0から始めるPython

「リモートサーバー（JetsonやRaspberry Pi、クラウドなど）での開発、毎回パスワードを入力するのが面倒…」 「ローカルPCの使い慣れたVS Codeで、サーバー上のファイルを直接編集できたら最高なのに…」 こんにちは！ Pythonプログラミング探検隊、隊長のPythonistaです！ これまで私たちは、Pythonで様々な便利なツールやスクリプトを作成してきました。しかし、その開発作業、もっと快適にできるとしたらどうでしょう？ 今回は「番外編」として、多くのプロ開発者が愛用する、 Visual Studio Code (VS Code) の「Remote - SSH」拡張機能 を使った、最高の遠隔開発環境の構築方法を徹底解説します！ 実は私も最近、この設定でいくつかの「落とし穴」にハマってしまいました。この記事では、その私の生々しい経験を元に、 初心者がつまずきやすいポイントを丁寧に解説しながら、パスワード入力の手間から解放される「公開鍵認証」での確実な設定手順 をご紹介します。この記事を読み終える頃には、あなたのリモート開発は、もっと速く、もっと快適になっているはずです！ 1. なぜパスワード認証より「公開鍵認証」が良いのか？ 🔑 SSH接続には主に「パスワード認証」と「公開鍵認証」の2つの方法があります。なぜ私たちは、少し手間をかけてでも「公開鍵認証」を目指すべきなのでしょうか？ホテルに例えてみましょう。 パスワード認証: 合言葉（パスワード）を知っていれば誰でも入れてしまうホテルの部屋のようなものです。合言葉が単純だったり、漏洩したりすると、誰でも入れてしまうリスクがあります。 公開鍵認証: あなただけが持つ特別な「鍵（秘密鍵）」と、ドア側に設置する専用の「錠前（公開鍵）」のペアを使うようなものです。合言葉のように推測される心配がなく、物理的な鍵を持っているあなたしか入れないため、非常に安全です。そして何より、一度設定すれば、 毎回パスワードを入力する手間が一切なくなります！ この「安全性」と「利便性」こそが、私たちが公開鍵認証を目指す理由です。 2. 実践！公開鍵認証を設定する3つのステップ それでは、あなたのPCからサーバーへ、パスワードなしで接続できるように設定していきましょう。こ...

こんにちは！ Pythonプログラミング探検隊、隊長のPythonistaです！ 先日公開した 「PythonでDiscordへ自動通知するスクリプト」の記事 は、お楽しみいただけましたでしょうか？ Webhookを使えば、驚くほど簡単にプログラムからメッセージを送れることが分かりましたね。 さて、記事を公開した後、私自身でテストを重ねたり、Discordの仕様を調べていく中で、ある一つの「改善点」に気づきました。それは、Webhook URLのドメイン名が、 discord.com だけでなく、 canary.discord.com や、古い形式の discordapp.com である場合があるということです。 前回のスクリプトのURLチェック方法では、これらの亜種に対応できず、エラーになってしまう可能性がありました。そこで今回は、この問題を解決し、 より柔軟で、より頑丈なURLチェック機能を実装する ための、スクリプトのアップグレード方法を解説します！ この改善を通して、Pythonの標準ライブラリ urllib.parse を使った、本格的なURL解析のテクニックを学んでいきましょう。 1. 課題：単純な文字列チェックの限界 前回のスクリプトでは、Webhook URLが正しい形式かを確認するために、以下のような簡単なチェックを行っていました。 # 以前のチェック方法 if "discord.com/api/webhooks/" not in webhook_url: print( "エラー: Webhook URLの形式が正しくないようです。" ) return この方法はシンプルで分かりやすいですが、もしURLが https://discordapp.com/api/webhooks/... のような形式だった場合、 "discord.com" という文字列が含まれていないため、不正なURLとして弾かれてしまいます。これでは、有効なURLなのにプログラムが使えない、という事態になりかねません。 2. 解決策： urllib.parse でURLを「部品」に分解する この問題をエレガントに解決してくれるのが、Pythonの標準ライブラリである u...

「長時間かかる処理の終了を、外出先からでも知りたい…」 「株価分析スクリプトで買いシグナルが出たら、すぐにDiscordに通知が欲しい！」 「PythonからDiscordにメッセージを送るのって、Botを作らないとダメ？難しそう…」 こんにちは！ Pythonプログラミング探検隊、隊長のPythonistaです！ これまで私たちは、データ分析やファイル操作など、PC内で完結する様々なツールを作ってきましたね。今回は、その一歩先へ進み、あなたのPythonプログラムを外部のコミュニケーションツールと連携させる、非常に実用的でエキサイティングなプロジェクトに挑戦します。 テーマは、 「PythonからDiscordへ自動でメッセージを送信する」 です！ 複雑なBotの設定は一切不要。「Webhook（ウェブフック）」という仕組みを使うことで、驚くほど簡単に実現できます。この記事を読めば、あなたの作ったプログラムが、まるで生きているかのようにDiscordの特定のチャンネルに状況を報告してくれるようになります。さあ、あなたのプログラムに「話す力」を与えてあげましょう！ 1. 魔法のURL「Webhook」とは？ 今回のプロジェクトの鍵となるのが、 Webhook（ウェブフック） です。難しく考える必要はありません。これは、 「特定のDiscordチャンネル専用の、メッセージ投稿用URL」 だと考えてください。このURLさえ知っていれば、誰でも（どのプログラムでも）そのチャンネルにメッセージを投稿できます。Botのようにサーバーに常駐させたり、複雑な権限設定をしたりする必要がないため、単純な通知目的であれば非常に手軽で強力な方法です。 2. ステップ1：DiscordでWebhook URLを取得しよう まずは、メッセージを投稿したいDiscordチャンネルで、この魔法のURLを取得します。この作業は数分で完了します。 2.1. サーバーとチャンネルを選択 通知を送りたいDiscordサーバーとチャンネルを開いてください。（テスト用に、自分だけのサーバーやチャンネルを作っておくと安心です。） 2.2. 連携サービスの設定画面を開く チャンネル名の横にある歯車アイコン⚙️（チャンネルの編集）をクリックし、「連携サービス」タブを選択し...

【Pythonデータ分析実践】気象APIで過去の天気データを取得・分析・可視化する全手順 🌤️ 【PyQt5 GUI実践】気象データ可視化アプリを作ろう！(1) ウィンドウとレイアウト設計 🎨 【PyQt5 GUI実践】気象データ可視化アプリを作ろう！(2) 地図表示とPython-JavaScript連携の魔法 🗺️ 【PyQt5 GUI実践】気象データ可視化アプリを作ろう！(3) データ取得とグラフ描画ロジックの統合 🔗 上記これまでのシリーズ 以下、完成コード全文

「PyQt5アプリの中に、Webページみたいなリッチなコンテンツを表示したい！」 「アプリ内の地図をクリックしたら、その場所の緯度経度をPythonで取得するにはどうすればいい？」 「デスクトップアプリとWeb技術（JavaScript）を連携させるって、なんだかカッコいい！」 こんにちは！ PyQt5探検隊、隊長のPythonistaです！ 前回の第1回 では、PyQt5を使ってアプリケーションのウィンドウを作成し、レイアウトマネージャでウィジェットの「骨格」を組み上げましたね。これで、本格的なデスクトップアプリ開発の土台ができました。 シリーズ第2回となる今回は、このアプリの最も面白くて核心的な部分に挑戦します！ それは、 アプリ内にインタラクティブな地図を表示し、ユーザーがクリックした地点の座標（緯度・経度）をPython側で受け取る という機能です。これを実現するために、 PyQt5アプリ内でWebコンテンツを表示する QWebEngineView そのWebコンテンツ（JavaScript）とPythonのコードを繋ぐ魔法の架け橋 QWebChannel といった、少し高度ですが非常に強力なテクニックを学んでいきます。この回をマスターすれば、あなたのGUIアプリケーションの表現力とインタラクティビティは飛躍的に向上しますよ！ 1. 準備：前回からのコードと必要なライブラリ 今回は、第1回で作成したGUIの骨格コードをベースに機能を追加していきます。また、地図をクリックして取得した座標から地名を取得するために、 geopy というライブラリも使いますので、インストールしておきましょう。 pip install PyQt5 PyQtWebEngine geopy そして、以下のライブラリをインポートしておきます。 import sys from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QWidget, QVBoxLayout, QHBoxLayout, QLabel, QPushButton, QDateEdit, QStatusBar from PyQt5.QtWebEngineWidgets import QWebEngineView ...

「この便利なアプリ、Pythonが入っていない友達にも使ってもらいたいな…」 「どうすれば自分のPythonスクリプトを、ダブルクリックで起動できる一つのファイルにまとめられるの？」 「PyInstallerって聞いたことあるけど、使い方が難しそう…」 こんにちは！ PyQt5探検隊、隊長のPythonistaです！ 前回の第3回 では、ついに「気象データ可視化アプリ」の全機能を統合し、本格的なGUIアプリケーションを完成させましたね。素晴らしい達成感だったと思います！ さて、あなたの手元には、立派なアプリケーションがあります。しかし、今のままでは、そのアプリを動かすにはPythonと、PyQt5やPandasといった多くのライブラリがインストールされた環境が必要です。これでは、他の人に手軽に使ってもらうのは難しいですよね。 今回のオプション編では、その最後の壁を打ち破ります！ PyInstaller という強力なツールを使い、あなたのPythonアプリケーションを、必要なライブラリや依存関係もすべて含んだ**単一の実行可能ファイル（Windowsなら .exe ファイル）**に変換（パッケージング）する方法を徹底解説します。これさえできれば、あなたの作ったアプリを、誰にでも簡単に共有できるようになりますよ！ 1. PyInstallerとは？ なぜパッケージングが必要か PyInstaller は、Pythonスクリプトを解析し、そのスクリプトが依存する全てのライブラリやモジュールを収集して、単一のフォルダまたは単一の実行可能ファイルにバンドルしてくれるツールです。これにより、受け取った側はPython環境を構築することなく、ダブルクリックするだけでアプリケーションを起動できるようになります。 パッケージングのメリット: 簡単な配布: 友人や同僚に、ZIPファイルなどで渡すだけで簡単にアプリケーションを共有できます。 環境依存からの解放: 相手のPCにPythonや特定のバージョンのライブラリがインストールされているかを気にする必要がなくなります。 プロフェッショナルな成果物: スクリプトではなく「アプリケーション」という形で成果物を提供できるため、より完成度が高く見えます。 2. PyInsta...

「GUIのボタンを押したら、Pythonのデータ処理関数を動かしたい！」 「Webから取得したデータを、どうやってアプリの画面に反映させるの？」 「これまで作ってきた部品を全部つなぎ合わせて、ついにアプリを完成させたい！」 こんにちは！ PyQt5探検隊、隊長のPythonistaです！ 第1回 ではウィンドウとレイアウトの骨格を、 第2回 ではインタラクティブな地図をアプリに埋め込み、PythonとJavaScriptを連携させる核心部分を実装しましたね。アプリの「見た目」と「入力」の部分が完成しました。 シリーズ第3回となる今回は、いよいよ最終組み立て工程です！これまでに作成したGUIの部品と、以前のプロジェクトで作成した**データ取得・分析・可視化のロジック（頭脳）**を完全に統合し、気象データ可視化アプリケーションを完成させます。ユーザーの操作（ボタンクリック）をきっかけに、一連のデータ処理が走り、結果がグラフとして表示される…そんな、本格的なアプリケーションの挙動を、あなたの手で実現させましょう！ 1. 準備：これまでのコードと最終的な目標 今回は、以下の2つの要素を統合します。 GUIの骨格（第1回・第2回で作成）: PyQt5で作成したウィンドウ、コントロールパネル、地図表示エリア。 データ処理ロジック: 以前のプロジェクトで作成した、Open-Meteo APIから気象データを取得し、Pandasで集計し、Matplotlibでグラフを描画する関数群。 最終的な目標は、「データ取得 & グラフ表示」ボタンをクリックすると、コントロールパネルで指定された地点と期間の気象データが取得・処理され、Matplotlibのグラフウィンドウがポップアップ表示される、という一連の流れを完成させることです。 2. ステップ1：データ処理関数をGUIクラスに統合する まずは、以前作成したデータ取得・可視化の関数群を、私たちの WeatherApp クラスのメソッドとして取り込めるように、少しだけ修正を加えます。これにより、GUIの各要素（緯度経度や日付など）から値を受け取って、動的に処理できるようになります。 2.1. GUI用に修正したデータ処理関数 （この部分は、以前のスクリプトから関数をコピ...

「コマンドラインのスクリプトも良いけど、やっぱりウィンドウやボタンのある『アプリ』が作りたい！」 「Pythonで本格的なデスクトップアプリケーション開発って、どうやって始めるの？」 「地図をクリックして場所を選ぶみたいな、リッチなUIを作ってみたい！」 こんにちは！ Pythonプログラミング探検隊、隊長のPythonistaです！ これまで私たちは、データ分析や自動化など、主に コンソール（黒い画面）上で動作する強力なスクリプト を作成してきました。今回から始まる新シリーズでは、ついにその集大成として、誰もが使える**本格的なデスクトップGUIアプリケーション**の開発に挑戦します！ 今回のプロジェクトで作成するのは、 「地図上で場所を選び、カレンダーで期間を指定して、過去の気象データをグラフで可視化する」 という、非常に実用的なアプリケーションです。これを実現するために、PythonのGUIフレームワークの中でも特に高機能でプロフェッショナルな現場でも使われる PyQt5 を利用します。 シリーズ第1回となる今回は、まずアプリケーションの「骨格」となる**ウィンドウを作成し、必要な部品（ウィジェット）を配置して、レイアウトを整える**ところまでをマスターします。さあ、あなたのPythonスキルを、本格的なアプリ開発へと昇華させましょう！ 1. プロジェクトの準備：PyQt5と必要なライブラリ 今回の主役は PyQt5 です。これは、Qtという非常に有名で強力なクロスプラットフォームGUIフレームワークを、Pythonから利用できるようにしたものです。Tkinterよりも複雑ですが、その分はるかに高機能で美しいアプリケーションを作成できます。 1.1. ライブラリのインストール まずはpipで必要なライブラリをインストールしましょう。今回はWebコンテンツを表示するための PyQtWebEngine も一緒にインストールします。 pip install PyQt5 PyQtWebEngine （今後の回で必要になる、 pandas , matplotlib , geopy などもインストールしておきましょう。） 1.2. アプリの設計図 今回作成するアプリの完成形をイメージしましょう。 ウィンドウ全体を左右に分割し、 ...

「去年の夏の、地元の平均気温の推移ってどうだったんだろう？」 「PythonでWeb APIからデータを取ってきて、グラフにするまでの一連の流れを知りたい！」 「データ分析のプロジェクトって、実際にどんなコードを書くの？」 こんにちは！ Pythonプログラミング探検隊、隊長のPythonistaです！ これまで私たちは、 Pandas でデータを自在に操り、 Matplotlib でその結果を可視化する強力なスキルを身につけてきました。今回は、それらの知識を総動員し、さらに外部のデータをリアルタイムで取得する、非常に実践的なプロジェクトに挑戦します！ 今回のテーマは、 「指定した場所と期間の過去の気象データを、無料のWeb APIから取得し、月ごとの平均値を計算してグラフで可視化する」 という、データ分析の一連のパイプラインをゼロから構築することです。このプロジェクトを通して、あなたはPythonを使ったデータサイエンスのワークフローを、最初から最後まで体験することができます。さあ、Web上の膨大なデータから、意味のある洞察を導き出しましょう！ 1. プロジェクトの概要と準備 1.1. 今回作るツールの機能 このスクリプトは、以下の機能を持つ一連のデータパイプラインです。 指定した地点（緯度・経度）と期間の、過去の気象データ（平均気温、平均湿度、平均風速）をWeb APIから取得します。 取得したデータを整形し、PandasのDataFrameとしてCSVファイルに保存します。 保存したCSVファイルを読み込み、月ごとの平均値を計算します。 計算結果をMatplotlibを使い、3つのグラフにまとめて可視化します。 1.2. データソース：Open-Meteo API 今回は、無料で利用でき、APIキーの登録も不要な、非常に使いやすい気象データAPIである 「Open-Meteo」 の Historical Weather API を利用します。 1.3. 必要なライブラリの準備 このプロジェクトでは、いくつかの外部ライブラリを使用します。ターミナルやコマンドプロンプトで、pipを使ってインストールしてください。 pip install numpy pandas matplotlib o...

「GPSモジュールから送られてくるナゾの文字列って、どうやって読み解くの？」 「Pythonで取得した緯度経度を、Googleマップで表示させたい！」 「これまでのシリアル通信の知識を総動員して、何かカッコいいものを作ってみたい！」 こんにちは！ Pythonシリアル通信探検隊、隊長のPythonistaです！ 前回の第3回 では、PCとマイコンを対話させる「双方向通信」に挑戦し、外部デバイスをリアルタイムで制御する力を手に入れましたね。 いよいよシリーズ最終回となる今回は、これまでの全ての知識を結集させ、非常に実用的でエキサイティングな応用プロジェクトに挑戦します！ テーマは、 「GPSモジュールから送られてくる生のシリアルデータを解析し、意味のある位置情報（緯度・経度）を抽出し、最終的にWebブラウザの地図上に表示する」 です。このプロジェクトを通して、あなたはセンサーデータを扱う実践的なスキルと、データ処理から可視化までの一連の流れを体験することができます。さあ、宇宙からの信号をPythonで捉え、地図を描く冒険に出発しましょう！ 1. 準備：今回の相棒「GPSモジュール」 今回の主役は、人工衛星からの電波を受信して、自身の位置情報を計算してくれる GPSモジュール です。多くのGPSモジュールは、計算した位置情報を**シリアル通信**を使って外部に出力します。 様々な種類がありますが、初心者の方が手軽に試すなら、PCやJetson/Raspberry PiのUSBポートに直接接続できる**USB接続タイプ**のGPSモジュールがおすすめです。接続するだけで、自動的にシリアルポートとして認識されます。 お使いの環境で、どのシリアルポート（例: /dev/ttyACM0 , /dev/ttyUSB0 , COM3 など）として認識されるか、事前に確認しておきましょう。 2. GPSの「言語」を解読する：NMEAフォーマットとは？ GPSモジュールから送られてくるデータは、一見すると意味不明な文字列の羅列に見えます。例えば、以下のようなものです。 $GPRMC,092751.000,A,3540.8542,N,13945.5349,E,0.27,183.83,110725,,,A*75 $GPGGA,092751.000,3540...

「Pythonから送った命令が、ちゃんとマイコンに届いたか確認したい！」 「マイコン側で何かが起きたら、その情報をPCに送ってほしい…」 「データを送りながら、同時に受信もするってどうやればいいの？」 こんにちは！ Pythonシリアル通信探検隊、隊長のPythonistaです！ 第1回 ではデータを「送信」する方法を、 第2回 ではデータを「受信」する方法を学びましたね。これで、通信の基本的な片道通行はマスターしました。 シリーズ第3回となる今回は、いよいよその両方を組み合わせた 「双方向通信」 に挑戦します！ これにより、あなたのPythonスクリプトは、単なる監視役や司令塔ではなく、外部デバイスと「対話」する真のパートナーへと進化します。この記事では、Pythonスクリプトからマイコン（Arduinoなど）に命令を送り、マイコンからの返事を受け取る 「LED遠隔操作プロジェクト」 を通して、双方向通信の勘所を学んでいきましょう！ 1. 双方向通信の難しさ：「ブロッキング」という壁 「送信と受信ができるなら、コードを順番に書けばいいだけでは？」と思うかもしれません。しかし、そこには一つ大きな「壁」があります。それは、前回学んだ ser.read() や ser.readline() といった読み込み関数が、デフォルトでは**ブロッキングモード**で動作するという点です。 ブロッキング とは、「データが来るまで、プログラムの実行を止めて待ち続ける」という動作でしたね。もし、送信と受信のコードを単純に並べると、 Pythonがデータを送信する。 Pythonがマイコンからの返事を待つため、 ser.read() で停止する。 マイコン側が、Pythonからの次の命令を待って停止する。 …というように、お互いが相手の応答を待ち続けてしまい、プログラム全体が停止してしまう「デッドロック」という状態に陥る可能性があります。 2. 解決策：タイムアウト設定で「待ちすぎ」を防ぐ！ このブロッキング問題を解決する最も手軽で一般的な方法が、シリアルポートを開く際に timeout 引数を設定することです。 # ポートを開く際に、タイムアウトを1秒に設定 ser = serial.Serial(SERIAL_POR...

「Pythonでデータを送れるようになったけど、逆はどうやるの？」 「Arduinoやセンサーから送られてくるデータを、Pythonで受け取って処理したい！」 「受信したデータが文字化けしたり、プログラムが固まったりするのはなぜ？」 こんにちは！ Pythonシリアル通信探検隊、隊長のPythonistaです！ 前回の第1回 では、 pyserial ライブラリを使って、Pythonスクリプトから外部へ「こんにちは！」と挨拶を送る方法（データ送信）を学びましたね。これで、あなたのプログラムは外の世界へ情報を発信する能力を手に入れました。 しかし、コミュニケーションは一方通行では成り立ちません。シリーズ第2回となる今回は、その逆、つまり 外部のデバイスから送られてくるデータをPythonで受信する方法 を徹底解説します！ 今回のゴールは、第1回で作成した「時刻送信スクリプト」から送られてくるデータを受け取り、コンソールに表示することです。 この回をマスターすれば、あなたはハードウェアからの「声」を聞き、Pythonプログラムで意味のある情報として扱うことができるようになります。さあ、データの受信に挑戦しましょう！ 1. 準備：ライブラリとハードウェア 今回も、 pyserial ライブラリを使用します。まだインストールしていない場合は、ターミナルでインストールしてください。 pip install pyserial また、データを受信するためには、当然ながら**データを送信する側の機器**が必要です。これには、以下のようないくつかの方法が考えられます。 第1回の時刻送信スクリプトを、別のPCや、別のターミナルで実行する。 Arduinoなどのマイコンに、簡単なデータ送信プログラムを書き込んでおく。 GPSモジュールのような、常にデータを送信し続けるセンサーを接続する。 （後述）1台のPCだけで完結する**「ループバックテスト」**を行う。 この記事では、第1回のスクリプトがどこかで動いていることを想定して進めます。 2. 受信プログラミングの重要ポイント データを正しく受信するには、送信の時にも増していくつかの重要なポイントを理解しておく必要があります。 2.1. データは「バイト列(by...

「Jetson NanoやRaspberry Piから、Arduinoや他のマイコンにデータを送りたい！」 「センサーの値をPCにリアルタイムで表示するにはどうすればいい？」 「Pythonでシリアル通信って、なんだか難しそう…」 こんにちは！ Pythonプログラミング探検隊、隊長のPythonistaです！ これまで私たちは、ソフトウェアの世界で完結する多くのプロジェクトに挑戦してきました。今回は、プログラムの世界と現実世界のハードウェアを繋ぐ、非常に重要で面白い技術、 「シリアル通信」 に挑戦します！ シリアル通信は、コンピュータや電子機器同士が1本の線でデータをやり取りするための、古くからある信頼性の高い通信方式です。この記事では、Pythonの標準的なシリアル通信ライブラリである pyserial を使い、Jetson NanoやRaspberry Piといったデバイスから、**定期的にデータを送信する**簡単なスクリプトの作り方を、ステップバイステップで徹底解説します。この記事を読めば、あなたのPythonプログラムが、外部のハードウェアと「対話」するための第一歩を踏み出せます！ 1. シリアル通信とは？ なぜ使うの？ シリアル通信 とは、データを1ビットずつ順番に、1本の信号線で送受信する通信方式のことです。まるで、一列に並んだ人々が一人ずつ改札を通っていくようなイメージですね。構造がシンプルなため、多くの電子機器やマイコン（マイクロコントローラ）間の近距離通信で標準的に使われています。 どんな時に使うの？ PCからArduinoやM5Stackなどのマイコンを制御したり、データを送ったりする。 GPSモジュールや各種センサーから送られてくるデータをPCやRaspberry Piで受信する。 組み込み機器のデバッグ情報を、PCのターミナル画面に表示する（シリアルコンソール）。 シリアル通信を行うには、通信する両者で「通信速度（ボーレート）」などのお約束事を合わせておく必要があります。 2. 準備：ライブラリのインストールとポートの確認 2.1. `pyserial`ライブラリのインストール Pythonでシリアル通信を行うための定番ライブラリが pyserial です。まずはpipでイン...