348464&pid=2925301#pid2925301

リプだとaccess_manager.json削除からのAPI設定してねって書いてある。

もう少し調べた所

kodi YouTubeアドインにサインインできない問題 https://qiita.com/god19/items/aaab2b86fa08de5ac9d5

と、＠god19 さんの記事があったので参考にした。ありがたや。

注意

YouTubeプラグインの設定ファイルの場所は
/storage/.kodi/userdata/addon_data/plugin.video.youtube/~にxmlとjsonがある。SSHで接続して変更するとき注意。

まとめ

APIキー発行して設定したらまた正常に見れるようになった。
これで駄目だったらある意味絶望だと思う。
google.com/device に登録2段階するのがまた面倒くさいが。。
自分も最近起きた事項なので、発生してない環境もあると思う。
見れなくなるエラーは結構多いみたいなので、APIキーは自分で発行して設定したほうがいいかもしれない。
早く気付けばよかった。。

最後に

良い子はFireTV Stick を買おう。

LibreELEC(Kodi)でNetflixを見る

2020-03-11T20:13:46+09:00

この前、LibreELEC(Kodi)でYoutubeのOAuth認証エラーで見られなくなった記事を書いた。
https://qiita.com/ksmndevelop/items/1347e59d642364f021e5

現在も問題なく視聴できているのでよい。

また、Amazon プライムビデオも見れるようにしてあるのでよい。(この間も言った)

まぁそんなことはさておき、
今回はNetflixをLibreELECで見たいなーと思ったので導入することにした。
導入はとても簡単。Amazon プライムビデオを入れる際と同じ。

導入環境

・Raspberry Pi 4B (RAM 4G)
・LibreELEC 9.2.0 (Kodi v18.5)

ネトフリ導入の経緯

・Amazon プライムビデオが1080p(FHD)で見れない → InputStream設定はしてあるのに720p？相当になっている
※Amazon プライムビデオをPCで見た際に高画質設定でも若干画質が荒いので元々画質は良くない？
・新型コロナウイルスでお家時間が増えそうなので、この機会にネトフリを契約してみようかなーと思ったため

YouTubeはInputStream通り、1080p(FHD)で見られる。
だが、Amazonプライムビデオは見苦しいほどの画質では無いが、FHDではない。
Amazonプライムビデオが1080p(FHD)で見れればネトフリをわざわざ契約してまでしなくてもいいのだが。
ちなみに、アプリで見る場合は問題なく1080p(FHD)？で見れている。
また、RaspberryPi 4 は4Kに対応したので4K(2160p)で出力できるが、エンコーディングがハードウェア的に難しいのであろう。
せっかくの大画面でFHDじゃないのは若干寂しい。

導入

公式のフォーラムに書いてある。

https://forum.kodi.tv/showthread.php?tid=329767

レポジトリからZIPをダウンロード
https://github.com/castagnait/repository.castagnait/raw/master/repository.castagnait-1.0.0.zip
TeraTerm等SSHクライアントでダウンロードしたZIPをラズパイに送る
送ったZIPをインストール

ホーム→アドオン→zipファイルからインストール→ZIP選択しインストール
レポジトリからNetflix Add-on をインストール

ホーム→レポジトリからインストール→CastagnaIT Repository

ビデオアドオン→Netflix
再起動後Netflixを起動
起動するとメールアドレス・パスワード(暗証番号)が求められるので入力

これで見れるようになる。

視聴

Amazonプライムビデオだと1080p(FHD)で見れなかった作品が、ネトフリだとFHDでキレイに見れる。
※InputStreamの設定は各自で調べること
ただ、アニメのラインナップはAmazonプライムビデオよりは少ないらしいが、私は少ないと感じなかった。

まとめ

今回、Amazonプライムビデオが1080p(FHD)で見れずネトフリを契約して導入してみたが、納得のいく結果になった。最初、自宅のネット環境がADSLだから？とは思ったのだが、YouTubeはFHDで見れているためやはりAmazonプライムビデオ自体の画質だった。
だが、ネトフリはスタンダードプラン(FHD)でも月1200円するため、画質は若干落ちてもAmazonプライムビデオで良いだろう。プライム会員500円で速達・ビデオ・音楽は安い。

最後に

ネトフリもアマプラも契約している限りは充実した生活。。
良い子のみんなはFireTV Stick買おう。

ラズパイ公式「Raspberry Pi Imager」がようやく

2020-03-11T20:08:20+09:00

若干遅れ気味の話です。
ラズパイの書き込みツールがようやく公式から出たっていう話。
何十年も待っていたよ。。

ダウンロード

公式からだと落とすの遅いのでやはりミラーから。
http://ftp.jaist.ac.jp/pub/raspberrypi/imager/
公式はここ
https://www.raspberrypi.org/downloads/

Raspbian,NOOBSを書き込むのにようやく楽なツールがでた。

利点等

今までの書き込み方(Windows)

OS、SDカードの準備
　→　OSを事前ダウンロードしておく・・・手間！！
↓
SDカードのフォーマット
　→　64GB～だとexFATになるのでBuffaloのDisk Formatter とかを使う必要・・・手間！！
↓
Imagerとかで書き込みor解凍でコピー
　→　EtcherとかのImager・・・手間！！
SDカードをラズパイに差して起動

今までだとソフトを駆使してやらないといけなかったから面倒。
まぁWindowsは面倒くさいっす。。

Raspberry Pi Imager が出てから

SDカードの準備
↓
Imager起動からのSDカードのフォーマット Erase

Eraseで容量問わずFAT32フォーマットできる・・・！
↓
OSのダウンロード（選択）

Raspbian,LibreELECなどがImagerから直で落とせる。
もちろんVolumioなど事前にダウンロードしたものを選択できる。Use custom

↓
SDカードセレクトしてフラッシュ

Raspberry Pi Imagerが登場してソフトこの一本で楽に書き込みできるようになった。

まとめ

書き込みが楽になりました。
有効時間でNetflix、アマプラでアニメを見よう見よう

C++ ベースのウェブアプリケーションサーバ Cerflet のご紹介

2019-04-20T12:08:57+09:00

はじめに

Cerflet は Maya Posch さん作の C++ ベースのシンプルな Web Application server です
Raspberry Pi でもサクサクに動いています

python の tornado みたいにリクエストハンドラを書くだけで簡単に使える上に、オール C++ かつオンメモリなので超高速が期待できます

ちなみに Cerf はジビエ好きな方はピンと来るかと存じますが多分、フランス語の 鹿(セール) なんじゃないかなと想像してます、Maya さんの他のプロダクトも動物の名前のが多いし、彼女の会社の名前からして Nyanko だし

実装

本体の実装は物凄くシンプルでコメント込で 80行ぐらいしかないです、すごい
私だったら C++ の80行ってコマンドライン処理するだけでもゆうに超えちゃったりします

サーバの処理も実行時オプションの処理も POCO の機能が有効に使われてて、POCO の凄さと、POCOを使えば Web Application でさえこんなにシンプルにつくれるという Maya さんのソフトウェア・アーキテクチャのセンスの良さに敬服いたしますとともに、Poco.Net のプラグマティックなチュートリアルとして大変ありがたく読ませていただきました次第でございます

How to try it

POCO をインストール
git clone https://github.com/MayaPosch/Cerflet.git
cd Cerflet/sample
make
./hellocerflet

「libPocoNet.so.60 がないよ」とかエラーになるようでしたら ldconfigしてみてください

で、hellocerflet を起動したサーバの port 8080 番をブラウザで開くと

ビックリするほど簡単です

こちらの HTTPRequestHandler の中身を変えて、たとえば ContentType を "text/html" じゃなくて "application/json" にして、ostr に json 文字列を返したら超高速かつコンパクトな API サーバーとしてすぐにでも大活躍しそうです

作者の御紹介

作者の Maya Posch さんですが、御本人のブログによると生まれつきに抱えるいくつかの問題、特に両性具有に起因する問題（当時のニュース番組がこれとかこれとか残ってます）で祖国オランダを離れざるを得ず、安住の地を求めて世界を旅しながら自分の会社 Nyanko を運営しつつプログラミングと電子工作に関する数々のプロダクトと著作を世に出していらっしゃいます
まるで物語みたいに数奇な人生を歩みながら outcomes を出されていることに正直圧倒されてしまいました、すごい人がいるもんなんだなぁ
翻って自分を鑑みるにいったい何をやってるんだと情けなく忸怩たる思いに至る次第です

近著 Hands-On Embedded Programming with C++17 を魅力的なタイトルに惹かれて読んだのが彼女を知るきっかけだったんですが、この本も POCO の紹介をふくめて Raspberry Pi みたいなSBC でプロダクトをつくる上でのオリジナルな話題にあふれていてとても面白い本でした

感想

数日前に某所で「C++でウェブアプリ書く気にはならないし」なんて言っちゃったの、謹んで取り消させてください

読書は時として人の世界観をダイナミックに変えてしまうものなのです ^^;;;;;;;

「RaspberryPi」の記事 - Crieit

Raspberry Pi 5 に Ubuntu 24.04 LTS を入れて SSH するまで

【Raspberry Pi】APRS I-GATE局をRaspberry PiとUSBワンセグチューナーで構築する その１【アマチュア無線】

【Raspberry Pi】解錠・施錠をSlackへ通知する仕組みを作る

【Raspberry Pi】xrdpをインストールする

【Raspberry Pi】Raspberry Piをデジタルサイネージ風に使う その2 (rclone導入)

Raspberry Pi で作るネットワークエミュレータ

【Raspberry Pi】インターホンが押されたらSlackへ通知する仕組みを作る

【Raspberry Pi】モニターの色が緑ががって見辛いのをなんとかする

【Raspberry Pi】Raspberry Piをデジタルサイネージ風に使う その1

【Raspberry Pi Desktop OS for PC】USBシリアルコンソールを使えるようにする

Raspberry Pi に Ubuntu を入れて SSH でログインするまでの A to B

RaspberryPi Bluetoothレシーバー(スピーカー)構築について

Kodi YouTube Plugin が開けない問題 (2020-02)

LibreELEC(Kodi)でNetflixを見る

ラズパイ公式「Raspberry Pi Imager」がようやく

C++ ベースのウェブアプリケーションサーバ Cerflet のご紹介

【Raspberry Pi】APRS I-GATE局をRaspberry PiとUSBワンセグチューナーで構築する　その１【アマチュア無線】

【Raspberry Pi】Raspberry Piをデジタルサイネージ風に使うその2 (rclone導入)

【Raspberry Pi】Raspberry Piをデジタルサイネージ風に使うその1