ホチキス先生の「プログラマーと呼ばれたい」

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Archive for the ‘Raspberry Pi’ Category

令和元年度兵庫県私学教育情報化研究会第一回研修会の内容と資料 – 神戸学院大学附属中学校・高等学校 – 20190723

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令和元年(2019年)7月23日に「令和元年度兵庫県私学教育情報化研究会第一回研修会」で、「情報教育におけるプログラミング教育の現状と課題~学校現場の視点から~」の題で講演をさせていただき、Micro:bitとArduinoを使ったプログラミング実習について実習研修を行った。

講演の内容をかいつまんで説明すると、学習指導要領の改訂により「プログラミング教育」が注目されているが、本来は2000年の教科「情報」の導入からプログラミング教育が必要であったはずだということ、産業のあらゆる分野でプログラマーが必要となり、社会のあらゆる場面で情報機器が使われる現代において、すべての人間がプログラミング力を身に着けておくべきであること、そして今回の学習指導要領の改訂では、小学校では実際にプログラミングをする「体験」を通じてプログラミング的思考を育成すること、中学校では「ネットワークを利用した動的コンテンツの作成」すなわち動的Webページの実習など高度な内容が想定されていること、などをお話しした。

「小学校段階における論理的思考力や創造性、問題解決能力等の育成と プログラミング教育に関する有識者会議」の「議論のとりまとめ」には「コーディング(プログラミング言語を用いた記述方法)を覚えることがプログラミング教育の目的であるとの誤解が広がりつつある」や「時代を超えて普遍的に求められる力としての『プログラミング的思考』などを育むことであり、コーディングを覚えることが目的ではない。」といった記述があり、一部に「プログラミングはしなくてよい」といった誤解が生じているが、「子供たちに、コンピュータに意図した処理を行うよう指示することができるということを体験させながら」のように婉曲的表現ながらプログラミングを実際にさせることが必要だと書かれている。ここを見落としてはならない。

小学校でブロック型のプログラミングを体験した子供たちに対して、中学校、高等学校でどのように体系的なプログラミング学習を行うかが焦眉の課題である。

<研修会の資料>

2019年7月29日

松本 吉生(まつもとよしお)

Microsoft MVP Data Platform
京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。2015年から2017年まで兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行い、現在は兵庫県立神戸甲北高等学校に勤務する。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在16回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞し、現在4回目の連続受賞。

 

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IoT 開発における Arduino ファミリーの優位性 – nodeMCU を使う理由

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IoT 開発のために主として Arduino ファミリーと呼ぶことができるマイコンボードを使っている。ここで「Arduino ファミリー」と言っているのは、オフィシャルな Arduino 開発環境である Arduino IDE を使って開発でき、物理的な仕様もほぼ Arduino に準じているものを指している。

IoT開発のためのマイコンボードについて考える – その必要な特性は何か – Raspberry Pi と Arduino

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現在、様々なマイコンボードが開発され生産、販売されており、それらは様々な用途に利用されているが、IoT 開発におけるマイコンボードに必要な特性は何だろう。

どこかに統計データがあるかもしれないが、現時点、2017年12月25日において、俺の日常的な感覚からすれば世界で最も利用されているマイコンボードは Raspberry Pi と Arduino だ。

Raspberry Pi の特徴は高性能であるということに尽きる。Raspberry Pi に最適化された OS Raspbianをインストールしてキーボードとモニタを繋げば普通の Linux PC として機能する。高機能であることの裏返しとして、OS をインストールしなければならない手間と価格が高いデメリットがある。たとえば Amazon で Raspberry Pi 3 Model B V1.2 国内正規代理店品の価格は 5,578 円だ。もうひとつ、Raspberry Pi の使いにくさとして A/D コンバータを持っていないことがある。アナログセンサを Raspberry Pi で使うには A/D コンバータを別途取り付けなければならない。ただし I2C などディジタル通信によるセンサも充実してきたので、これからはアナログ入力処理の必要は少なくなるかもしれない。ただマイコンボードや制御の学習のためにはアナログ入力処理ができたほうがいいだろう。

Arduino の特徴はオープンソースハードウエアであることだろう。回路設計が公開されており、だれでも電子部品を組み合わせて同じものを作ることができる。このために中国製を中心とする膨大なクローンが市場にあふれている。現在 Arduino を代表するモデル Arduino UNO R3 は Amazon で 999 円で手に入る。中国系のサイトでは 300 円だ。また互換品も多い。小型で Wi-Fi モジュールを搭載した WeMos D1 mini は俺のお気に入りだが、中国系サイトで 310 円から 350 円くらいだ。さらに Arduino UNO R3 は D/A コンバータを搭載しておりアナログ入力を処理できる。

データ処理はクラウドで行う時代になり、マイコンボードでは高度な処理を必要としない。したがって IoT でのマイコンボードの役割は、センサからデータを受け取りインターネットに送信することになるだろう。そのためにはセンサの値を読む I/O とともに、ネットワーク通信機能が必須になる。現時点では Wi-Fi が扱いやすいだろう。安定して動作すること、安価であることも重要だ。できるだけ多くのセンサを設置し、継続して大量のデータを収集することがビッグデータの時代には必要だ。壊れやすかったり単価が高ければ数多く設置することが難しい。そのためには高機能であることよりもシンプルな設計が望ましい。

もしマイコンボードにデータベースの機能を持たせたり、Web サービスなど高度な役割を持たせたいなら Raspberry Pi だろう。しかし単純にデータ収集を行うためなら Arduino だろう。ただ Arduino では通信処理において実装が難しいものもある。今一歩 Arduino が進化し、CPU や ストレージなどの機能が高くなれば IoT における主役として確固たる位置につけるはずだ。それを期待している。

2017年7月18日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。現在は兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行う。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在14回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞。

Orange Pi Zero を買った

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先日買った Orange Pi One が気に入ったので、次に Orange Pi Zero を買ってみた。

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パッケージは Orange Pi One のときのものと同じ。パッケージを開けると、Orange Pi One と同じように、Orange Pi Zero 本体と簡潔な一枚のプリントが入っている。

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実に小さな筐体にぎっしりと機能が集積されているという感じだ。機能美を感じる。スペックは次の通り。

CPU H2 Quad-core Cortex-A7 H.265/HEVC 1080P
GPU Mali400MP2 GPU @600MHz Supports OpenGL ES 2.0
Memory (SDRAM) 256MB/512MB DDR3 SDRAM(Share with GPU)(256MB version is Standard version)
Onboard Storage TF card (Max. 64GB)/ NOR Flash(2MB Default not posted)
Onboard Network 10/100M Ethernet RJ45 POE is default off
Onboard WIFI XR819, IEEE 802.11 b/g/n
Audio Input MIC
Video Outputs Supports external board via 13pins
Power Source USB OTG can supply power
USB 2.0 Ports Only One USB 2.0 HOST, one USB 2.0 OTG
Buttons Power Button
Low-level peripherals 26 Pins Header, compatible with Raspberry Pi B+ ,13 Pins Header
LED Power led & Status led
Supported OS Android, Lubuntu, Debian, Raspbian
Product size 48 mm × 46mm
Weight 26g

オンボードにイーサネットのコネクタがあり、かつ、Wi-Fi モジュールも装備している。だが HDMI コネクタはなく、画面出力をするには拡張ボードが必要だ。電源は micro USB コネクタから給電できる。このスペックからすると、ネットワーク接続に最適化された軽量の IoT モジュール、という位置づけになるだろう。

Orange Pi は中国の Shenzhen Xunlong Software CO., Limited の製品だ。

Written by Yoshio Matsumoto

2017年4月8日 at 9:47 PM

Raspberry Pi 3 Starter Kit for JP 日本向け ラズベリーパイ3 スターターキット (化粧箱入り)

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Amazon で Raspberry Pi を検索していると Raspberry Pi 3 Starter Kit for JP 日本向け ラズベリーパイ3 スターターキット (化粧箱入り) があった。OS インストール済みの SD メディアが入っており、すぐに使うことができるようだ。Raspberry Pi は誤解を恐れずに言えば、そもそも OS をインストールすることに楽しみがあるものだが、とりあえず動作を確認できるところが手軽でいい。

しかし現状では在庫がないようで、2017年6月1日に入荷予定となっている。

Raspberry Pi 3 Starter Kit for JP Amazon_mid_640

2017年4月3日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。現在は兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行う。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在14回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞。

Amazon で Raspberry Pi 3 Model B 正規流通品が 5,319円

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あまりに保守本流すぎて手を出さなかった Raspberry Pi だが、やはり王道ということでやってみることにした。マイコンボードの世界では比較的に価格が高いものだと思っていたが、日本の Amazon でもこの値段で買うことができるのだ。

やってみたいことは、もちろん、Windows 10 IoT Core のインストールだ。

Raspberry Pi 3 MODEL B Amazon_mid_640

2017年4月3日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。現在は兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行う。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在14回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞。

Written by Yoshio Matsumoto

2017年4月3日 at 12:41 AM

2017年3月13日の CNXSoft – Embedded Systems News によると Shenzhen Xunlong Software 社は Allwinner A64 プロセッサを搭載した Orange Pi Win を発表し、Windows 10 IoT Core がインストールできるという噂がある。

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CNXSoft – Embedded Systems News によると、Shenzhen Xunlong Software 社は Allwinner A64 プロセッサを搭載した Orange Pi Win を発表し、Windows 10 IoT Core がインストールできるという噂があるらしい。

CNXSoft_mid_640

http://www.cnx-software.com/2017/03/13/25-orange-pi-win-development-board-to-run-windows-10-iot-and-linux-and-android/

記事のトップを訳すと、こんなかんじだ。

「Shenzhen Xunlong Software 社はすでに1ダース以上の Orange Pi boards を発表しているが、その開発は止まるところがない。そしてまたここに Shenzhen Xunlong Software 社は「Orange Pi Win」を発表した。これは Allwinner A64 processor を搭載し、他のモデルと同様に Linux と Android のインストールをサポートするが、Windows 10 IoT も動くのではないかという噂がある。」

発表された Orange Pi Win のスペックは次の通りだ。

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SoC  : Allwinner A64 quad core ARM Cortex A53 processor @ 1.2 GHz with Mali-400MP2 GPU
システムメモリ : 1 GB DDR3
ストレージ : 2MB SPI flash, micro SD slot up to 64 GB, footprint for optional eMMC flash
ビデオインタフェース : HDMI 1.4 up to 4K @ 30 Hz with CEC 3D and HDCP support,, MIPI LCD interface
オーディオインタフェース : HDMI, 3.5 mm headphone jack, built-in microphone
ネットワーク : Gigabit Ethernet + 802.11 b/g/n WiFi & Bluetooth 4.2 (AP6212)
USB : 4x USB 2.0 host ports, 1x micro USB OTG port
カメラインタフェース : MIPI CSI interface up to 5MP camera, up to 1080p@30 fps video capture
拡張インタフェース : 40-pin Raspberry Pi somewhat-compatible header
デバッグ機能 : 3-pin UART header
その他 : IR receiver; reset and power buttons; power and status LEDs;
電源 : 5V via power barrel or micro USB port, Lithium battery header, Power selection jumper (4-pin header), AXP803 PMIC
大きさ : 93 x 60 mm
重さ : 48 g

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このように多くのデバイスが開発され、選択肢が増えることはたいへん望ましい。大いに期待できる。楽しみだ。

2017年4月2日

松本 吉生(まつもとよしお)
Microsoft MVP Data Platform

1961年京都に生まれ、神戸で幼少期を過ごす。大学で応用化学を学んだのち、理科教諭として高等学校に勤務する。教育の情報化が進む中で校内ネットワークの構築運用に従事し、兵庫県立明石高等学校で文部科学省の「光ファイバー網による学校ネットワーク活用方法研究開発事業」に携わる。兵庫県立西宮香風高等学校では多部制単位制の複雑な教育システムを管理する学籍管理データベースシステムをSQL ServerとInfoPath、AccessなどのOfficeソフトウエアによるOBA開発で構築・運用する。現在は兵庫県立神戸工業高等学校でC#プログラミング、IoTなどのコンピュータ教育を行う。2004年からマイクロソフトMVP(Microsoft Most Valuable Professional)を受賞し、現在14回目の連続受賞。2016年にマイクロソフト認定教育者(Microsoft Innovative Educator Experts : MIEE)を受賞。