1.Arduinoとはそもそもなんぞや

1.最初からマスター

今や多くの人が楽しむようになったArduino(アルディーノ)ですが、多くの人がArduinoは電子基板だと思っているのではないでしょうか?確かに電子基板がメインとなって楽しむ電子工作・プログラミング用機材なのですが、Arduinoは電子基板だけではなくて、電子基板とそれに付随する基本ソフトウエアを総称しているのです。

Arduinoはボードと基本ソフトの総称です

Arduinoをネットで購入しようとすると、Arduinoには多くの種類のボードがあり、何がどう違うのか?一体何を買って始めたらいいのかわからないと思います。
とりあえず、有名なところではArduinoUNOというボードがあるので、まずは皆さん最初にこのボードの購入からはじめると思います。
なんでいったいこんなたくさんの種類のボードがあるのでしょう?そしてその違いはいったい何で、どのように見分けて買うのでしょうか?

Arduinoってなに?

使うCPUによって用意されているArduinoのボード

Arduinoはマイクロコンピュータ(CPU)を搭載したボードです。
世の中には、多くのメーカから多くのCPUが開発・販売されていて、それぞれ特徴を持っています。
簡単に言うと、処理速度がすごく早いCPU、処理速度はそこそこだが安くて単機能なCPU、沢山の機能を持っていて贅沢なCPU….とにかく様々なCPUがあります。
コンピュータはご存じのように、CPU(頭脳)が中心となって動作するものなので、このCPUを中心に作られているボード…これがArduinoのスタートとなります。


技術者は、これから作りたい電子機器の機能にあわせて最適なCPUを選んで設計をしていきます。
なのでArduinoもできるだけ多くのCPUに対応したボードを用意しているのです。
慣れてくると、この多くの種類のボードから自分の学習や研究・開発に合わせたボードを選ぶことができます。

共通に便利に使える基本ソフトウエアを用意しているArduino

冒頭、Arduinoはボードとソフトウェアの総称だと書きました。
実はArduinoはCPUは異なるものの、それを動かすために開発するプログラムは同じコマンドで動くように作ることで、CPUによる違いを基本ソフトウェアで吸収しているのです。
実は、マイコンの開発が一番難しいのは、CPUのメーカが異なり機能がことなることにより、プログラムの書き方が全然違うのです。
たとえば、わかりやすく言うと、Windowsが動くインテルのCPUとMacが動くM1-CPUとでは、動かすための設定から、動かすためのコマンドまで全部違います。
そして、それぞれ癖や特徴を持っているので、どっちができたからどっちができるというわけではありません。
Arduinoは、これを基本ソフトウエアで解決をしました。
つまり、Arduinoという名前を使うボードにはArduinoという基本ソフトウェアを載せてプログラミングをすることで、ボードやCPUが変わってもすべて同じコマンドとテクニックでプログラムが組めるように!と….(厳密にはいろいろ異なりますが)

だれでもが手軽に使えるようになりました

Arduinoができたことにより、初心者からプロまで、実にマイコンボードでのプログラミング、電子工作が手軽にできるようになりました。

その昔…大変だったマイコン

一昔前は、マイコンを使ったボードプログラムを作ろうとすると、まず辞書のような分厚いマイコンの説明書を開き、おまじないのような意味の分からない難しい単語と専門用語をひもほどきながら、とても難しいプログラミングテクニックを使って動かさなくてはいけませんでした。

ちょっとしたテスト品を作るにしても、回路図をCPUに合わせて作り、基板の上にはんだ付けをして部品を載せ、ボードが正しく動くか?確認したうえで、辞書を見ながらプログラミングの準備です。

プログラミングも簡単なものではありません。
CPU専用に用意されていた効果な専用装置(ICE)を用意して、特殊な接続をして作り始めるのです。

LED1個光らせるだけでも大騒ぎでした。

一気に簡単になったArduino

ArduinoのボードにはUSBが用意されています。
USBとパソコンをケーブルでつなぎ、パソコンに用意されている無料のArduinoの開発ツール(IDE)でプログラムを作り、画面のアイコンをクリックするだけで、なんとボードにプログラムが転送されます。

LEDも、ご存じのように基板にあるソケットにチョイチョイとさすだけです。
複雑なものはブレッドボードにジャンパーワイヤーでつないでいくだけです。

はんだ付けも専用の装置も全く必要ありません。

しかも、マイコンを動かすための難しい専用のプログラムも書くことは必要ありません。
setup() という部分に、Arduinoが用意してくれた準備用のコマンドを並べるだけです。
しかもCPUの種類が変わってもすべて書き方は一緒です。

分厚い辞書を開いてマイコンの動作を理解することもなくなりました。

Arduinoはどんな人がどんな時使うのか?

Arduinoはプログラミングや電子回路・電子工作の初心者向け…と思われている方が多いと思います。しかし、実はプロも使います。

これから開発したい装置がある場合、開発工程では、基礎実験から試作・そして製品製造という流れで行いますが、装置の仕様がだいたい決まれば、まずは基礎実験を行います。
選んだCPUの処理速度で目的は達成できるのか?選んだマイコンの大きさで大丈夫なのか?
沢山の要素があり、それをまずはひとつづつ基礎実験でつぶしていくことになります。

そんなときArduinoは実に便利です。

Arduinoのたくさんのボードの中から自分が使いたいCPUのボードがあればそれを購入してパソコンとUSBで接続するだけで基礎実験が始められます。
基礎実験の結果、Arduinoの基本ソフトのままでも十分に実用的であれば、そのまま製品にしてしまうこともできます。
もちろん、Arduinoで実験した後、Arduinoの基本ソフトを削除して、専用の機械をつないで分厚い辞書を解析してすごいプログラムで動かすこともできます。

Arduinoは電子回路図も公開されているので、それを基本に自分で足りないところを足して新しいボードを作ることもできますので、とても万能な機材なのです。

初心者の学習からプロの装置開発まで利用できるのがArduinoなのです。

さあ、これから楽しい戦士工作とプログラミングの世界に入っていきましょう!

なんちゃってが目指す楽しいArduino電子工作

私は文系出身のなんちゃってエンジニアです。
プログラムも書けますし回路もそれなりに読んだりすることはできます。
はんだ付けもできますしオシロスコープも適当には使えます。

しかしやはり本当の工学系の理系バリバリの専門家にはかないません!
なんせ数学と物理が一番不得意です。

なので、このブログは理系的視点からではなく、文系的な視点から読み物のように、文学作品?のように(笑)文字バリバリでいろいろ書いていこうと思います。

専門家からしたら「おいおい」「そこそこ」という部分もあるかもしれませんがそのあたりはご容赦ください。

それでも、電子工作と電気とプログラムは楽しいものです。

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