はじめての電子工作入門　第０回　解説と初期準備

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電子工作は、楽しくて学びがいっぱいの趣味です。初心者でも簡単に始められるプロジェクトがたくさんあります。この記事では、電子工作の基本と、初めてのプロジェクトに必要な情報を紹介します。Arduinoやラズベリーパイを使って、あなたも電子工作の世界に飛び込んでみませんか？

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はじめての電子工作入門　第０回　解説と初期準備

電子工作とは？

電子工作は、電子部品を使って回路を組み立て、さまざまなデバイスやガジェットを作る活動です。現在の電子工作は、Arduinoやラズベリーパイなどのマイクロコントローラを使います。利用することで初心者でも簡単に電子工作を始めることができます。

Arduinoとラズベリーパイについて

Arduinoとラズベリーパイの学習のハードルは、目的や興味によって異なりますが、一般的には次のように評価されます：

Arduino

• シンプルさ：Arduinoは、シンプルな構造と使いやすいプログラミング環境（Arduino IDE）を提供しています。基本的な電子工作やプログラミングを学ぶのに最適です。
• 豊富なリソース：多くのチュートリアルやプロジェクト例がオンラインで提供されており、初心者でも簡単に始められます。
• 即時フィードバック：LEDを点滅させるなど、簡単なプロジェクトから始めることで、すぐに結果を確認できるため、学習のモチベーションが保てます。

ラズベリーパイ

• 多機能性：ラズベリーパイは、フル機能のコンピュータとして動作するため、より複雑なプロジェクトやアプリケーションの開発が可能です。
• プログラミング言語の選択肢：PythonやScratchなど、さまざまなプログラミング言語を使用できるため、プログラミングの学習にも適しています。
• コミュニティサポート：ラズベリーパイも多くのチュートリアルやプロジェクト例があり、コミュニティからのサポートも充実しています。

学習のハードル

• Arduino：電子工作やハードウェアの基礎を学ぶのに非常に適しており、シンプルなプロジェクトから始めることで、学習のハードルは比較的低いです。
• ラズベリーパイ：プログラミングやソフトウェア開発に興味がある学習者に向いていますが、フル機能のコンピュータとしての設定や操作が必要なため、学習のハードルはArduinoよりも高くなります。

結論として、Arduinoを利用するのが電子工作の基礎を学ぶのに非常に適しています。ロボット開発のように複雑な電子工作を作りたい場合には、両方を連携させることが必要になったりします。ラズベリーパイは、その時に考えるハードだと思います。

初めての電子工作に必要なもの

電子工作を始めるために最低限に必要なアイテムは以下の通りです。

• Arduinoボード（例：Arduino Uno）
• USBケーブル：Arduinoボードとパソコンを接続するために使用します。
• ブレッドボード：回路を簡単に組み立てるためのツールです。
• ジャンパーワイヤー：電子部品を接続するためのワイヤーです。
• LED、抵抗、スイッチなどの基本的な電子部品：これらは初めてのプロジェクトに必要です。

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お勧めは、商品リンクを貼ってあるのですが、Arduino Uno r3と関連部品がすべて入ったセットを買いましょう。部品パーツが少ないものやArduino単体のものはお勧めしません。

電子部品は、売っているところが限られていて、最終的にオンラインショップで買うことになると思います。セット商品を買っていないと、その都度、部品を買い足す羽目になります。挙句割高になってしまいます。

上記のセットには、抵抗やコンデンサなどの基本的な電子部品とブレッドボード、モーターやセンサー類、そして、学習できる解説書が同封されています。上で述べた最低限のモノをすべて含んでいます。

肝心なものとして、PC、または、ノートパソコンが必要になります。

Arduino IDEのインストール

Arduinoを使うためには、まずArduino IDE（統合開発環境）をPC、または、ノートパソコンにインストールする必要があります。以下の手順でインストールを行います：

1. Arduino公式サイトにアクセスし、Arduino IDEをダウンロードします。
2. ダウンロードしたファイルを実行し、インストールウィザードに従ってインストールを完了します。
3. インストールが完了したら、Arduino IDEを起動します。

初めてのプロジェクト：内臓LEDを点滅させる

Arduinoで内蔵LEDを点滅させるための基本的なプログラムを以下に示します。このプログラムは、Arduinoボードに内蔵されているLED（通常はデジタルピン13に接続されています）を1秒ごとに点滅させます。

1. 回路の組み立て：
   今回は何もしなくてもよい（Arduino内臓LEDを利用する）。
2. プログラムの作成：
   Arduino IDEを開き、以下のコードを入力します。
   
   
3. プログラムのアップロード：

• USBケーブルでArduinoボードをパソコンに接続し、プログラムをアップロードします。LEDが1秒ごとに点滅するはずです。

コマンドの説明

1. void setup()：
   • Arduinoボードが起動したときに一度だけ実行される関数です。ここで初期設定を行います。
2. pinMode(pin, mode)：
   • 指定したピンの動作モードを設定します。この場合、LED_BUILTIN（通常はデジタルピン13）を出力モード（OUTPUT）に設定しています。内臓LEDは13ピンに指示することで動作を変えることができます。
3. void loop()：
   • Arduinoボードが起動している間、繰り返し実行される関数です。ここにメインのプログラムコードを記述します。
4. digitalWrite(pin, value)：
   • 指定したピンにHIGH（電圧を供給）またはLOW（電圧を停止）の信号を送ります。この場合、LED_BUILTINピンにHIGHを送ってLEDを点灯させ、LOWを送ってLEDを消灯させています。
5. delay(ms)：
   • 指定した時間（ミリ秒単位）だけプログラムの実行を一時停止します。この場合、1000ミリ秒（1秒）間待機します。点灯時間の長さを調整する時に指定できます。

これらのコマンドを使って、Arduinoの内蔵LEDを1秒ごとに点滅させるプログラムを作成しています。

この動作を確認できたら、Arduinoの動作とArduino IDE、PCの接続が正しくできたことがわかります。

この後、いろいろなプログラムを書くことになると思いますが、基本は今の流れになります。利用する電子部品やモーターなどのアクチュエータによって、Arduino IDEに新しいライブラリというソフトウェアの追加などをすることもあります。

結論 はじめての電子工作にはArduinoがお勧めです

電子工作は、創造力を発揮しながら技術を学ぶ素晴らしい趣味です。基本的なプロジェクトから始めて、徐々に複雑なプロジェクトに挑戦してみてください。

そして、初めての電子工作には、Arduinoを使うことを推奨します。電子工作は、手ぶらでとはいかないので、ある程度、始めるための準備が必要になります。PC、または、ノートパソコンが最低限必要になります。

いろいろな電子部品やマイコンも必要になります。この記事を参考にして、楽しい電子工作の世界に足を踏み入れてみましょう！

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