電子工作ができるArduino（アルデュイーノ）とは？種類と使い方

Arduino（アルドゥイーノ）とは、AVRマイコンや入出力ポートを備えた基板、Arduino言語や専用の統合開発環境によって構成されるシステムです。2005年にイタリアでArduinoプロジェクトが発足し、2009年には世界中で広く販売されるようになりました。

今回はIoTへの関心の高まりとともに注目される、Arduinoの種類や使い方、活用事例をご紹介します。

電子工作ができるArduinoとは

Arduinoは、動作に必要な開発システムをArduinoのWebサイトからダウンロードできるオープンソースハードウェアです。「もっとシンプルに、もっと安価に、技術者でない学生でもデジタルなものを作ることができるようにする」ことを目的として開発されました。AVRマイコンや入出力ポート、Arduino言語による統合開発環境が用意されており、すぐに電子工作を始められる手軽さから、世界中で人気を集めています。

Arduinoはワンボードマイコンのため、構造が非常にシンプルであり、プログラミングに興味があれば、子供から大人まで誰でも電子工作やプログラミングを楽しむことができます。
はんだ付けをせずに簡単に電子回路を作成したい場合は、ブレッドボードを利用することも1つの方法です。ブレッドボードに電子部品を差し、ジャンプワイヤで電子部品とArduinoを接続すれば利用できます。

また、Arduinoには「シールド」と呼ばれる拡張パーツが存在します。多くの種類のシールドがあり、取り付けることでさらに高度な開発をすることができるようになります。

最近はIoT（Internet of Things、モノのインターネット）が脚光を浴びていますが、Arduinoを活用することにより、コストをかけずに手軽にIoTを体験することが可能です。

Arduinoの種類と制作時の参考サイト

Arduinoの基板は性能や価格に応じて複数の種類があり、どの製品を購入すれば良いのか迷われる方もいるでしょう。電子工作初心者の方には、エントリーレベルの「Arduino Uno」をおすすめします。数千円程度で購入でき、Arduino入門にはぴったりです。

Arduino Unoに機能を追加したワンランク上のモデル「Arduino MEGA ADK」は、USBでAndroid端末に接続できる点が特徴です。さらに、最新のモデルとなる「Arduino UNO R4」が2023年6月27日に発売されました。以前のモデルに比べ、驚くべき性能向上が実現されています。１つ前のモデルであるUNO R3と比較すると、動作クロック(周波数が高いものほど処理速度が速くなる)は3倍となる48MHzで動作し、SRAM(読み書き可能な半導体メモリ)は2KBから32KBに、フラッシュメモリーは32KBから256KBに拡張され、より高度な開発が可能となりました。

これから初めて電子工作に取り組む方は、「Arduinoを用意して簡単なプログラミングをはじめよう（https://thinkit.co.jp/story/2013/02/12/3960）」を参考にされると良いでしょう。このWebサイトには、必要な工具類やパーツ、作り方が丁寧に説明されています。説明の通りに作業を進めることで、プログラミングの最初の関門である「Hello World」の表示やLEDの点灯方法を学ぶことができます。

ArduinoでロボットやWebサーバーの自作も

電子工作の入門として取り上げられることが多いLED点灯の他、Arduinoはロボットなどの本格的な作品の制作に利用することも可能です。パルス信号の電力に同期して動作する「ステッピングモーター」と車輪を用意し、モーターを制御するプログラムを作成すれば、2輪走行のロボットが完成します。

また、Arduinoに取り付けて使用する「シールド」を活用することにより、Arduinoの可能性を拡張することができます。例えば、「Arduinoイーサネットシールド」を利用すれば、Webサーバーの自作が可能です。

プログラミングの優れた学習教材であるArduinoは、IoT開発が簡単にできるツールとしても知られており、快適な生活を実現するスマートホーム化や業務効率改善など、幅広い分野で活躍します。

おわりに

レファレンスや活用事例が豊富なArduinoは、電子工作の初心者でも使いやすいツールです。Arduinoの拡張基板であるシールドも手ごろな値段で購入できるため、Arduinoの基本的な仕組みさえ理解できれば、インターネットやセンサーを利用したデバイスを自由に制作することができます。また、組み込みプログラミングの勉強をしたいと考えている場合にも、Arduinoはおすすめです。

Webの世界では必要不可欠なJavaScriptですが、Arduinoに接続したセンサーデバイスはJavaScriptで制御することもできます。JavaScriptを含めたWeb技術をインターネット・アカデミーで学び、自分でIoT開発ができるようになってはいかがでしょうか。