電子工作でArduino (アルドゥイーノ) と聞いたときに、このように考えたことはありませんか？
- Arduinoって何？
- Arduinoってそもそも何ができるの？
- 初心者でも簡単にできるの？
Arduinoはすでに完成されたマイコンボードみたいなもので、
実際に使ってみると、けっこう簡単に扱えるものです。
私が昔使ったことのあるマイコンは、メインの基板とは別に書き込み専用の基板が必要でした。
書き込み専用の基板にマイコンを取り付ける。
↓
プログラムを書き込む。
↓
取り外してメインの基板に取り付ける。
という手順が必要でした。
書き込み専用の基板を自作していたのですが、
初めてやったときは、書き込みがうまくできなかったのを覚えています。
初心者の方だとメインの基板で動かす前につまづくので、面倒になって挫折してしまいそうです。
しかし、Arduinoはそういう問題がありません。
Arduinoのマイコンボードには、USBポートが備わっており、
PCにつなげば、直接プログラムを書き込むことができます。
別途、書き込み用の基板を用意する必要がないのです。
つまり、プログラムを書き込む最初の段階でつまづかないので、
初心者の方でも、スムーズに始めることができます。
本記事では、Arduinoを使いたいという初心者の方向けに
実際にArduinoの電子工作で作れるものの例や、Arduinoを使った電子工作の始め方について解説します。
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最近はオンラインセミナーも増えており、UdemyでArduinoの基礎を身につけるのもありですね。
ちょっとやってみて違うなと思ったら途中でやめても良いと思います。
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まずはカリキュラムだけでも見てみるといいですよ。
Arduino (アルドゥイーノ) とは？
Arduino (アルドゥイーノ) とは、「マイコンボード」と「統合開発環境 (IDE)」のことです。
マイコンボード：以下の機能をもつ基板
スイッチのON/OFFを読み取る
センサーで情報を読み取る
LEDを光らせる
モータを動かす
などなど。
統合開発環境 (IDE)：以下の機能をもつソフトウェア
プログラミングする
プログラムをマイコンボードに書き込む
Arduino (アルドゥイーノ) は、初心者の方でも簡単に電子工作できるようにデザインされています。
Arduinoの電子工作でできることのまとめ（事例６選）
電子工作でArduinoを使うと何ができるのか、
実際に作られているものの例をまとめてみました。
ARDUINOを使ったLEDキューブ
青色LEDを512個も使ってきれいにイルミネーションしています。
Arduinoで点灯パターンを制御していますね。
Arduinoは、こういうアイデアを実現できるところが良いところです。
Arduinoを搭載した障害物を回避する車
Arduinoを搭載した車が障害物に衝突しないように動作しています。
Arduinoの前方部に取り付けた超音波センサで障害物までの距離を測定し、
障害物を回避するようにモータを動かしているのでしょう。
Arduinoでタッチフリーの消毒用ディスペンサー
Arduinoで簡単にタッチフリーを実現しています。
これも超音波センサで、手の有無を検知し、Arduinoでモータを動かしています。
Arduinoで電子ドラム
ドラムマニアのコントローラとArduinoを組み合わせて電子楽器を作成しています。
ピエゾ素子（圧電素子）を使うことで、衝撃を検出し、Arduinoで処理できるようにしていますね。
Arduinoでドローン製作
Arduinoと加速度センサとBluetoothモジュールで回路を構成しています。
加速度センサで傾きを検知して、水平に保つようにArduinoで制御していますね。
Arduinoで温度計測
温度センサから取得した温度情報をLCDに表示しています。
非常にシンプルに温度計測ができていますね。
以上、６つほど事例を紹介しました。
Arduinoを利用すれば、様々な電子工作ができることがわかりました。
アイデア次第では、他にも様々な電子工作ができると思います。
Arduinoを使った電子工作の始め方
初心者の方は、動画を見て「レベル高っ！」と思ったかもしれません。
確かに初心者の方がいきなり動画と同じレベルはできないと思います。
しかし１つ１つ学習していけば、できるようになります。
動画で紹介している内容は、基本的な機能の組み合わせなので、
まずは、その基本的な機能を１つ１つ学習することから始めると良いでしょう。
基本的な機能とは、例えば以下の通りです。
ARDUINOを使ったLEDキューブ
→LEDを点滅する
Arduinoを搭載した障害物を回避する車
→センサで距離を測定する
→モータを回す
Arduinoでタッチフリーの消毒用ディスペンサー
→センサで物体を検知する
→モータを回す
Arduinoで電子ドラム
→衝撃を検知する
Arduinoでドローン製作
→センサで傾きを測定する
→モータを回す
Arduinoで温度計測
→センサで温度を計測する
→LCDに表示する
これらの基本的な機能を学習するには、以下の本が最適です。
実践Arduino！ 電子工作でアイデアを形にしよう
私もArduinoはこの本で勉強しました。
非常に分かりやすいので、初心者の方にもおすすめです。
実際に本を読みながらArduino Unoを動かしてみました
実際に、「実践Arduino！ 電子工作でアイデアを形にしよう」を読みながらArduinoを動かしてみました。
Arduinoには、いくつか種類がありますが、一番スタンダードなArduino Unoを使います。
初心者の方もまずはArduino Unoから始めるとよいでしょう。価格もリーズナブルです。
ArduinoでLEDを点滅する
左：LED OFF
右：LED ON
LEDが1秒間隔で点滅します。
ArduinoとLEDと抵抗をつないで、すぐに点滅することができました。
センサで距離を測定する
センサから対象物までの実際の距離：15cm
センサから対象物までの実際の距離：20cm
Arduinoでセンサを使って距離を測定し、LCDに表示しています。
距離15cmの時のLCD表示：14.49cm
距離20cmの時のLCD表示：20.43cm
多少の誤差があるものの、センサとArduinoで距離を測ることができました。
センサで物体を検知する
写真の右側のセンサで物体を検知します。
上の写真では、センサの上に何もないので、LCDには何も表示されません。
下の写真では、センサの上にペンを置いたところ、センサで検知し、
Arduinoで「DETECTING. SUCCESS!!」とLCDに表示しています。
Arduinoでセンサを使って物体の有無を検知することができました。
モータを回す
上の写真のように、モータは止まっています。
下の写真のように、白いスイッチを押すことで、モータが回転しています。
Arduinoでトランジスタ(MOSFET)を使ってモータを回すことができました。
衝撃を検知する
写真の下側の圧電素子で衝撃を検知します。
左の写真では、圧電素子の上に何もないので、LCDには何も表示されません。
右の写真では、圧電素子の上をペンで叩いたところ、衝撃を検知し、
Arduinoで「HIT!!」とLCDに表示しています。
Arduinoで圧電素子を使って衝撃を検知することができました。
センサで傾きを測定する
上：センサ（ブレッドボード）を傾けない。水平のまま。
中：センサ（ブレッドボード）を手前に65度傾ける。
下：センサ（ブレッドボード）を左側に45度傾ける。
Arduinoでセンサを使って傾きを測定し、LCDに表示しています。
※センサは写真の真ん中（オレンジのケーブルの下）にあります。
上 xAngle：0度 yAngle：0度
中 xAngle：-65度 yAngle：0度
下 xAngle：0度 yAngle：45度
センサとArduinoで傾きを測定することができました。
センサで温度を計測し、LCDに表示する
周囲温度：28℃程度
Arduinoでセンサを使って温度を測定し、LCDに表示しています。
※センサは写真の真ん中（オレンジのケーブルの下）にあります。
LCD表示：28.20℃
センサとArduinoで温度を計測することができました。
以上のように、「実践Arduino！ 電子工作でアイデアを形にしよう」という本を読みながら、
Arduinoで１つ１つの機能を実現することができました。
Arduinoの開発環境のダウンロード、インストール方法から、
今回紹介した機能の電子部品やその入手方法についても説明しています。
ぜひ初心者の方は、この本を読みながらArduinoを使ってみてください。
【本記事で紹介した本とArduino】
