たのしくできる Arduino電子工作

たのしくできる Arduino電子工作

簡単に扱えるArduinoマイコンの入門書。最小限の部品追加で、センサやモーターなどを接続して制御ができる。

著者 牧野浩二
ジャンル 電子・通信
シリーズ たのしくできる
出版年月日 2012/09/01
ISBN 9784501328702
判型・ページ数 B5・160ページ
定価 本体2,000円+税
在庫 在庫あり

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簡単に扱えるArduino(アルデュイーノ)マイコンの入門書。最小限の部品追加で、センサやモーターなどを接続して制御ができる。プログラミングが簡単で、マイコン初学者でも取りかかりやすい。センサによる計測やロボット制御が簡単にできる。

 Arduinoは誰でも簡単に使えるマイコンを目指して作成されました。その戦略と設計が非常によくできており,開発から数年でとても多くのユーザに受け入れられて全世界に広まりました。さらに,簡単なだけでなく,ハードウェアとソフトウェアともにすべての仕様が公開されており,機能を拡張することができるようになっているため,他のマイコンを使っていた上級者にも受け入れられました。筆者もArduinoをはじめて使ったときにはその簡単さに驚いたものです。たとえば,多くのマイコンでは書き込みのために専用のボードを必要とし,実行するためにはいくつか外部部品の実装を必要としますが,Arduinoは書き込みも実行もArduinoのボードにUSBケーブルをつなぐだけでできてしまいます。しかも,書き込みモードと実行モードの切り替えスイッチすらなく,書き込み時も実行時もUSBからの電源供給だけでできます。そして,プログラムに関してはマイコンを使い始めたときに最初につまづくことが多い「レジスタ」という概念を排除し,とても簡略化したものになっています。簡略化しているにもかかわらず使いやすく感じるのは設計がしっかりしていたからだと考えます。そして,簡単だけれども電子工作をするのには十分高性能なマイコンであり,Arduinoの関数の内部やマイコンボードを隅々から把握できるため,筆者のよく使用するマイコンの1つになりました。
 本書は,初めてマイコンを使う人から他のマイコンを使ったことがある人まで無理なく学べるように,かつ,さまざまな電子工作の手助けにしていただけるような内容となるように心掛けました。まず,プログラムは,Arduinoの簡単さを体感していただきたいのと,各節のポイントをより分かりやすくするために,極力短くしてあります。マイコン上級者には簡単すぎるかもしれませんがそのようにお考えください。また,すべての回路には回路図と実体配線図の両方を記載しています。回路図だけだと初心者には敷居が高くなってしまい挫折の原因の1つになってしまうことが多いと感じているからです。そして,最初からすべて読まなくてもできるように,各節に必要な節への案内を付けています。「作りたいものから作ると楽しい。」これが一番良いと筆者は考えているからです。Arduinoは簡単かつ強力なマイコンです。Arduinoを使って電子工作を楽しみましょう!そして,本書を通じて電子工作に興味を持ち,仕事や研究として使うだけでなく,趣味として人生を豊かにする手助けとなってもらえることを願っています。
 刊行にあたり,多くの助言を与えていただいた元都立工業高校教諭の熊谷文宏先生,プログラムや電子回路のチェックを行っていただいた東京工科大学実験助手の今仁順也氏には大変お世話になりました。そして,ご協力いただいたすべての方々にお礼申し上げます。ありがとうございました。末筆ではありますが,東京電機大学出版局の石沢岳彦氏のご尽力がなければ本書が世に出ることはなかったでしょう。感謝の意を示します。

 2012年8月
 著者しるす

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第1章 Arduinoを使う準備をしよう
 1.1 Arduinoと電子パーツの購入
 1.2 各部の説明
 1.3 開発環境のダウンロード
 1.4 インストール
 1.5 パソコンとの接続
 1.6 初期設定
 1.7 サンプルプログラムで動作確認
第2章 はじめの一歩をふみ出そう
 2.1 もっとも簡単なプログラム
 2.2 ACアダプターや電池で動かす
第3章 Arduinoから指令を与えよう(出力処理)
 3.1 LEDを光らせたり消したり(デジタル出力)
 3.2 LEDの明るさを変える(アナログ出力)
第4章 Arduinoに状況を伝えよう(入力処理)
 4.1 スイッチでLEDを光らせる(デジタル入力)
 4.2 ボリュームでLEDの明るさを変える(アナログ入力)
第5章 パソコンと連携させてみよう(シリアル通信)
 5.1 ボリュームの値を知る(シリアル出力)
 5.2 キーボードでLEDを光らせる(シリアル入力)
第6章 プログラムの時間に注目しよう
 6.1 時間を待つ
 6.2 タイマーを使う
 6.3 時間計測
第7章 表示デバイスを使おう
 7.1 液晶ディスプレイ(LCD)
 7.2 7セグメントLEDディスプレイ
 7.3 ドットマトリックスLEDディスプレイ
第8章 センサーを使おう
 8.1 距離センサー
 8.2 曲げセンサー
 8.3 3軸加速度センサー
 8.4 光センサー
 8.5 超音波センサー
 8.6 静電容量センサー
第9章 モーターを回そう
 9.1 DCモーター
 9.2 サーボモーター
 9.3 ステッピングモーター
第10章 楽器を作って演奏しよう
 10.1 音を出す
 10.2 電子ピアノ
 10.3 テルミン
第11章 ゲームを作ろう
 11.1 リズムゲーム
 11.2 スプーンゲーム
 11.3 モグラたたきゲーム
第12章 ロボットを作ろう
 12.1 ライントレースロボット
 12.2 ロボットアーム
第13章 Arduinoを使いつくそう
 13.1 ポート単位のデジタル出力
 13.2 外部割り込み
 13.3 無線通信(XBee)
付録
 A. Arduinoの関数リファレンス
 B. Arduinoのライブラリリファレンス
 C. プログラム言語の基礎
 D. Arduino Uno R3の内部回路
 E. 部品の入手先とパーツリスト
索引

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