起動用SDカードを設定する【Raspberry Pi】

Raspberry Pi の起動用 SD カードの設定方法が最近変更になっていますので、手順とよく使うコマンドについてまとめておきます。
以下の環境で動作確認をしています。

環境：
・　Windows パソコン（Raspberry Pi の起動用 SD カードの書き込み用）
・　Raspberry Pi （実行用）
・　インターネット環境（OS のダウンロードと Raspberry Pi のネットワーク接続のため）
★　Raspberry Pi OS の bullseye、buster について、動作確認をしています。

背景

2020年に Raspberry Pi の起動用 SD カードの設定方法が大きく変わりました。
パソコンにインストーラをダウンロードして SD カードに OS を書き込むようになっています。
私がインストールした段階では、ネット検索をしても設定に関する情報が少なかったため、手順やポイントを整理し、公開しておきます。

事前検討： SD カードの容量と OS を決める

インストールにあたり、事前に SD カードの容量や書き込む OS を決める必要があります。
・　SD カードの容量は、経験上は、16GB、32GB あたりであれば、特に問題は起きていません。以前、8GB のものを使ったところ、プログラムを追加していくと容量不足となったことがありました。機械学習、画像処理などをする場合は、容量の大きめのものをおすすめします。
・　Raspberry Pi の設定が初めての場合は、“Raspberry Pi OS” (32-bit) を選択することをおすすめします。
ネット上で情報が多く、書籍も多いからです。
・　また、Raspberry Pi Zero のように処理能力に制限がある場合は、画面（上記）で “Raspberry Pi OS (other)” → “Raspberry Pi Lite (32-bit)” を選ぶのもよいと思います。

手順： “Raspberry Pi Imager” のダウンロード＆書き込み

SDカードに Raspberry Pi OS を書き込む

①　Windows パソコンなどで以下の公式サイトにアクセスします。
・　https://www.raspberrypi.org/software/
②　使っているパソコンに対応した “Raspberry Pi Imager” をダウンロードします。
たとえば、Windows の場合は、[Download for Windows] をクリックすると、実行ファイル（例： imager_1.6.2.exe など）PCにダウンロードできます。
③　SD カードを、パソコンの USB カードリーダに刺します。
④　①でダウンロードした実行ファイルをダブルクリックして Raspberry Pi Imager を起動し、OS の種類と書き込む SD カードを選択・設定します。（上の画像を参考にしてください。）
⑤　「Write」ボタンをクリックして、書き込みを実行します。

Raspberry Pi を起動する

⑥　事前に、Raspberry Pi の基板に、キーボード、HDMI モニター等を接続しておきます。
Raspberry Pi OS を書き込んだ SD カード（⑤）を Raspberry Pi 本体の SD カードスロットに刺します。
この後、Raspberry Pi に電源を投入します。
⑦　起動がうまくいくと、画面に、言語と、Raspberry Pi のパスワード（username と password）の設定画面が出ますので、画面にしたがって入力します。また、Wi-Fi などのネットワーク環境を使っている場合は、ネットワークのパスワードの設定画面が出ますので、画面に従って設定します。

→　設定が済んだら、完了です！

うまく動いたら　～　いくつかコマンドを試してみる

Raspberry Pi OS のコードネームを確認する

上で書き込んだ Raspberry Pi OS のコードネームを確認するには、左上のアイコンから Terminal をクリックして起動し、以下を入力します。[enter] キーで実行します。

$ lsb_release -a

つぎのような表示が出れば OK です。
表示の例
Distributor ID: Raspbian
Description: Raspbian GNU/Linux 11 (bullseye)
Release: 11
Codename: bullseye
※　bullseye 等のコードネームを確認できます。

SD カードの容量を確認してみる

SD カードの容量は、以下で確認できます。

$ df -aPh

※　起動用の SDカードなどについて、対応した容量と使用率が表示されます。
なお、df （disk free）は、ディスク容量を表示させるコマンドで、aPh は、それぞれ、ダミーファイルを含めたすべてを、ブロック単位で、単位付きで、表示させるという意味です。
※　Size となっている欄が容量となっています。
たとえば、32GB の SD カードに Raspberry Pi OS を書き込んだのであれば、各フォルダの容量の合計値がほぼ32GB になっていると思います。

基板のバージョンを確認する

Raspberry Pi の基板のバージョンを確認する場合は、以下を実行してください。

$ cat /proc/cpuinfo

つぎのような表示となると思います。
表示の例
model name: ARMvXX Processor rev XX
…
Hardware : BCMXXXX
Model: Raspberry Pi XX Model XX Rev XX.XX

※　Raspberry Pi の基板に対応する出力となっていると思います。
複数の Raspberry Pi を使っている場合は、このコマンドで基板の相違を識別できると思います。

ラズパイの電源の切り方

Raspberry Pi の電源の切り方は２通りあります。

手順１　GUI 上からログアウトする
終了時は、画面左上の「ラズベリーパイ」のアイコン、「ログアウト」をクリックし、「shutdown」ボタンをクリックします。
緑色ランプの点滅が終わったら、Raspberry Pi の電源を切って（電源プラグを外して）大丈夫です。

手順２　ターミナルからログアウトする
あるいは、ターミナルからコマンドで終了する場合は、ターミナルを起動した状態で、以下を実行します。

$ sudo shutdown -h now

緑色ランプの点滅が終わったら、Raspberry Pi の電源を切って（電源プラグを外して）大丈夫です。

その他

なお、インストールなどの初期設定を終えたのち、ログデータなどを頻繁に書き込むような使い方をする場合は、ログは、USB タイプの SD カードリーダに書き込むようにして、OS とデータを分けて使用することをおすすめします。
市販されている SD カードは、書き込み回数の上限が 1,000回程度のオーダーとなっているものがあり、Raspberry Pi を常時使う場合、破損する可能性が出てくるからです。
私の経験では、ほぼ24時間稼働で常時ログを書き込んでいたところ、１年程度でSD カードが使えなくなったことが何度かあります。
・　Raspberry Pi OS 用の SD カードは、頻繁な書き込みをできるだけ避け、できるだけ読み込みのみとする
・　ログや独自で開発したスクリプトなどは、別の SD カードに書き込む
・　デジタルタイマーなどで必要な時間帯のみ起動する
などの対策を行ったところ、数年程度（４年ほど？）は動作しています。

まとめ

Raspberry Pi の起動用 SD カードの設定方法（Raspberry Pi Imager, imager_X.X.X.exe）についてまとめました。
手順が大きく変更となりましたが、ダウンロードが１回で済み、かなり楽になりました。

なお、私の場合、Raspberry Pi を複数持っていますが、ハードウェア環境によっては、以前動いていた HDMI モニタが映らなくなって、設定を行ったことがありました。同じような現象が出た場合は、以下の関連リンクを参考にしてみてください。
また、インストールがうまくいって、初期設定や確認を行う際の典型的な手順やコマンドについてもまとめています。もしも興味があるようでしたら、参照してみてください。

外部リンク
・　Raspberry Pi 4 Model B 8GB　（価格が高騰しており、気軽に買える値段ではなくなりました。。）
・　Raspberry Pi 4 Model B 4GB