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Arduinoの基本機能を3つに分類。Arduinoで何ができるかイメージできる

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 今回はArduinoを触ったことがない、もしくは少し触ってみたという人向けの解説です。Arduinoとはマイコンが乗ったボードですが、初心者からすると「何ができるの?」「どう使えばいいの?」という疑問は必ずあると思います。

 そこで今回は、難しい話抜きで何となくどんなことができるかイメージをつけてもらうために実例を出しながらご紹介していきます。

 この記事を読めば、「それだったらこんなことしてみたい!」「これをやるにはどうしたらいいんだろう??」と次につながるイメージが付くはずです。

 ぜひ最後まで読んでイメージを頭に焼き付けてくださいね。

この記事を読むことでわかること

Arduinoでできることがイメージできるようになる

自己紹介

サラリーマンしてます。

主に工場(生産現場)で使用する検査装置のアプリケーション開発してます。

ヒトの作業を自動化して簡略化するアプリケーションを日々開発中。

2022年5月に転職。現役バリバリの技術者です。
現在は超大手企業の新規事業分野で装置の研究・開発をしています。

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Arduinoの機能を3つに分けてイメージしてみる

 そもそもですが、Arduinoで何ができるか?と考えると、長年Arduinoを触ってきた経験から、3つの機能で分類できると思っています。その3つの機能というのがこちらです。

Arduinoの機能を3つで分類
  • 電圧をコントロールして出力する(Output)
  • 外部からの電圧を取得する(Input)
  • 外部との通信をする(Communication)

 それぞれについて実例も交えながら解説していきます。

電圧をコントロールして出力する(Output)

 まずはOutputです。Arduinoから出力する機能のことを指しています。何を出力するか?それは電圧です。

 実例として最もわかりやすいのが、LEDを点滅させるいわゆる【Lチカ】です。Lチカは、Arduinoから電圧・電流をLEDに出力することでLEDが光ります。

 この制御をしているため、出力(Output)の機能。というわけです。

 他にも、液晶ディスプレイに文字を表示させる方法もあります。

外部からの電圧を取得する(Input)

 次にInputです。Arduinoへ入力する機能のことを指します。何を入力するか?これもOutput同様、電圧です。

 実例としては、可変抵抗やセンサー類を使う場合がこれに当たります。

 何か取得したい値があって、それをArduino側で取得することで数値化をして、その数値を使って他のものに使うというのが一般的です。

 具体例としては、スイッチを用意して、このスイッチが押された時だけArduinoで決まった処理をさせる。というイメージです。

 ほかにも、センサー類を使った方法はこんなものがあります。

外部との通信をする(Communication)

 最後に、Communicationです。通信と言われてなんだか難しそう…と思いましたか?実はそんなに難しくないので安心してください。

 いままで紹介したOutputとInputはArduinoから出てくるか、Arduinoへ入れるのかの違いですから、言い換えると一方通行のやり取りだったわけです。

 この通信というのは、双方向でやり取りをする機能のことを指します。具体的には、シリアル通信が代表的です。

 このシリアル通信を使うことで、例えば、Arduinoへコマンドを入力すると、決まったデータを返してくれる。という使い方ができます。具体例としては、今の温度は何度ですか?とArduinoにコマンドを送ると、Arduinoにつながった温度計の値を返してくれる。そんな使い方です。

 この使い方の真価が発揮されるのが、PCとつなぎっぱなしにして、Arduinoをパソコンのモジュールとして使用する場面です。

 例えば、デスクトップアプリケーションを開発して、そのアプリケーションの中で液晶ディスプレイに文字を表示させたいとします。

 その場合は、デスクトップアプリケーションから、Arduinoへこんな文字を表示してほしい。と通信するわけです。そうすると、Arduinoが文字を表示してくれます。

イメージがついたところで応用編

 3つの機能についてイメージがついたところで、応用編です。こんな場合をイメージしてみてください。

応用編:もしもこんなことをしたかったら?
  • Arduinoにつなげた温度・湿度を測定するモジュールの値を取得する
  • 温度が一定以下なら青いLED、一定以上なら赤いLEDを点灯させる
  • PCから温度取得コマンドを送ると現在の温度を取得する

 それぞれどの機能を使っているかイメージできましたか?

 温度・湿度計を測定するのはInput、LEDを点灯させるのはOutput、温度取得はCommunicationですね。それぞれの機能を組み合わせることで少し複雑なことができますね。

 この例では、Input、Output、Comunicationがそれぞれ1つずつですが、実際にはInputを複数個にすることも可能ですし、Output無しなんてことも可能です。

 いずれにしても組み合わせ次第でなんでもできそうだと思いませんか???

今回のまとめ

 今回はArduinoの基本機能として3つを紹介しました。どうしてもマイコンボード初心者だと、Lチカをして満足して、次のステップになかなか行けなかったりしますよね。

 今回の解説が理解出来たら、Lチカだけだともったい無いことが理解していただけるはずです。3つの機能のうち、1つしか使っていないわけですから。

 ここまで読んでいただいたら、3つの機能それぞれをマスターしてぜひ組み合わせて新たなものを作ってみてください。

 この3つの機能があれば、想像力次第で無限の可能性があります。特に入力の機能についてはセンサーを変えることで様々なものを数値化することが可能です。メジャーどころでは温度・湿度。ほかには照度やガス検知、気圧などなど….センサーによって得られるものが異なりますからどんなセンサーがあるか調べてみるのもおもしろいですよ。

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