古いスマートフォンを費用対効果の高いハードウェアコントローラーとして再利用する

プロジェクトの開発者が最近、中古のスマートフォンを使用することで、高解像度カメラ、GPS、ストレージ、タッチスクリーンを含む完全なハードウェアスイートを約45ドルから75ドルで提供できることを実証しました。これに対し、必要なアドオンを備えた同等のRaspberry Pi 4セットアップは347ドルを超える場合があります。このコストの差は、デジタルアートのインスタレーションやIoTプロジェクト向けの専用コントローラーとして、モバイルデバイスを再利用する傾向が高まっていることを浮き彫りにしています。

この画像は、デジタルインスタレーション用の専用ハードウェアコントローラーとしてルート化されたスマートフォンを使用する実用的なアプリケーションを示しています。

統合ハードウェアのコスト

Raspberry Pi 4を使用してハードウェアプロジェクトを構築する場合、基本的な機能を実現するために複数の「HAT（Hardware Attached on Top）」を購入する必要があることがよくあります。高解像度カメラ、GPS、ストレージ、リアルタイムクロック（RTC）、バッテリーバックアップ（UPS）、およびタッチディスプレイを必要とするプロジェクトでは、これらのコンポーネントの累積コストは2,317円（347ドル）を超える可能性があります。

HN Digestによる図表（so.long.thanks.fishの報告数値に基づく）。数値はソースの記載通り。

対照的に、Redmi 13C 5GやHuawei Mate 30 5Gのような中古スマートフォンは、300円から500円（45ドルから75ドル）で見つけることができます。これらのデバイスには、40MPから50MPのカメラ、統合GPS、内蔵バッテリーなど、必要なコンポーネントがすでに搭載されており、単一ユニットのプロトタイプにとっては非常に効率的な代替手段となります。

「代わりに、設定済みのスマートフォンをクライアントに提供することを想像してください。ディスプレイに接続するだけで動作します。」

— Why get an expensive Pi when I have an old phone?

技術的な実装とリモートアクセス

スマートフォンを専用コントローラーとして使用するために、開発者はブートローダーをアンロックし、デバイスをルート化してカスタムカーネルを実行したり、スケジュールされたタスクを管理したりすることができます。これにより、特定の作業サイクルに合わせてデバイスをスリープまたはウェイクさせるなど、より深いシステムアクセスが可能になります。

リモート管理は、Tailscaleを使用してプライベートネットワークを構築することで実現できます。ADB（Android Debug Bridge）ポートをハードコードし、ファイアウォールルールを使用してVPNインターフェースへのアクセスのみに制限することで、開発者はポートをパブリックインターネットに公開することなく、リモートサーバーやVPSから安全にスマートフォンを制御できます。

この図は、リモートサーバーからスマートフォンを制御するためのTailscaleとADBを使用したリモート管理アーキテクチャを説明しています。

拡張性と開発におけるトレードオフ

スマートフォンを使用する際の主な制限は、数百のユニットに拡張することの難しさです。予測可能な挙動を持つ汎用ハードウェアであるRaspberry Piとは異なり、中古のスマートフォンはバッテリーの劣化やカメラの性能に大きなばらつきがあるため、一貫性を確保するには専用のリファービッシュ（整備）プロセスが必要になります。

さらに、Raspberry Piでの開発体験は、メンテナンスされたカーネルとユーザーフレンドリーな環境を備えているため、よりスムーズなことが多いです。Androidデバイスは、カスタムハードウェア統合のためにOSと「格闘」するのにより多くの労力を必要とする場合がありますが、リモートアクセス可能なアートのインスタレーションにおいて、内蔵の5G接続などの独自の利点を提供します。