Arduino

【Arduino】誰でも簡単に電子機器が作れる⁉安価で魅力的なマイコンボードを紹介‼

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<この記事について>

  • 「Arduino」というマイコンボードについて紹介します。
  • 子供から大人まで楽しく電子回路やプログラミングを学ぶことができる代物です。
  • 結論から言うと、「Arduino Uno」は比較的安価で購入することができます。そして、プログラミングや電子回路について学びたい人はもちろん、組込みシステムについて学びたい人にもおすすめです!

こんにちは!こんばんは!

ちゃとらです(・ω・)/

最近、IoT電子回路・プログラミングを学ぶことのできる電子機器としてArduinoがかなり注目されています。

僕自身Arduinoを使ってみたところ、かなり面白いと感じた代物なので、みなさんにご紹介したいと思います!

ちゃとら

僕が始めてArduinoを知ったのは大学生の頃でした。

卒業研究でArduinoを使い、ロケットを飛ばしどのくらい飛んだのかが分かる装置を作りましたね!

「Arduino」って何ぞ?

Arduinoとブレッドボード

概要

とあるモブ

Arduinoって何?というかなんて読むの⁉

ちゃとら

「アルディーノ」です!

「アルデュイーノ」や「アルドゥイーノ」とも言ったりします!

Arduinoについて説明していきます!

Arduinoとは、手の平サイズの小さな電子基板にコンピュータとして最低限必要な要素を実装した、いわゆるワンボードマイコンの一つ。設計情報が公開されており、誰でも互換製品を制作・販売することができる。

「Arduino」『IT用語辞典 e-word』から引用
(https://e-words.jp/w/Arduino.html)
とあるモブ

えっ?

怒るモブ

は?

と思われる方が多いんじゃないかと思います。

そんなみなさまのためにぃ~ 僕的に簡単に説明するとですね…

Arduinoとは、マイコンボードの一種です。

(マイコンボード:電子回路基板にマイクロコントローラを搭載したもののこと)

Arduinoを用いた電子回路を組み、Arduino専用のプログラミングを行うことで電子回路を自分の思うがままに動作させることができます。

Arduinoは「安価かつだれでも簡単に操作できる制御装置」をテーマとして作られたものなので、電子回路・プログラミングに疎い人でも比較的簡単に操作できます。

詳しく説明すると長ったらしくなってしまうので、だいだい分かってくれればOKです。

どうやって使うの?

とあるモブ

ま、まぁ、Arduinoが何となくどんなものかは分かったけど、どうやって使うの?

ちゃとら

回路を動作させるための細かな手順はありますが、

Arduino専用のプログラミング環境ソフト(IDE)をダウンロードする必要があります。

これがないとArduinoは動かせません!

実際にArduinoで回路を動かすことはこの後紹介します。

ここでは、Arduinoに必要なソフトについて説明します。

まずは、公式サイトでご自身のパソコンのOSに合ったインストーラーをダウンロードします。

※公式サイトはコチラ(Arduino – Home)

Arduino-Home画面

Arduino IDE選択画面

ダウンロード画面

「JUST DOWNLOAD」クリック後は各OSで異なりますが、移動した先でアプリをダウンロードしましょう。

無事ダウンロードできればArduino IDEが開くかと思います。

Arduino IDE画面

その後は、電子回路を組立→プログラミング作成→Arduinoにプログラムを書き込み→動作!

といった流れになります。

ちゃとら

詳しい流れは[「Arduino」を動かしてみた!]で紹介します。

「Arduino」の種類

とあるモブ

えっ?Arduinoって種類いっぱいあるの?

どれ使えばいいの?

ちゃとら

用途に応じてどれを使うかは多少変わってきます。

超一般的なのは「Arduino Uno」です。

一言にArduinoと言っても種類は様々です。

まず一般的なのが「Arduino Uno」です。

Arduino Unoイタリア製
↑Arduino Uno(イタリア製)
Arduino Uno中国製
↑Arduino Uno(中国製)

Arduinoは元々イタリアで開発されたものなので、イタリア製が一般的です。

しかし、イタリア製よりも安い中国製も多く出回っています。

ちゃとら

中国製でも問題なく動作します。

ですが僕的には、中国製のArduinoは作りが悪かったり壊れやすいと思います。

なので、しっかりしたものがよかったらイタリア製を購入することをおすすめします!

↓Arduinoのスターターセット(上がイタリア製、下が中国製)↓

他には、「Arduino Uno」よりメモリが大きくピン数が多い「Arduino Mega」や小さくコンパクトになった「Arduino Micro」や「Arduino Nano」などがあります。

更には、Arduinoに合体させて機能を拡張することのできるシールドといったものや携帯ゲームのものまで多種多様です!

Arduino Nano
↑小さくコンパクトなArduino Nano
Arduboy
↑ゲームボーイにそっくりなArduboy
ちゃとら

Arduinoには面白いものがたくさんあります!

「Arduino」を動かしてみた!

実際に電子回路を組んでArduinoを動かしてみます!

手順は次のようになります。

Arduinoを動かす主な手順
  1. 電子回路を組む
  2. 動作させたいプログラミングコードを作成する
  3. Arduinoにプログラミングを書き込む
  4. 動作させる

今回は3つのLEDを順番に光らせる回路を作成しました!

まずは、回路設計です。

3LEDs回路

ヨシ!

抵抗は全て510Ωを使用しています。

ちゃとら

この回路をやってみようと思ったら、抵抗値は200Ω~2kΩ程度でOKです。

注意としては、抵抗が大きすぎるとLEDが点かないですし、逆に抵抗がないとLEDの中が焼き切れてしまいます(抵抗入りのLEDなら問題ないですが)

次にArduino IDEでコード作成です。

// Arduinoが動作したときに一度だけ実行される処理
void setup() 
{
  // デジタルピンの8,9,10を出力として設定
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
}

// 何度も実行される処理
void loop() 
{
  // 8番ピンに5Vの電圧をかける
  digitalWrite(8, HIGH);
  // 0.5秒待つ
  delay(500);
  // 9番ピンに5Vの電圧をかける
  digitalWrite(9, HIGH);
  // 0.5秒待つ
  delay(500);
  // 10番ピンに5Vの電圧をかける
  digitalWrite(10, HIGH);
  // 0.5秒待つ
  delay(500);
  // 8,9,10番ピンの電圧を0Vにする
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, LOW);
  digitalWrite(10, LOW);
  // 0.5秒待つ
  delay(500);
}

ヨシ!

保存場所を指定しなくてもプログラムを動かすことは可能ですが、Arduino専用フォルダを作ってそこで管理した方が使いやすいです。

ちゃとら

プログラムソース名も分かりやすい名前を付けておくことをおすすめします。

そしたら、ArduinoをパソコンにUSBぶち込み接続してコードを書き込んで動作させます!

3LEDsコード

このようにArduinoを使って様々なものを作ることができます。

例えば、ロボットやドローン、携帯ゲーム機などアイディア次第で幅広く作れます。

凄い人は、おしゃれな電子ランプや電子音楽器を作ってしまうのだとか…

どうでしょう?Arduinoの可能性を知ったことで「○○を作ってみたい!」と思いませんか?

ちゃとら

僕はゲーム機や小型ディスプレイを用いた電子機器を作ってみたいですね!

「Arduino」の苦手分野

デメリットの文字列

いくら画期的なマイコンボードのArduinoでも苦手なこともあります。

そんなArduinoの苦手分野を紹介していきます。

  1. 「Arduino」だけでは無線通信ができない
  2. 複雑な処理は不得意

「Arduino」だけでは無線通信ができない

Arduinoと一般的な電子機器部品だけでは無線通信はできません。

なぜなら、Arduinoに無線モジュールが搭載されていないからです!

なので、Arduinoで無線通信したいと思ったら無線モジュールを購入しなければなりません。

無線モジュール
↑みたいなものが無線モジュール

無線モジュールを購入しようとすると、大体1500円~4000円ぐらいかかってしまいます。

無線モジュールだけでArduino Uno1個分くらいの値段ですね…

ちなみに、Raspberry Piというこちらも有名なマイコンがあるのですが、10000円ぐらいするし設定もそこそこ面倒なんですよね…

ちゃとら

余談ですが、僕の大学の卒業研究で使用した「TWE-Lite」という無線モジュールは2000円~3000円ぐらいの値段です。

複雑な処理は不得意

Arduinoは単発的で逐一処理をすることは得意ですが、複数の処理を同時に行うことは不得意です。

理由としては、専用のOSが無いことやメモリ容量が少ないことなどが挙げられます。

なので、Arduinoに「回路動作とセンサー動作とデータ保存してグラフ化してくれ!」と頼んでもArduinoくんに「無理です(迫真)」と言われます。

ちなみに、Raspberry Piくんなら複数処理が得意ですが、値段は高いし設定に手間がかかります…

ちゃとら

Arduinoくんで複雑な処理をするってあんまり聞かないですね…

まとめ

「Arduino」について

  1. Arduinoはマイコンボードの一つで、様々な種類がある。
  2. Arduinoで様々なものを作ることが可能。
  3. Arduinoの苦手分野:無線通信、複雑な処理。
ちゃとら

これを機にArduinoデビューしてみてはどうでしょうか?

今回はここまでです。

ちゃとら(・ω・)/

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