毎年恒例のコンシューマー エレクトロニクス ショーが開催中です。つまり、何千人もの人々がラスベガスに集まり、来年の塵が集まるゴミを見つめています。もしかしたらもっと上手くできるかもしれない。そろそろArduinoをチェックしてみる時期かもしれません。
Arduino という言葉からは、作業テーブルに丸まって口を開いたオタクのイメージが思い浮かぶかもしれませんが、そのシンプルさにより、電子機器にあまり詳しくない人でもエレクトロニクスへの入り口となります。 Arduino 自体の基本、配線の狂ったごちゃ混ぜが何を意味するのかを概説し、次に他の人のコードと回路図を使用して、プログラミングを必要とせずに初めてのエレクトロニクス プロジェクトを構築する方法を段階的に説明します。
私たちは賢いArduinoハックを特集しました何年にもわたって。その多くのプロセスは非常に複雑でマニアックな部分が多いように思えるかもしれませんが、始めるのは驚くほど簡単です。このガイドでは、Arduino を使用して、コンピュータからデータを取得する環境光ディスプレイ (右の画像を参照) を作成する方法を段階的に説明します。このプロジェクトは、コンピューターから色情報を取得し、ディスプレイの後ろにあるライトのストリップを同じような色で点灯します。これは、コンピューターの背後の光を増やすことで目の疲れを軽減するのに役立ちますが、映画鑑賞体験に優れた視覚的な追加効果ももたらします (これが、この機能がセールス ポイントである理由です)一部のテレビ）。そのプロジェクトに入る前に、Arduino の背後にある基本と、他の人の無料のオープンソース Arduino コードのみを使用して実行できるさまざまなプロジェクトのいくつかを簡単に見てみましょう。
Arduino とは一体何ですか?
初心者にとって、Arduino は小さなプラスチック片に小さなワイヤーで接続されている、おかしな小さなマシンのように見えます。キットを手にすると、少しずつ意味が分かり始めます。
Arduino の核心は、照明の制御から音楽の作成まで、優れた結果をもたらすことができるコードをコンピュータから受け取り、保存する小型のプログラマブル マイクロコントローラ ボードです。ボード、プログラミング言語、およびオンラインで見つかるほとんどのプロジェクトはオープンソースです。つまり、独自のニーズに合わせて編集して使用できます。 Arduino はオープンソースでシンプルで、価格が 25 ドルなので、エレクトロニクス ベースの DIY プロジェクトを作成および共有するための頼りになるツールとなっています。
Arduino 自体は、USB ケーブルを介してコンピュータに接続し、PC 上のアプリケーションからコードをダウンロードする物理ボードです。 Windows、Mac、Linux のインストール手順を見つけることができます。Arduinoの公式サイトで。このソフトウェアは Arduino とも呼ばれ、独自のコード (Arduino ソフトウェアではスケッチと呼ぶ) をプログラムする場所です。私たちのような Arduino 初心者にとって、ここは他の人のプロジェクトのコードを貼り付ける場所です。コンピューターからコードを Arduino に送信すると、コードは Arduino 自体に保存されます。 Arduino からコードを好きなだけアップロードしたり削除したりできます。
開始するには、ほとんどのプロジェクトを実行するために必要なさまざまな要素がすべて揃うように、より大きなスターター バンドルの 1 つを購入することをお勧めします。Adafruit の実験キット ($85.00)またはSparkFun の発明者キット ($94.95)どちらにも、豊富な種類の部品とその使用ガイドが含まれています。これらで得られるものに加えて、マルチメーター ($15)電気コンポーネントとはんだごて ($9.95)はんだを使って配線を接続します。
他の人のコードを使用して実行できるクールな Arduino プロジェクト
（最終的には）Arduino プロジェクトのコーディングを自分で学び、Arduino でほとんど何でもできるようにすることもできますが、すでに利用可能なオープンソース プロジェクトを単純に利用することもできます (この新進気鋭の Arduino ユーザーはそうしました)。 Arduino を使い始めるのにプログラミングの知識は必要ありません。少しだけ忍耐が必要です。プロジェクトの複雑さはさまざまですが、ほとんどは Arduino とコンピューターのみを使用して実行できます。
私自身初心者として、これらのプロジェクトの多くは少し圧倒されるように思えましたが、Luminch One (インタラクティブ ランプ)、アンプ MOD、PC 環境光の両方に挑戦して成功しました。私は通常、日が昇る前に目覚めるので、次のプロジェクトは、ベッドから出るプロセスをスムーズに行えるように、日の出の目覚まし時計です。ここでは、プログラミング経験がなくても自分で実行できる簡単な Arduino プロジェクトの一部を少しだけ紹介します。
アイドル状態のホームシアターアンプをオフにする:あなたが私と同じなら、音楽を聴いたり映画を観たりした後は常にアンプをオンにしたままにするでしょう。この賢い Arduino ハックは、オーディオ レベルを監視し、使用していないときはアンプの電源をオフにします。
コンピューターの熱を監視する:使用できますコンピューターの熱を監視するプログラム、しかし、何が起こっているかを伝える楽しくて派手な方法を探しているなら、このプロジェクトはArduinoを使用してケース内の温度を監視します。熱くなりすぎるとライトが点灯するので、何が起こっているかがわかります。
日の出目覚まし時計:どれだけ慣れていても、アラームで起きるのは面倒です。日の出目覚まし時計は、アラームが鳴る前に日の出のような色と光で部屋を暖めることで問題を解決します。ケーブルの数が多いため、少し複雑に見えますが、すべてを把握できれば、驚くほど簡単です。
ルミンチ 一波制御光:Luminch One は、手をかざして明るさを制御できるインタラクティブなランプです。このプロジェクトは一見するとかなり複雑に見えますが、難しさの大部分はバルサ材からランプシェードを組み立てることです。
PC環境照明: PC にアンビエント ライトを追加すると、ビデオ視聴体験が非常にクールになります。 Arduino と PC 上の小さなコードを使用して、画面を監視し、モニターの背後に照明を作成します。次のセクションでは、Rajarshi Roy のプロジェクトによるこのプロジェクトについて説明します。
独自のコンピュータ用の PC アンビエント照明を構築する
多くの人は Arduino を使用して自分のアイデアを強化することを好みますが、Arduino は他の人がすべての大変な作業を行ったプロジェクトを達成するためのツールとしても使用できます。ここでの Arduino は、IKEA の箱に入っている六角レンチのようなものだと考えてください。指示に従うだけで正しい結果が得られます。 PC アンビエント ライティング プロジェクトに必要な部品を見てみましょう。
必要な部品
Arduino
ジャンパー ワイヤー 13 本 (75 個入りで 6 ドル):ワイヤーが何であるかはすでにご存知でしょうが、ワイヤーは Arduino プロジェクトを機能させるための基礎です。ワイヤーを使用して Arduino をブレッドボードに接続し、すべてを通信させる回路を作成します。爆弾の爆発を止めるためにワイヤーを切断する必要がある映画を見るのはこのためです。接続を切断すると、システム全体の動作が停止する可能性があります。
RGB LED ストリップ ($15.95):これが私たちのプロジェクトの核心です。このライトのストリップはコンピュータの画面と同じ色で点灯し、画面が実際よりも大きく見えるようにします。個々の LED ライトは、回路が動作していることを証明するため、Arduino プロジェクトでは一般的です。
はんだごてとはんだ（$9.95）:はんだごては、はんだを使用して部品間に新たな永続的な接続を作成するために使用されます。一般に、Arduino プロジェクトでは、ワイヤーを別のワイヤーに接続する以上に複雑なことをする必要はありません。このプロジェクトでは、必要に応じて絶縁テープを使用することもできますが、常にはんだ付けすることをお勧めします。
ブレッドボード ($5):ブレッドボードは、さまざまな電子機器をはんだ付けせずに接続します。これは、さまざまなコンポーネントを接続できる小さな穴のグリッドで構成されています。これらの穴はすべて、小さな Lite-Brite のようにつながっています。ボードの外側では、ボードの一方の端がもう一方の端に接続されるように、水平にリンクされます。内側では縦に繋がっています。これにより、物理的に接続することなく、1 本のワイヤで別のコンポーネントに情報を送信できるようになります。右側の写真は私たちが実験したミニブレッドボードですが、このプロジェクトは通常サイズのブレッドボードを使用した方が簡単です。
LED 回路ドライバー (60¢):回路ドライバーは、複雑な電子コードの代わりに使用されます。さまざまなタイプの回路が存在しますが、このプロジェクトでは LED ドライバーを使用しているため、余分な作業をせずにライトを制御できます。
12V DC 電源 ($5.95):これは標準の 12V 電源です。家の中にこのプロジェクトに使用できるものが転がっているかもしれません。電圧は、電源ブリックの背面またはトングの下の「出力」で確認できます。 LED に直接電力を供給するためにこれを使用しているため、Arduino 自体に接続する必要はありません。
DCバレルジャックアダプター(95¢):このアダプターは電源をブレッドボードに直接接続するため、電源ケーブルを半分に接続して自分で接続する必要がありません。これはオプションですが、プロジェクトが少し簡素化されます。
ステップ 0: Arduino、Processing、および Arduino ドライバーをコンピューターにインストールする
ダウンロードしてインストールします処理そしてArduinoまだお持ちでない場合は、ソフトウェアをインストールしてください。また、Arduino互換のUSBドライバーこれにより、マシンが Arduino と適切に接続できるようになります。ソフトウェアを動作させるのに問題がある場合は、以下を参照してください。Ladyada の素晴らしいガイドArduinoの初期セットアッププロセスについては、
ステップ 1: 処理中のコードをコピー、貼り付け、実行する
コンピューターで「処理」を開きます。から処理コード (オレンジ色のテキスト) をコピーして貼り付けます。ラジャルシ・ロイのブログ処理中です。 「スケッチ」>「実行」をクリックします。これにより、コンピュータ画面上に小さなウィンドウが開き、現在画面上で最も目立つ色が表示され、最終的にはそれが Arduino にエクスポートされます。画面上にウィンドウが開かない場合、プログラムは実行されていません。この手順を繰り返し、スクリプトが適切に構築されていることを確認します。
ステップ 2: コードをコピー、貼り付け、Arduino で実行する
Arduino ソフトウェアを開き、Arduino コード (投稿の下部近くのボックス内のテキスト) を新しいスケッチに貼り付けます。 [スケッチ] > [検証/コンパイル] をクリックして、コードがそこに適切に存在することを確認します。ファイルを保存し、USB ケーブルを使用して Arduino をコンピュータに接続します。 「ファイル」>「アップロード」をクリックします。これでソフトウェア側ですべての準備が整いました。今のところ、回路を組み立てる予定なので、Arduino をコンピューターから切断しても問題ありません。
ステップ 3: 回路ドライバーと LED ストリップをブレッドボードに接続する
回路を組み立てるのが最も恐ろしい部分です。ありがたいことに、Rajarshi は私たちにコピー元の高解像度画像。この図がまだわかりにくい場合は、さらに簡略化してあります。右の画像をクリックすると拡大表示され、操作内容がわかりやすくなります。
まず、回路ドライバーをブレッドボードの中央に接続します。これが他のすべての基準になります。次に、非常に軽いはんだ付けを行って LED ストリップを下塗りします。はんだごて、ジャンパー ケーブル 4 本、LED ストリップを使用すると、このチュートリアルに従って、ジャンパー線をストリップにはんだ付けして接続します。。はんだ付けに慣れていない場合は、絶縁テープを使用してワイヤと LED ストリップを接続することに成功しましたが、これは永続的な解決策ではありません。
ステップ 4: 残りのケーブルをすべて接続する
Rajarshi の写真にあるように、残りのケーブルをすべて正確に接続します。接続する必要があるのは 9 つだけですが、追跡するのが難しい場合は、左から右に向かって作業してください。持っていれば一番簡単です写真と同様のブレッドボード, しかし必須ではありません。ケーブルが写真のように水平および垂直に正確に並んでいることを確認してください。
ステップ 5: 電源と DC バレル ジャック アダプターを接続する
12V 電源アダプターは左上隅に差し込まれています。写真のようにケーブルを接続する代わりに、DC バレル ジャック アダプターを接続するので、電源を切断することを心配する必要はありません。ジャックアダプターを図と同じ位置にはめ込みます。次に、電源を接続します。
Rajarshi のチュートリアルと同じ設定にしたい場合は、電源のアダプター側を切り落とし、カッターナイフまたはワイヤーカッターでプラスチックを少し剥がしてから、電源アダプターに接続する必要があります。このような端子。切断部分でお困りの場合は、このビデオではプロセスを説明します。
ステップ 6: Arduino をコンピュータに接続し、処理を実行してテストする
ブレッドボードを Arduino に接続し、電源をコンセントに差し込んだ状態で、USB ケーブルで Arduino をコンピュータに接続し直します。次に、前にコンパイルした処理コードを実行します。 Arduino の LED がコンピュータの色を反映して点灯するはずです。照明を消して映画を観て、DIY のアンビエント照明をお楽しみください。
トラブルシューティング
何かが正しく動作しない場合は、Rajarshi のブログのコメント セクションに、他のハッカーや Rajarshi 自身によるさまざまな解決策が掲載されています。 Rajarshi は、遭遇する可能性のある一般的な問題についていくつかのメモも追加しています (リンクが追加されました)。
LED ストリップと電源が動作するかどうかを確認するには、電源の +12V をストリップの +12V ピンに直接接続し、電源のグランドを各 R、G、B ピンに一度に 1 つずつ接続し、点灯するかどうかを確認します。
Arduino がフラッシュされたコードをメモリに保持しているかどうかを確認するには、電源を切断して再接続した後に単純な LED 点滅コードが機能することを確認します。
処理コードが動作し (もちろん Arduino が接続されている状態で)、実行され、ボックス内の色が適切に変化することが確認できます。そうでない場合は、コード内のシリアル ポート番号を変更します。それでもうまくいかない場合は、
Javaのインストールを確認してください
。
上記のすべてが機能する場合、それはあなたの接続に違いありません。
詳細な資料と情報源
単純なプロジェクトを説明するだけでは、Arduino でできることをすべて理解するのに十分ではありません。ここでは、サポートが必要なお気に入りのチュートリアル、ストア、フォーラムをいくつか紹介します。
Ladyada の Arduino チュートリアル:私にとって、これは Arduino を使い始めるための最良のチュートリアルでした。これは、Arduino の基本機能に慣れるためのシンプルで直線的なチュートリアルです。ライトが光ったり、音が鳴ったり、パーツが揺れたりするプロセスをガイドします。
公式Arduinoサンプルチュートリアル:Arduino コンピュータ ソフトウェアには、独自のコードで使用したり、学習体験として実行したりできるサンプルが大量にロードされています。公式サイトでは、ソフトウェアの初回ダウンロードに含まれるサンプルを 1 つずつ説明しています。これは、tonePitchFollower のようなキャッチーな名前の例を見て、自分でテストしてみたい場合に最適です。
Instructables の Arduino セクション:Instructables の Arduino セクションでは、プロジェクトの新しいアイデアが充実しています。これは、他の人が Arduino を使用しているプロジェクトの種類を確認したり、新しいプロジェクトを探したりする場合に最適です。
Make Magazine の Arduino セクション:Make Magazine の Arduino セクションは、新しいプロジェクト、説明、ガイド、チュートリアルのための膨大なリソースです。これは、Arduino の初心者と専門家にとって最適なワンストップの場所です。
アダフルーツ・インダストリーズ:Adafruit Industries は Ladyada によって開始されたストアであり、そのチュートリアルは上にリンクされています。必要なほぼすべての部品を追跡するのに最適なストアです。フォーラムにアクセスしてプロジェクトを共有したり、助けを求めたりするのにも適した場所です。
スパークファンエレクトロニクス:私は SparkFun Industries に注文することができて幸運でしたが、それは彼らが私と同じ州に拠点を置いていることが部分的にあるかもしれません。とにかく、彼らは迅速で、特定の部品を見つけるのに喜んで協力し、他では在庫を見つけるのが難しい部品を多数持っています。
公式フォーラム:プロジェクトについて疑問がある場合、または何かを機能させるために助けが必要な場合は、公式フォーラムが最適な場所です。コードを批評したり、特定のプロジェクトで発生する可能性のある問題を解決したりできる親切な人々がたくさんいます。
初めて見ると、Arduino プロジェクトは完全に混沌としていますが、ゆっくりと手順を進めていくと、それが実際にはいかにシンプルであるかがわかります。最初のチュートリアルを完了するまでに、基本をしっかりと理解しており、最終的にはより複雑なプロジェクトに進むことができます。 Arduino を使った私の短い経験から、学習曲線は最初に思ったほど急ではないことがわかりました。これまでに 5 ～ 6 件のプロジェクトしか受けていません (そしてその 2 倍のプロジェクトを完了できませんでした) が、今では基本的なことには慣れています。プロジェクトが完了するたびに、離職率の削減に近づいており、最終的には離職率が完全になくなることを願っています。
他の人のコードまたは自分のコードを使用して、単純または複雑な独自の Arduino プロジェクトを完了したことがありますか?コメントでそれについて聞いてみましょう。
