5つのArduinoプロジェクトのアイデア

Arduinoは、2005年頃に始まった人気のあるプログラマブルマイクロコントローラー回路基板です。 AtmelのATmegaチップに基づいて、多種多様な電子制御回路を作成するための低コストのプラットフォームを提供します。 Arduinoのプログラミングと使用は非常に簡単で、学生や愛好家だけでなく、電子工学エンジニアにとっても魅力的です。 Arduinoボードには標準の2.54mmピンヘッダーがあり、ブレッドボードやその他の電子プロトタイピングツールに簡単に接続できます。 マイクロコントローラーとして、ライト、センサー、モーター、その他の機器のリアルタイム制御に最適です。 ユーザーとハードウェアおよびソフトウェアベンダーの活発なコミュニティがArduinoをサポートしており、幅広いプロジェクトに取り組むことができます。

一般的なPCやスマートフォンでさえ、Arduinoよりもはるかに多くのメモリと数を処理する能力を備えていますが、それがあなたを失望させないでください。 Arduinoは、モーターの速度の制御など、単純な反復タスクを専門としています。 高速カラーグラフィックスで複数の洗練されたアプリを同時に実行することはありません。 その焦点は電子制御アプリケーションにあるため、その作成者はほんの一握りのコンポーネントを使用した低コストの設計を選択しました。

Arduinoボード自体はあまり効果がありません。 ボードがインターフェースして動作できる他のいくつかのコンポーネントが必要です。 スタンドアロンのArduinoを購入することもできますが、ホビーアウトレットでは、ハードウェアとソフトウェアの基本を学ぶのに役立つ便利なキットを販売しています。 Arduinoボード自体に加えて、優れたキットには、プロトタイピング用のブレッドボード、抵抗、 発光ダイオード（LED）およびその他の電子部品、配線、および電源への9V「ウォールウォート」ACアダプター Arduino。 より優れたキットには、回路の構築とコーディングをガイドする説明ガイドが含まれています。

Arduinoをプログラムするには、コンピューターが必要です。 Windows PC、Mac、またはLinuxマシンを使用できます。 また、Arduinoコードの記述に使用するテキストエディターであるArduinoインタラクティブ開発環境（IDE）のコピーをダウンロードする必要があります。 IDEは、無料で利用できるオープンソースプログラムです。

最も単純で最も簡単なArduinoプロジェクトの1つは、LEDフラッシャーです。 このプロジェクトでは、Arduinoを使用して、マイクロコントローラーがオンのままである限り繰り返されるサイクルで、標準のLEDインジケーターライトのオンとオフを切り替えます。 LEDのアノードリードをArduinoのデジタル出力の1つに接続し、カソードをArduinoのアース接続に接続します。 通常、電流制限抵抗を備えたLEDを使用しますが、「裸の」LEDを使用することもできます。 Arduinoボードは、LEDを揚げることができない適度な量の電流しか出力しません。 この簡単なプロジェクトでは、Arduino IDE、USBケーブルを使用したArduinoへのプログラムのアップロード、およびコーディングの基本について理解します。 ライトが点滅するのを見ることに成功すると、より挑戦的なプロジェクトへの自信が高まります。

Arduinoは、ライトウインカープロジェクトのようにセンサーがなくても機能しますが、実世界のデータに作用する場合はより便利です。 モーメンタリアクションプッシュボタンスイッチは、Arduinoを制御する最も簡単な方法の1つです。 ただし、正しく機能させるには、「プルダウン」構成で10Kオームの抵抗をスイッチに接続する必要があります。 抵抗の1つをArduinoの正の5ボルトピンに配線し、もう1つの抵抗を制御するデジタルピンに配線します。 スイッチの片側を同じデジタルピンに配線し、スイッチの反対側をArduinoのアースピンに配線します。 プルダウン抵抗は、デジタルピンを高電圧または低電圧のいずれかに強制するため、その間のあいまいな値で「フロート」することはありません。 プログラムコードで、digitalRead（）ステートメントを使用してスイッチの値を読み取ります。 別のデジタルピンを使用してLEDを点滅させるか、スイッチを押したときに他のアクションを実行します。

スイッチに加えて、Arduinoで利用できるより単純なセンサーのいくつかには、光、温度、および磁気用のセンサーが含まれます。 可変抵抗器は、Arduinoを制御するもう1つの方法です。 ボードには、デジタルピンのオンオフの性質に加えて、連続的に変化する信号でArduinoを制御できるようにする一連のアナログ入力ピンがあります。

Arduinoのデジタル出力ピンは、手のひらサイズの小さなスピーカーを駆動できます。 デジタルピンをオーディオレート（1秒間に約100回）で高い値と低い値に設定することにより、プログラムはスピーカーでトーンを生成できます。 オーディオ信号を作成するには、ピンをハイに設定し、5ミリ秒遅延させてから、ピンをローに設定し、さらに5ミリ秒の遅延を実行する繰り返しループを作成します。 合計サイクルタイムが10ミリ秒の場合、スピーカーは100ヘルツのトーンを生成します。 適切なプログラミングを使用すると、音階を作成して曲を演奏できます。 さまざまなプログラミングで、ブザーやサイレンを作ることができます。

コンピューターで実行されるArduinoIDEには、マイクロコントローラーからデータを受信して​​表示するシリアルモニターウィンドウが含まれています。 より複雑なプログラムの場合、プログラムのバグを追跡するためにプログラム値を表示できるため、シリアルモニターは命の恩人になる可能性があります。 シリアルモニターにデータを送信する簡単なプログラムは、この重要な機能に慣れるために役立ちます。