1-1.Arduino

2019年5月29日

Arduino

Arduinoプロジェクトは2005年にイタリアでMassimo Banzi氏らによって開始され、コンピュータや電子回路などの知識がない学生向けにLEDなどの電子部品を簡単に制御できるマイコンボードを開発しました。学生への学習目的だけでなく多くの電子工作を簡単に行えるため、世界中へ急速に普及しました。
2010年以降、Raspberry Piと並んでIoT機器などへの利用として急速に普及しています。オープンソースハードウェアのため、設計図が一般公開されており、必要な開発環境をインターネットからダウンロードできます。このため、安価な派生ボードも多くあり、また簡単に電子工作できることから本サイトもArduinoを利用して学習していきます。
Arduinoのハードウェアはアナログ/ディジタル入出力端子を内蔵し、C/C++言語のように制御プログラムを開発できるマイコンボードのことです。マイコンボードはパソコンが動作できる最小限のコアな部分だけをボードにしたイメージで良いと思います。キーボードや画面はありませんがCPUとメモリと入出力端子があり、プログラムを書いて実行することができます。
主な特徴を以下に示します。

《Arduinoの主な特徴》
・ 知識のない人でも容易に電子工作ができます。
・ 専用開発ツール(ArduinoIDE)で容易に制御プログラムが作れます。
・ オープンソースハードウェアのため、設計図が一般公開されています。
・ 制御プログラムも含めてインターネット上に情報が多く、開発が容易。
・ 各種パーツ(シールド)がいろいろあります。

Arduino製品はArduinoLLC社から販売されています。いくつかのエディションがありますが最も代表的な「Arduino Uno」の外観を以下に示します。
(いくつかのバージョンがありますが以下はリビジョン3(R3)となります。)

《Arduino Unoの主な仕様》
・ プロセッサ「ATmega328P」(16MHz)
・ メインメモリ 2KByte
・ フラッシュメモリ 32KByte
・ ディジタル入出力 14端子、アナログ入出力 6端子

Arduinoには多くの種類があり、Arduino MicroやArduino Nanoなど多くの種類があります。Windowsパソコンでも多くの製品があるように、CPU、メモリ性能や入出力端子数などにより複数の製品があります。基本的な利用方法はどれも同じですので、利用用途や好みに応じて必要なハードウェアを選択してください。

Arduinoを制御するプログラムをスケッチと読んでいます。スケッチは専用の統合開発環境(IDE :Integrated Development Environment)であるArduino IDEで開発することが可能です。Windows、Macintosh、Linuxが動いているパソコンにインストールして利用することができます。

入出力端子に各種センサーやモータなどの電子部品を接続することで電子回路が簡単に作れることから、同様の仕組みを拡張することによってドローンやロボットなどを製作することも可能です。