第1回 Arduinoについて学ぼう

    Arduinoとは?


    Arduino本体

    簡単に電子工作ができるマイコンボードです。 AVRマイコンとも呼ばれています。 Arduinoのマイコンボード上に、LEDやモーターを接続して、部品の制御ができたり、スイッチやセンサーなどの値を読みとることができたりします。 開発環境については、Arduino IDE(統合開発環境)を無償で使用することができるので、PC上にインストールすれば、すぐに使用可能です。 統合開発環境でプログラムを作成し、作成したプログラムをマイコンボードに書き込むことで、マイコンボードと電子部品を動かすことができます。 プログラムはC言語のような形式で記述できるようになっていて、プログラミングを経験したことのある人であれば、基本的な所は簡単に作成することができます。

    Arduinoの各部の説明


    Arduino各部

    デジタルピン DIGTALと書いてある、0番から13番までのピンのこと。 LEDやセンサーなど部品を接続する部分。 3, 5, 6, 9, 10, 11番ピンは、PWM出力(アナログ出力)。 ② アナログピン ANALOG INと書いてある、0番から5番までのピンのこと。 LEDの明るさを調整する時などに利用できる。 0Vから5Vまでの電圧を0から1023の値として返す。 ③ GNDピン グランドピンと呼ばれ、上側に1つ、下側に2つ、合計で3つあります。 電圧は0V。マイナス側です。 ④ 5Vピン 5Vの電圧がとれます。プラス側です。 ⑤ 3.3Vピン 3.3Vの電圧がとれます。プラス側です。 出力できる電流が小さいので、多くの部品は使えません。 ⑥ Vinピン ⑩番の電源ジャックから入力された電圧がそのまま出力されます。 例えば、ACアダプタ(12V)を使用している場合、12Vが出力されます。 ⑦ プロセッサー プログラムの実行や各種インターフェースの制御を行います。 メインメモリやプログラムなどを保存しておく、フラッシュメモリーも含まれます。 Arduino Unoでは、「ATmega328」が使われています。 ⑧ リセットボタン Arduinoを再起動させるボタンです。プログラムを最初から再度実行させる時に使います。 ⑨ USBコネクタ USBケーブルでパソコンとつないで、Arduinoへプログラムを書き込む場合や、通信する場合に使用します。 ⑩ 電源ジャック Arduinoは、USBケーブルでパソコンとつながっていれば動きますが、プログラムを書き込んだ後などで、パソコンとつながないで動作させる時に使用します。 ⑪ LED デジタル13番ピンとつながっていて、プログラムに命令を書くことで、点灯や消灯させることができます。 ⑫ TX、RX パソコンなどと、シリアル通信を行っている時に点滅します。 また、プログラムをマイコンボードに書き込んでいる場合にも点滅します。 ⑬ ON 電源が入っていると点灯する電源確認用のLEDです。

    Arduinoで使用できる部品・センサー(例)


    LED

    LED

    DCモーター

    DCモーター

    3軸加速度センサー

    3軸加速度センサー

    液晶ディスプレイ(LCD)

    液晶ディスプレイ(LCD)

    サーボモーター

    サーボモーター

    7セグメントLED

    7セグメントLED

    距離センサー

    距離センサー

    感知センサー

    感知センサー

    ブレッドボードの使い方について


    Arduinoで電子工作する際には、ブレッドボードと呼ばれるボードを使用します。 ブレッドボードでは、電流の流れる方向が決まっています。 プラス(+)、マイナス(-)の部分は、横に電流が流れる。 アルファベットの部分は、縦に電流が流れる。 ブレッドボードへの接続は、ジャンパーワイヤーという配線を使用したり、抵抗と呼ばれる(電流の流れを抑える)ものを使用します。 2、3枚目写真の例では、LEDを点灯・点滅させる場合の配線接続をしています。 他にも、色々な部品やセンサーなどを接続することができ、自分の好きなように使用して楽しむことができます。

    Arduinoで使用する統合開発環境


    Arduino統合開発環境

    Arduinoでプログラムを開発するには、統合開発環境(Arduino IDE)を使用します。 Arduinoの公式サイトから、ダウンロードが可能です。(第2回でArduinoのインストール方法について学びます) 使用できるライブラリについても、Arduino公式サイトにあるリファレンスに記載されています。 コンパイルアイコン コンパイルコードをコンパイルします。 アップロードアイコン アップロードボードにプログラムを書き込む。 新規アイコン 新規作成新規ファイルの作成。 開くアイコン 開くファイルを開く。 保存アイコン 保存ファイルを保存。 シリアルモニタアイコン シリアルモニタシリアルモニタを開く。 ・1行目~3行目のvoid setup{ } の中に、設定を記述する ・5行目~10行目のvoid loop{ } の中に、動作処理を記述する ・画面の下側にある黒いエリアについては、コンパイル、実行時に、処理やエラー内容が表示されます

    Arduinoの入手


    Arduinoケース

    Arduinoを取り扱う代理店は多数ありますので、好きなところから入手して下さい。 ・ Amazon 手軽に入手できます。prime会員の方は、送料無料で、1~2日ほどで入手可能です。 ・ Switchサイエンス Switchサイエンスは、色々なマイコンボードや、電子部品を取り扱ってます。3,000円又は10,000円以上で送料無料なので、本体と部品をまとめて買うとお得ですね。 ・ 秋月電子 秋月電子は、電子部品の種類が豊富です。送料は基本500円ぐらいかかり、10,000円以上の購入で無料になるようです。一度にまとめて購入されるのがおすすめです。

    Arduinoで電子工作に挑戦しよう


    Arduinoは、初心者の方でも気軽に工作ができます。 特に、「電子工作に興味はあるけど何からやっていいか分からない」、「電子工作を今から始めたい」という方には、一番Arduinoが分かりやすくおすすめです。 まずは、Lチカ(LEDを点滅させる)と呼ばれる、簡単なことから始め、モーター制御や各種センサーを使ってみたりして、電子工作がどういうものなのかを掴んでみて下さい。 この動画は、Arduinoを使ってUFOキャッチャーを作っています。 コインを投入すると、ゲームが開始され、ボタンを操作してお菓子をゲットするというゲームです。 自分のアイデアしだいで、好きなものを作成することができるので、色々なモノづくりに挑戦してみて下さい。

    >> 第2回 Arduino IDEのダウンロードとインストール