Arduinoの紹介

Arduinoプラットフォームについて学びます。

Author: Karl Söderby、Last revision: 2024/02/05

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このページは、Arduinoの紹介です。すでにArduinoに詳しい場合は、次のページに進むことをお勧めします。

Arduinoは、世界中の学生や教師、ホビースト、プロフェッショナルが、小型コンピューター上で実行されるプロジェクトやアプリケーションを構築するためのプラットフォームです。

Arduinoのエコシステムは、ハードウェア(小型コンピュータを搭載した物理基盤)とソフトウェアツールとサービス(Arduino IDE、Arduinoクラウド)、Arduinoプログラミング言語もしくは、Arduino APIから構成されます。

Arduinoボード

Arduino Nano ESP32

Arduino Nano ESP32

Arduino開発ボードは、小型コンピューターを中心に展開していて、特定の方式で自分でプログラムしていきます。例えば、ライトやモーターを制御したり、温度センサーの値を読んだりできます。

Arduinoボードは、物理世界を結びつけるもので、多くの異なる電子回路やデバイスを制御するのに使われます。Arduinoができることの例をいくつか示します。

  • LEDストリップでライトショーを作る
  • 近づくと開く自動ドア
  • ジョイスティックで制御するロボットアーム
  • データを記録しネットに投稿する天気ステーション

必要なハードウェア

このコースは2つのおもな要素を中心に作られています。

Nano ESP32をNano Screw terminalにマウントする

Nano ESP32をNano Screw terminalにマウントする

Nano ESP32

このコースでは、Nano ESP32を使います。高速のプロセッサーと大容量フラッシュメモリ、Wi-Fi®チップが、小型基盤にまとめられているので、MicroPythonに適切だからです。

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このボードの詳細は、Nano ESP32ドキュメントを参照してください。

Nano Screw Terminal

Nano Screw Terminal Adapterは、Nanoボードを挿しこむキャリアボードです。このキャリアボードを使えば、ケーブルを簡単に接続し、ドライバーでしっかり固定できます。回路の管理が簡単になり、回路を強固にすることができます。

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このボードの詳細な説明は、Nano Screw Terminal Adapter文書を参照してください。

マイクロコントローラーの基本

マイクロコントローラーとしても知られるボード上の小型コンピューターは、USB経由でプログラムや通信ができます。このマイクロコントローラーは、皆さんが使っているPCと比べると、本当に限られたメモリしか搭載していません。例えば、このコースで使うボードは、Macなどの最近のPCのメモリと比べると、3万分の1のRAMしか搭載していません。

マイクロコントローラーは、ボードに電源が入るとすぐにプログラムした命令が実行されるように設計されています。これらの命令はの実行は速く、毎秒何千も実行されます。どのくらいの命令が実行されるかは、プログラムによります。例えば、1秒プログラムを停止した後、再開することもできます。

プログラムの基本

それでは、実際に望みのことをボードに実行させるにはどうすればいいでしょうか?

Arduinoボードでプログラムするには、2つの方法があります。Arduinoプログラミング言語(C/C++の部分集合)を使うか、Python®の一実装である、マイクロコントローラー用のMicroPythoを使うかです。このコースでは、MicroPythonを使います。

Arduinoプログラミング言語

Arduinoプログラミング言語では、スケッチと呼ぶプログラムを書きます。スケッチは、.inoという拡張子を持つファイルで、Arduino IDEで編集します。スケッチに満足すれば、このファイルをコンパイルする必要があります。コンパイラはエラーをチェックし、コンパイルに成功すれば、ボードにスケッチをアップロードできます。アップロードすると、ボード上の既存のプログラムを置き換えます。

コンパイラはとても厳密で、コードのどこに問題があるか指摘します。digitalWrite()というArduino言語の関数を使おうとして、digitalwrite()と書くと、コードはコンパイルされず、エラーとなります。

MicroPython

MicroPythonでArduinoのプログラムを作るのは、少し異なった経験です。このシナリオでは、ボードにPythonのあるバージョンをインストールしたままにし、命令を送ります。ボード上のコードを変更でき、リアルタイムにロードすることを意味します。MicroPythonは、ボードにファイルシステムも実装します。

まとめ

何年にもわたって、Arduinoは、100以上の、それぞれ異なる開発ボードをリリースしてきました。何をしたいかにより、ボードを選んできました。例えば、いくつかのボードはWi-Fi®モジュールを搭載していて、インターネットに接続できます。また、いくつかのボードは、センサーを搭載していて、センサーデータを記録することができます。

次の章: MicroPythonインストールガイド

オリジナルのページ

https://docs.arduino.cc/micropython/micropython-course/course/introduction-arduino/

最終更新日

April 14, 2024

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