RaspberryPi 4B+Ubuntu 21+DockerからLEDを操作

2021年12月22日2022年12月23日

環境

Raspberry Pi 4B
Mac OSX Monterey

手順

SDカードを用意

ここ（https://www.raspberrypi.com/software/）からRaspberry Pi Imagerをダウンロード&インストール
Raspberry Pi Imagerを起動
CHOOSE OS -> Other general purpose OS -> Ubuntu -> Ubuntu Desktop 21.10 64-bitを選択
CHOOSE STORAGE -> 接続したSDカードを選択

Ubuntuの初期設定

本節のみRaspberry Piにディスプレイ、有線マウス、有線キーボードを繋いで直接操作する
（他の節の作業は別端末から）

Raspberry Piにディスプレイ、有線マウス、有線キーボードを繋いで電源を接続
Ubuntuの初期設定（言語、キーボードレイアウト、Wifi接続、ユーザー作成）
ターミナルを開いて、下記のコマンドを実行
$ sudo apt update & sudo apt -y upgrade
$ sudo apt install openssh-server
opensshの動作確認
$ sudo systemctl status ssh ● ssh.service - OpenBSD Secure Shell server Loaded: loaded (/lib/systemd/system/ssh.service; enabled; vendor preset: enabled) Active: active (running) since Fri 2021-12-17 15:23:57 JST; 18min ago Docs: man:sshd(8) man:sshd_config(5) Process: 788 ExecStartPre=/usr/sbin/sshd -t (code=exited, status=0/SUCCESS) Main PID: 807 (sshd) Tasks: 1 (limit: 8895) Memory: 4.0M CPU: 196ms CGroup: /system.slice/ssh.service └─807 sshd: /usr/sbin/sshd -D [listener] 0 of 10-100 startups
IPアドレスの確認
$ ip a 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever preferred_lft forever inet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN group default qlen 1000 link/ether e4:5f:01:71:c7:34 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 3: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000 link/ether e4:5f:01:71:c7:35 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 192.168.11.5/24 brd 192.168.11.255 scope global dynamic noprefixroute wlan0 valid_lft 171693sec preferred_lft 171693sec inet6 fe80::a407:d150:b9a1:38f4/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever

この後、固定IPを割り当てれば、電源を切っても確実にRaspberry Piに繋げられるが方法は調査中

sshでRaspberry Piに接続

別のPCのターミナルから下記のコマンドでssh接続
% ssh ubuntu@192.168.11.5
パスワードを入力してログイン完了
ubuntu@192.168.11.5's password:

これ以降、別PCからターミナルでsshに繋いだ状態でRaspberry PiのUbuntu上で作業する

Dockerインストール

公式サイトの手順通りに下記のコマンドを実行していく
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y ca-certificates curl gnupg lsb-release
$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
$ echo \
"deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \ $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

Dockerイメージ作成

作業ディレクトリ作成して移動
$ pwd /home/ubuntu $ mkdir docker $ cd docker
Dockerfileを作成する
$ touch Dockerfile
下記の内容を書き込み（nanoで開くなら、$ nano Dockerfile）

FROM resin/rpi-raspbian:stretch

RUN echo "deb http://mirrordirector.raspbian.org/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi firmware" > /etc/apt/sources.list

RUN apt-get update -y
RUN apt-get install -y --no-install-recommends \
        vim git less wget \
        build-essential \
        libatlas-base-dev \
        python3-pip python3-dev python3-setuptools\
        python3-scipy python3-h5py \
        libraspberrypi-bin \
    && apt-get clean \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

RUN pip3 install --upgrade pip setuptools
RUN pip3 install rpi.gpio

ビルドする
$ sudo docker build -t rpi/rpi:0.1 .
- ビルド時、下記のWarningが出た。ベースのイメージを変えた方がよさそう（？　要調査）。
  __ ___ ___ _ _ ___ _ _ ___ \ \ / /_\ | _ \ \| |_ _| \| |/ __| \ \/\/ / _ \| / .` || || .` | (_ | \_/\_/_/ \_\_|_\_|\_|___|_|\_|\___| ====================================== resin base images have been deprecated in favour of the new balenalib images, read more about it in our docs:
  https://www.balena.io/docs/reference/base-images/base-images/ ======================================
- Python3.5に関する下記のWarningも出たのでPythonのバージョンも上げたい
  DEPRECATION: Python 3.5 reached the end of its life on September 13th, 2020. Please upgrade your Python as Python 3.5 is no longer maintained. pip 21.0 will drop support for Python 3.5 in January 2021. pip 21.0 will remove support for this functionality.
imagesを確認
$ sudo docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE rpi/rpi 0.1 4d88efe98f33 1 hours ago 596MB resin/rpi-raspbian stretch 524f39464d9c 2 years ago 139MB

Dockerコンテナの起動・イメージの

コンテナを起動（下記のコマンドでrootユーザーとしてコンテナ内部に入れる）
$ docker run --name rpi_test -ti --privileged rpi/rpi:0.1 /bin/bash
root@0258b2187f09:/#
エディターをインストール、作業ファイルに移動して.pyファイルを作成
# apt update # apt install nano # mkdir /home/ws
# cd /home/ws # nano test.py
下記の内容を書き込み（GPIO 17でLEDを光らせるコード）、保存

import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
while True:
    GPIO.output(17, True)
    time.sleep(1)
    GPIO.output(17, False)
    time.sleep(1)