Arduinoを学べるアプリ：ゼロから始める30日間の初心者ロードマップ

Arduinoを学べるアプリを探しているなら、まず1つの事実を押さえておきましょう。スマホのアプリだけでArduinoボードにプログラムを書き込むことはできません。コードはパソコンからUSBケーブル経由で、Arduino IDE（Raspberry Pi PicoならThonny）を使ってボードに書き込みます。ただ、それ以外の学習はスマホで十分にこなせます。どのプロジェクトから始めるかを選ぶ、回路図を読む、コードが何をしているかを1行ずつ理解する、抵抗値を計算する、学んだことを毎日復習する、といったことです。つまり、アプリでArduinoを学ぶことは可能です。スマホが先生とノートになり、パソコンはボードとやり取りする場所になります。

この記事は、BlueGraysアプリを使ってゼロから始める人のための30日間ロードマップです。買う必要があるもの、アプリの各セクションの役割、4週間でどの無料プロジェクトをどの順番で作るか、毎週覚える命令、1日30分の使い方、そして多くの人がつまずくポイントを紹介します。計画はすべて無料プロジェクトで組み立てています。プレミアムが本当に役立つのはどんなときかは、誇張せずに別のセクションで説明します。

アプリがすること、パソコンがすること

最初に作業を2つに分けておくと、正しい期待を持って始められます。Arduino UnoのマイコンATmega328Pにプログラムを入れるには、コードをコンパイルしてUSB経由でボードに転送する必要があります。これを行うのがArduino IDEで、Windows、macOS、Linuxのいずれかが動くパソコンが必要です。BlueGraysでは、プロジェクトのソースコードセクションでコピーを使ってコードを取得するか、リンクをコピーでパソコン上でコードを開けるリンクを取得できます。これで、手入力にありがちなセミコロンの抜けや大文字・小文字の間違いを避けられます。ブロックで表示スイッチを使うと同じプログラムをブロックで表示できますが、このブロックは読むためのものです。アプリ内でブロックを編集したり、ブロックをボードに書き込んだりすることはできません。

始める前に必要なものは？

30日間の計画に大きなキットは必要ありません。下のリストでロードマップ上のすべての無料プロジェクトをまかなえ、これらの部品の多くは市販のスターターキットに最初から入っています。ボードはArduino Unoをおすすめします。5 Vで動作し、Arduino IDEが追加パッケージなしで認識し、初心者向けのチュートリアルの多くがUnoを前提に書かれているからです。Nanoでも構いませんが、ピン配置が異なるため、回路図の接続を自分のボードのピンに置き換える必要があります。最後の列は、その部品が計画で初めて登場する日です。全部を一度に買う必要はありません。

アプリのセクション：それぞれ何に使う？

BlueGraysはiOSとAndroidで動作し、10言語に対応しています。下部のタブは発見、学ぶ、ツール、マイ工房、プロフィールです。プロジェクトと部品は発見タブ上部の「プロジェクト」と「部品」のセクションから、今日のクイズとコードガイドは学ぶ › レッスンから、フォーラムは「学ぶ」›「フォーラム」から開けます。下の表は、30日間でどのセクションを何に使うか、そして無料かどうかをまとめたものです。

1日目にどこから始めればいいかわからなければ、プロジェクトさがしを開きましょう。ボードの質問には「Arduino Uno / Nano」、経験の質問には「初めて作ります」と答えます。結果画面のまずは無料で練習カードに、同じ部品で始められる無料の練習用プロジェクトが表示されます。まだボードがない場合は「まだ持っていません」という選択肢もあります。プロジェクトさがしはこの記事の計画の代わりではなく、計画と一緒に使うものです。第4週に自分のプロジェクトを選ぶときにも、また役立ちます。

30日間のArduinoロードマップ

この計画では、毎週ちょうど1つずつ新しい考え方を加えます。まずボードに何かをさせ（出力）、次に外の世界に耳を傾けさせ（入力）、それから中間の値を測ったり処理を繰り返したりし（アナログ、シリアルポート、ループ）、最後にそれまでに学んだことを組み合わせます。各プロジェクトには2日かけましょう。1日目は回路を組んで動かし、2日目はコードを理解を読み終えて自分で試すの課題に取り組みます。7日目、14日目、21日目は新しいプロジェクトのない復習日です。表のプロジェクトはすべて、回路図、コード、ブロックを含めてBlueGraysで無料です。また、命令の列にある名前のほとんどには、コードガイドに専用のカードもあります。

第1週（1〜7日目）：LED、タイミング、プログラムの骨組み

1日目がいちばん大変です。作業の大半が準備だからです。Arduino IDEをインストールし、ボードをUSBでつなぎ、「ツール」メニューからボードとポートを選んで、LEDの点滅プロジェクトのコードを書き込みます。LEDが点滅すれば、最初の目標は達成です。2日目は同じプロジェクトでコードを理解を開きます。setup()は1回だけ、loop()は何度も繰り返し実行されます。pinModeはピンを出力にし、digitalWriteはそのピンにHIGHかLOWを書き込み、delayはミリ秒単位で待ちます。自分で試すの課題をやったら、delayの値を1000から200に下げて違いを見てみましょう。3〜4日目は2個のLEDを点灯です。同じ命令を2つのピンで使います。行の順番を入れ替えると動きがどう変わるかを確かめてください。5〜6日目は信号機です。赤2000 ms、黄300 ms、緑2000 msのようなタイミングで、3つのLEDを順番に点灯させます。7日目は新しいプロジェクトを開かず、信号機に自分なりのタイミングを設定し、コードガイドのpinMode、digitalWrite、delayの各カードにあるミニテストを解きましょう。

第2週（8〜14日目）：ボタン、条件分岐、音

今週から、ボードが外の世界に耳を傾け始めます。ボタンでLEDを点灯（押している間のみ）では、ボタンを押している間だけLEDが点灯します。digitalReadはピンがHIGHかLOWかを読み取り、if / elseが何をするかを決めます。回路図でボタンの横に抵抗があるのには理由があります。ボタンが押されていないとき、どこにもつながっていない（フローティングの）ピンはランダムな値を読み取るため、抵抗でピンを決まったレベルに引っ張るのです。Arduinoに押しボタンをつなぐ方法のガイドでは、プルアップとプルダウンの違いと合わせてこれを説明しています。ボタンでLEDの点灯・消灯を切り替えはさらに一歩進みます。1回押すと点灯し、次に押すと消灯します。そのためにプログラムはLEDの状態を変数に覚えておき（ledState = !ledState）、50 msのような短い待ち時間でボタンのチャタリングを取り除く必要があります。12〜13日目はブザーの使い方です。tone()は指定した周波数で音を鳴らし、noTone()で音を止めます。14日目は復習日です。ボタンを押すとビープ音が鳴るような小さな変更に挑戦してみましょう。

第3週（15〜21日目）：アナログセンサー、シリアルポート、ループ

ここまでは、すべてがHIGHかLOWのどちらかでした。LDRで光の強さを測定では、初めて中間の値を目にします。analogRead(A0)は0〜1023の数値を返し、Serial.begin(9600)で開いたシリアルポートのおかげで、その数値をパソコンのシリアルモニタで確認できます。LDRを手で覆って、数値が下がるのを見てみましょう。LDRで作る常夜灯では、同じ値をしきい値と比較し、部屋が暗くなるとLEDが点灯します。このしきい値を自分の部屋の明るさに合わせて調整するのが、この週でいちばん学びの多い作業です。18〜19日目はLEDの警察車両風点滅です。待ち時間をint変数に入れておき、forループで同じ点滅を何回か繰り返します。20〜21日目は流れるLEDです。6個のLEDのピン番号を配列に入れ、forループで順番に点灯させます。シリアルモニタに文字化けが出たら、ボーレートを確認してください。今週の助けになるのはArduinoのシリアルモニタのガイドです。

第4週（22〜30日目）：2つのプロジェクトを組み合わせて自分のプロジェクトに

最後の週は新しいセンサーから始まります。HC-SR04で距離を測定（シリアルモニタ表示）は、センサーが出した超音波のパルスが戻ってくるまでの時間をpulseInで測り、センチメートルに換算してシリアルモニタに表示します。22〜23日目にこのプロジェクトを作って理解しましょう。センサーモジュールをもう少し練習したい場合は、任意のDHT11で温度と湿度を測定プロジェクトを加えてください。このようなセンサーは通常ライブラリを使って読み取るので、必要に応じてArduinoにライブラリを追加する方法のガイドを見てください。24〜29日目が本番です。すでに作った2つのプロジェクトを組み合わせて、小さな自分のプロジェクトにします。いちばん自然な組み合わせはHC-SR04とブザーで、障害物が近づくほどビープ音が速くなるミニ駐車センサーです。30日目にはプロジェクトをフォーラムでシェアします。手順は次のとおりです。

1. 無料プロジェクトを2つ選び、まずはそれぞれを単独で動かします（ここではHC-SR04で距離を測定（シリアルモニタ表示）とブザーの使い方）。
2. 両方のプロジェクトのコードを理解のステップから、どの行が何をしているかをメモします。一方は距離を測り、もう一方は音を鳴らします。
3. ピンの重複を確認します。両方のプロジェクトが同じピンを使っている場合は、片方を空いているピンに移し、下のような小さなピン表を書きます。
4. USBケーブルを抜いた状態で、組み合わせた回路を組みます。次に、setup()内のpinModeの行を1つのスケッチにまとめ、loop()で測定し、if / else if / elseで結果を音に変えます。
5. 距離をシリアルモニタに表示し、10 cmと30 cmのしきい値を自分のテスト結果に合わせて調整します。
6. 動いたら回路の写真を撮り、フォーラムの「ガイド」か「アイデア」カテゴリーでシェアします。コードはコードを追加で添付してください。

1// Gün 24-29 örneği: HC-SR04 + buzzer = mini park sensörü / Day 24-29 example: HC-SR04 + buzzer = mini parking sensor
2const int TRIG_PIN = 9;     // HC-SR04 TRIG / HC-SR04 TRIG
3const int ECHO_PIN = 10;    // HC-SR04 ECHO / HC-SR04 ECHO
4const int BUZZER_PIN = 8;   // buzzer (+) bacağı / buzzer (+) leg
5const int LED_PIN = 7;      // kırmızı LED, 220 ohm ile / red LED, with 220 ohm
6
7// Mesafeyi cm olarak ölçer, yankı yoksa -1 döner / Measures distance in cm, returns -1 if there is no echo
8long readDistanceCm() {
9  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
10  delayMicroseconds(2);
11  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);                       // 10 µs tetik darbesi / 10 µs trigger pulse
12  delayMicroseconds(10);
13  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
14  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000UL);   // en fazla 30 ms bekle / wait at most 30 ms
15  if (duration == 0) return -1;                       // yankı yok / no echo
16  return duration / 58;                               // µs -> cm / µs -> cm
17}
18
19void setup() {
20  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
21  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
22  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
23  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
24  Serial.begin(9600);                                 // Seri Monitör'de 9600 seç / select 9600 in the Serial Monitor
25}
26
27void loop() {
28  long cm = readDistanceCm();
29  Serial.print("cm: ");
30  Serial.println(cm);
31
32  if (cm > 0 && cm < 10) {                            // çok yakın: sürekli ses / very close: continuous tone
33    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
34    tone(BUZZER_PIN, 1000);
35    delay(100);
36  } else if (cm > 0 && cm < 30) {                     // yakın: kesik bip / close: short beeps
37    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
38    tone(BUZZER_PIN, 1000, 80);                       // 80 ms bip / 80 ms beep
39    delay(80 + cm * 10);                              // yaklaştıkça bipler sıklaşır / beeps get faster as you get closer
40    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
41  } else {                                            // uzak ya da ölçüm yok: sessiz / far or no reading: silent
42    noTone(BUZZER_PIN);
43    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
44    delay(100);
45  }
46}
47

このコードで新しいのは、距離の測定をreadDistanceCm()という自作の関数に移したことです。これでloop()が短く読みやすくなります。10 cmより近いと連続音が鳴り、10〜30 cmでは距離に応じてビープ音が速くなり、それより遠いと鳴りません。delay(80 + cm * 10)の行は、障害物が近づくほど間隔を短くします。25 cmで330 ms、12 cmで200 msです。フォーラムでシェアするときは、回路の写真（1投稿につき最大5枚）、コード、「何をするものか」を一文で書けば十分です。改善したい点も書いておくと、より役立つコメントがもらえます。質問をして答えが見つかったら、解決済みにするでトピックを閉じましょう。

毎日30分の学習ルーティン

Arduino、ESP32、Raspberry Pi Picoのどれにする？

この計画がArduino Unoを前提にしているのは、初心者にとっていちばん想定外のことが起きにくいボードだからです。アプリのプロジェクトもそれを反映しています。200件以上のうち、Arduino向けが110件以上、ESP32向けが約50件、Raspberry Pi Pico向けが30件以上です。一方、無料プロジェクトは均等に分かれていて、60件のうちArduino向けが20件、ESP32向けが20件、Raspberry Pi Pico向けが20件です。実際的なアドバイスとしては、最初の30日間をArduino Unoでやり終え、Wi-FiやBluetoothを使いたくなったらESP32に移るのがおすすめです。ESP32をスマホから操作したい場合は、アプリのBlueGrays IoTで最初のデバイスが無料です。手順はESP32をスマホから操作するガイドで説明しています。ほとんどの命令はそのまま使え、ESP32の信号機のようななじみのあるプロジェクトから始められます。Pythonの道を選ぶなら、コードガイドにある18枚のMicroPythonカードと、今日のクイズのMicroPython設定が役立ちます。ピン、入力、出力、条件、ループの考え方は3つのボードすべてで同じです。電圧、メモリ、無線の違いはArduinoとESP32の違いは？で、PicoのMicroPythonのセットアップはRaspberry Pi Picoとは？で紹介しています。

無料でできることと、プレミアムが役立つとき

この記事の30日間の計画は、すべて無料です。ロードマップにあるすべてのプロジェクトの回路図、部品リスト、コード、ブロック、「コードを理解」セクションが開放されています。さらに、7つの電子工作ツール（カラーコード、LED用抵抗、オームの法則など）、今日のクイズの基本機能、36枚のカードからなるコードガイド、フォーラム、プロジェクトさがしが使え、ほかのすべてのプロジェクトの一覧と紹介ページも見られます。つまり、プレミアムなしでも1か月間しっかり学習し、小さな自分のプロジェクトを作れます。プレミアムが役立つのはたいてい30日目以降で、特定のテーマに進もうとして無料プロジェクトが足りなくなってきたときです。個人向けプレミアムは月額または年額のサブスクリプションで提供されており、お住まいの国の現在の価格はアプリのサブスクリプション画面で確認できます。次のどれかに当てはまるなら、検討する価値があります。

• 具体的な目標（ロボットカー、ディスプレイ付きの時計、Wi-Fi経由のスマホ操作など）があり、そのプロジェクトの手順、コード、回路図が必要。
• 行き詰まったときに、プロジェクトページのトラブルシューティング一覧や、プレミアムプロジェクトのコードを理解セクションを使いたい。
• 直列・並列抵抗、分圧、555タイマーなど11のプレミアムツールを使い、保存した計算で結果をすべてのデバイスに残したい。
• マイ工房 › 部品に持っている部品を保存して、手持ちの部品で作れるプロジェクトを確認したい。
• どれにも当てはまらなければ、急ぐ必要はありません。最初の1か月は無料プロジェクトで過ごし、本当に必要なものがわかってから決めましょう。

よくあるつまずきと、アプリで見るべき場所

Arduinoを学ぶ秘訣は、一度にたくさんやることではなく、毎日小さな1ステップを本当に理解することです。LEDを点灯させ、なぜ点灯するのかを読み、値を1つ変え、翌日3分のクイズで復習する。この30日間が終わるころには、pinModeから自作の関数までの基本的な命令を使い、センサーからデータを読み取り、2つのプロジェクトを組み合わせた自分のプロジェクトをシェアしているはずです。この計画をスマホで持ち歩きたいなら、BlueGraysをダウンロードして、1日目にLEDの点滅プロジェクトを開いてください。このロードマップのプロジェクトはすべて、そこで無料で待っています。