Arduino 電子工作セミナー

Arduino electronics workshop conducted at Meiji University, Kawasaki, which delved into assembling an internet-linked infrared remote.

A clean and minimalistic illustration of an electronics workshop in Japan, featuring a 40-year-old Japanese teacher explaining the use of an Arduino. The classroom has about six tables, each with a primary school-aged student and their parent. A blackboard with the word 'Arduino' written on it is prominently displayed. The tables are adorned with various electronic devices and components. The style is sleek and simple, with a wide aspect ratio, emphasizing a modern and uncluttered aesthetic that appeals to both children and adults.

資料を公開しました

2020年6月更新

もしかすると皆様のお役に立つかも知れませんので、当時のプレゼンテーション資料（計152ページ）を公開させて頂きます。かなり真面目に書いておりますので、内容はやや濃いめです。（権利関係の微妙な引用資料は削除しております。また、商用利用は御遠慮ください。ライセンスは CC BY-NC-SA 4.0 とさせて頂きます。）

資料抜粋

152ページの内容から、少しだけ御紹介します。

今回の実践編（工作）では、以下の道具および部材が必要、あるいはあると便利です。次ページからは、必要度、市場価格など詳しい情報を含めて説明します。 ハンダごて, ハンダごて台 ニッパ ラジオペンチ ピンセット ワイヤストリッパ 老眼鏡 （ハンズフリー虫眼鏡） デジタルマルチメータ（DMM）あるいはテスター ノートパソコン, 標準 USB ケーブル ハンダ（鉛フリー） リード線 ハンダ吸取線 養生テープ, マスキングテープ • Arduino 開発環境（IDE）で先ほどのサンプルプログラムを開いたところです • /* */ で挟まれたところ、// で始まる行はコメントです。 C, C++ と同じです • Sketch では setup() と loop() という 2つの関数が必須となっています – void setup(void); – void loop(void); GPIO にスイッチと LED を繋ぎたいとしましょう （正確なつなぎ方は後で説明します） 入力側: スイッチをオンにすると、GPIO 入力に 5V が繋がり、オフにすると 0Vが繋がるようにします 出力側: GPIO に 1 を書き込むと HIGH になるので、そこに LED を繋いで電流が流れるようにします HIGH VDD = （たとえば） 5V 電流 入力 LOW 出力 GND HIGH GPIO の使いかた実例（3） • モーターを回す回路例も、参考までに示しておきます – 回路中のトランジスタ SS8050D や、ダイオード 1N4004 は、共立エレショップなどで購入できます – ダイオードはモーターの近くに付けてください。極性に注意 – モーターに加える電圧は、モーターの仕様に合わせてください。（マブチモーターとかだと 3V くらい?） – R4 の 330Ω は、5V の Arduino の場合です。3.3V Arduino の場合は 220Ω 程度を使ってください  部品のリード線の取り扱い • 部品のリード線にそのまま力をかけると、部品内部の接合部が傷むことがありますので、写真（上）のようにラジオペンジで押さえて曲げるようにすると良いでしょう • また、写真（下）のように、2.54ミリピッチの整数倍に曲げられる専用ジグも売られています! • 細かいことをいうと、リード線に触れる前に手を石鹸で洗っておくとベターです（脂が付くとハンダの乗りが悪くなる） • なお通常は、リード線はハンダ付けの後に余分な長さを切断します。先に切断してしまうと LED などの極性が分からなくなります  抵抗器の（片側を）繋いでしまいます • 実体配線図を確認しながら、抵抗器の、コネクタと反対側のリード線をすべてハンダ付けで接続します。コネクタ側は繋がないように! • 若干ハンダが盛り気味になると思いますが、くっついていれば（たぶん）大丈夫です • 繋いだら、左にはみ出たリード線は不要なので切断します • 下側のリード線は、LED に接続するために残しておきます LED の − （マイナス） 側を配線します • LED の − （マイナス）側は、コネクタのGND （写真で右から 2番目か 3番目）と繋ぎます • 余っているリード線を使って写真のように配線します • 左上のリード線は、先を少し（1ミリ程度）曲げて穴に差しておきます。指先の器用な人は私よりも綺麗にできるはず! • ここでもマスキングテープを使って固定すると、作業に非常に楽です • なお右上の接続点が届かない場合は、双方のリード線を斜めに曲げてハンダ付けしてもオーケーです （リード線を長めに切り落としておく理由はここにあります） 最終的にこのような形になります 表側はこんなです

主な内容

  1. 工作に必要な工具の紹介（購入のしかた）
  2. マイコンボード Arduino（アルデュイーノ）ってどんなもの
  3. 今回のテーマ: ネットに繋がる赤外線リモコンを作ろう
  4. 必要な電子部品（購入のしかた）
  5. Arduino の基礎
  6. マイコンハードウェアの基礎
  7. パソコンと Arduino で通信をしよう
  8. 論理式とデジタル回路の基礎
  9. GPIO（ジー・ピー・アイ・オー） ってなんだろう
  10. スイッチ、LED、モーターの繋ぎかた
  11. 初めてのハンダ付け
  12. 抵抗器のカラーコードを読んでみよう
  13. 電子工作の TIPS（工夫）
  14. 学習リモコンのプログラムを動かそう

2015年の工作会

2015年8月、川崎市にある明治大学理工学部の実験室をお借りして、一般参加者向けの電子工作会を開催させて頂きました。子供向けではなく、8月末の土曜日という時期でありながら、10名ほどの御参加を頂きました。皆様、御参加ありがとうございました。

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先生方から一言

明治大学からは、理工学部情報科学科、学科長の井口教授と、疋田教授に御出席を賜り、コメントを頂戴いたしました。疋田先生には、学問から現実世界までのギャップが以前にも増して大きくなり、（今回テーマとなっている）電子工学におけるマクスウェル等の基礎理論から現在の実用技術までの長い道のりと同様、情報科学でも学生に基礎から応用まで修得して貰うことがチャレンジングなことになっているというお話を頂きました。井口先生には、最近のインターネットの普及で種々情報の取得が容易になって便利な反面、世界中に先行者が存在することで、学生さんにとって、身近な目標設定から将来のキャリア習得までのモチベーション確保が困難になりつつ時代であるというお話を頂戴しました。

時間との戦い

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内容を欲張りすぎたために時間配分が難しく、午後半日の講習会時間には納まりきれませんでしたが、参加者の皆様の間での会話や共同作業が活発で、有意義な時間として頂いたのではないかと嬉しく思っております。次回は、電子回路図の理解やハンダ付け実習にもっと時間を取り、余裕のある時間配分で臨みたいと思っております。

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今後の展開

なお、参加頂いた方は各方面の技術エクスパートでいらっしゃいます。今後は、今回の参加者の方々にも各種御専門の技術を展開頂き、コミュニティを広げていければと思っております。

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最後になりましたが改めて、皆様ありがとうございました。なお、今回のアジェンダは以下の通りです。

今回のアジェンダ（当初案）

1. はじめに

1-1 最近のマイコンボードの特徴と利用形態
1-2 今回の応用の内容説明（学習赤外線リモコン）

2. 部品の入手について

2-1 実地での購入（秋葉原など）について
2-2 近年主流のネット通販について

3. マイコンボード Arduino の導入

3-1 開発環境の導入
3-2 パソコンとの接続
3-3 Hello World（LED の点滅など）

4. Arduino プログラミング

4-1 ソフトウェアの基本構造 setup() と loop()
4-2 GPIO の利用
4-3 シリアルポートの利用
4-4 ビジーウェイトと割込

5. 実作業上の注意点

5-1 GPIO の原理
5-2 静電気とその他の注意

6. 実作業（ハンダ付けとプログラミング）

6-1 電子基本の部品
6-2 ブレッドボードとプリント基板
6-3 ハンダ付けの実際
6-4 プログラミング

7. 回路の理解

7-1 LED の駆動方法
7-2 センサーの接続（デジタル/アナログ）
7-3 [上級編] モーターの駆動

8. まとめと Q&A

サンプルプログラム

今回のプレゼンテーション資料は公開させて頂いておりませんが、サンプルプログラムは BSD ライセンスで配布しております。御興味があれば御参照ください。

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