たのしくできる Arduino実用回路

たのしくできる Arduino実用回路

既刊「たのしくできるArduino電子工作」の実習版。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。

著者 鈴木 美朗志
ジャンル 電子・通信
シリーズ たのしくできる
出版年月日 2012/12/01
ISBN 9784501329105
判型・ページ数 B5・120ページ
定価 本体1,700円+税
在庫 在庫あり

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既刊「たのしくできるArduino電子工作」の実習版。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。

 「ワンチップマイコン」と呼ばれる安価なマイクロコンピュータが,一般の人や学生にも使われるようになってから十数年以上たつ。H8やPICマイコン,AVRマイコンが有名である。これらに加え,近年,イタリアで開発・製作されたArduino(アルドゥイーノ)というマイコンシステムが,多くの国々,そして我が国でも脚光を浴びている。
 Arduinoは,1枚のマイコンボードと,プログラム言語やプログラムを開発するための総合開発環境Arduino IDEなどで構成されている。プログラム言語はC/C++を基に作られているのでわかりやすく,Arduino IDEは,ライブラリという機能プログラムが数多く用意されているので,PICのC言語などに比べ,プログラムが簡単になる。
 プログラム言語を含め,Arduino IDEは,ArduinoのWebサイトから無償でダウンロードすることができる。
 本書で使うArduinoボードは標準的なArduino UNO R3で,このボードの中核となるワンチップマイコンは,米国Atmel社のAVR ATmega 328Pという8ビットのマイコンである。Arduinoは,マイコンにプログラムを書き込む機能がボードおよびArduino IDEに付いているため,パソコンとボードをUSBケーブルを通じてパソコンからの電源を利用できる。
 この本の内容は,Arduinoとブレッドボードを使った実用回路の製作と制御実験である。実用回路およびプログラムは,やさしすぎず,難しくもないものとした。
 基本的なLEDを使った回路から始め,センサ回路,温度計回路,アクチュエータ回路,そして,ロボット回路まで,基本的でかつ実用的な回路を取り上げる。Arduinoを基礎から実用レベルまで習得できるように,以下の点を留意してまとめた。
 ①総合開発環境Arduino IDEのダウンロード・インストールの方法と使い方を解説する。
 ②筆者の今までの経験により,むだを省いたシンプルな回路を目指す。二足歩行ロボットの回路を除き,すべての回路は小型のブレッドボード「SAD-101」(サンハヤト)に収める。
 ③使用する電子部品は一般的なもので,通信販売などで購入することができる。シールドと呼ばれる市販キットは使わない。
 ④回路の動作原理や素子の働きを詳しく述べる。製作回路は,回路図とともにブレッドボードによる実体配線図を用意する。
 ⑤実体配線図は,わかりやすくするため,抵抗,コンデンサ,LEDなどは図記号のまま記述する。トランジスタ,可変抵抗器,タクトスイッチ,IC,SSR,液晶表示器(LCD)などは,電極や端子の位置をはっきりさせる。
 ⑥プログラムの記述は,その行の右横に説明文を入れる。重要な個所は行の右横に番号をふり,プログラムの記述の後で,「プログラムの説明」や「解説」で詳解する。
 ⑦第6章のライントレーサと,RCサーボを4つ使用した二足歩行ロボットの製作は,詳しく作り方を図解する。
 ⑧各章,各節の題目は,学校でのArduino制御実習や,Arduino技術講習会などで,テキストとして利用できるようにまとめる。
 私は,横浜システム工学院専門学校で非常勤講師をしている。マイコン・ロボット科で「アナログ・デジタル回路」,「電子工作」を担当している。「電子工作」の授業内容は,ディスクリート半導体による回路作りと,PICマイコンを使用した電子工作とプログラミングである。これらの工作は,はんだごてを使った手配線で行っている。
 2012年度より,本書の製作例をテキストにして,「電子工作」にブレッドボードによるArduino電子工作を取り入れた。PICマイコンの制御もC言語を使用しているので,学生には,C/C++言語をベースにしたArduino言語はわかりやすい。特に,PMW制御,A-D変換,液晶表示器(LCD)を扱うとき,Arduino言語は,格段に短く簡単な表現でプログラムを作ることができる。
 Arduinoの利用は,他のマイコンの制御回路を構築したことのある人によって,制御や計測がより簡単にできるようになる。また,マイコンや電子回路とは異分野の技術者が何かちょっとしたことを制御したいとき,Arduinoは,必要最小限の勉強で自分のものにすることができるマイコンシステムである。
 本書が,学校でのArduino制御実習や,工作好きな方々のArduino利用技術の向上に貢献できれば幸いである。

 2012年11月
 著者しるす

◆書籍関連情報◆


関連ファイルのダウンロード
第1章 総合開発環境Arduino IDEの使い方
 1.1 Arduino IDEのダウンロードとインストール
 1.2 デバイスドライバーの設定とCOM番号の確認
 1.3 Arduino IDEの画面
 1.4 プログラムの作成とArduino書き込みまでの手順
 1.5 言語設定とエディタの文字の大きさ
第2章 LEDを使った回路
 2.1 LED点灯回路
 2.2 照度センサを使用した高輝度白色LEDの点灯制御
第3章 センサ回路
 3.1 測距モジュール(距離センサ)を使用した距離の測定
 3.2 圧力センサを使用した圧力レベル表示器
 3.3 圧電振動ジャイロモジュールを使用した緊急電源停止回路
第4章 温度計回路
 4.1 7セグメントLED2桁表示の温度計
 4.2 液晶表示器(LCD)を使用した温度計
第5章 アクチュエータ回路
 5.1 DCモータの正転・逆転・停止・速度制御
 5.2 RCサーボの制御回路
 5.3 スピーカによる曲の演奏
第6章 ロボット回路
 6.1 ライントレーサ
 6.2 二足歩行ロボットの製作 ―RCサーボ4つ
索引

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