Failed uploading: no upload port provided？Arduinoの書き込みエラーの直し方

Arduinoにコードが書き込めず、出力ウィンドウに赤いavrdudeのエラーが出ていますか？心配はいりません。こうした問題のほとんどは、ボードの故障ではありません。原因は充電専用のUSBケーブル、CH340ドライバの不足、ボードやポートの選択ミス、0番・1番ピンにつないだモジュール、またはポートを使っている別のプログラムです。正しい順番で確認すれば、たいてい数分で直ります。もし本当にボードが故障していても、それを確かめる簡単な方法があります。

このガイドでは、まず書き込みのときに裏で何が起きているか、エラーメッセージをどう読むかを紹介します。次に、症状・原因・対処法の診断表で問題をステップごとに絞り込みます。Arduino NanoのATmega328P (Old Bootloader)の設定、シリアルモニタなどのプログラムがポートをふさぐ問題、ESP32のFailed to connectエラーとBOOTボタン、Raspberry Pi PicoのBOOTSELとUF2を使う方法も取り上げます。各セクションには短いテスト用スケッチがあるので、問題が解決したらボードを確認できます。

書き込みのしくみ：コンパイルエラーか、書き込みエラーか？

「書き込み」を押すと、2つの別々の処理が行われます。まずIDEがコードをコンパイルします。うまくいけば、出力ウィンドウにスケッチが何バイト使うかを示す行（Sketch uses 924 bytes）が表示されます。次にavrdudeというプログラムが選択したポートを開き、DTR信号でボードを再起動して、ボード内の小さな読み込みプログラムであるブートローダとハンドシェイクを行います。リセット後、ブートローダが待ち受けるのは約1秒だけで、データが届かなければボードに入っている古いプログラムがそのまま動きます。エラーメッセージは、この流れのどこで途切れたかを教えてくれます。赤い文字がコンパイル中に出た場合、問題はコードにあり、ボードやケーブルとは関係ありません。

よくあるavrdudeのエラーとその意味

ステップごとの診断表：症状、原因、対処法

表は上から順に読んでください。最初の行ほどよくある問題で、直すのも簡単です。変更するたびに書き込みを試し直しましょう。いくつも同時に変えると、どれで直ったのかわからず、次に同じエラーが出たときにまた困ることになります。

クイックチェックリストと書き込みテスト用スケッチ

1. ボードからシールド、モジュール、0番・1番ピンの線など、すべてを外します。USBケーブルだけをつないだ状態にします。
2. ボードをパソコン背面のUSBポートに直接つなぎます。ハブ、延長ケーブル、前面のソケットは避けましょう。
3. 「ツール」>「ポート」を開いてリストを見ます。ボードを抜き差しし、どのポートが消えてまた現れるかを確認します。リストがまったく変わらないなら、問題はケーブルかドライバです。
4. 「ツール」>「ボード」でボードのモデルを正確に選びます。Nanoなら「ツール」>「プロセッサ」で正しいブートローダも選びます。
5. ほかのプログラムや2つ目のIDEウィンドウがポートを使っていないか確認します。迷ったら、すべて閉じてください。
6. 書き込み時の詳細表示をオンにし、下の小さなテスト用スケッチを書き込みます。エラーがないとわかっているコードで試せば、コンパイルの問題を除外できます。
7. それでも失敗する？リセットボタンを押してみてください。LのLEDが1回または数回すばやく点滅すれば、ブートローダは生きています。その場合は下のループバックテストに進みます。
8. 別のパソコンや別のボードで試します。問題がボードについて回るならボードに、パソコンに残るならドライバかOSの設定にあります。

1// Yükleme testi: LED yanıp söner, sayaç yazılır / Upload test: blinks the LED, prints a counter
2unsigned long sayac = 0;   // çalışma sayacı / run counter
3
4void setup() {
5  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);   // Uno ve Nano'da pin 13 / pin 13 on Uno and Nano
6  Serial.begin(9600);
7  Serial.println("Yukleme basarili / Upload OK");
8}
9
10void loop() {
11  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
12  delay(200);                     // yanma süresi: değiştirip tekrar yükle / on time: change it and re-upload
13  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
14  delay(800);
15  Serial.println(sayac++);        // Seri Monitör 9600 baud / Serial Monitor at 9600 baud
16}

書き込みに成功すると、LのLEDが短く点いて長めに消え、9600ボーでシリアルモニタを開くとカウンターが増えていきます。新しいコードが本当にボードに届いたか確かめるには、delay(200)をdelay(50)に変えてもう一度書き込みます。点滅のリズムが変わらなければ、古いプログラムがまだ動いています。シリアルモニタに文字化けが出る場合は、シリアルモニタのボーレート設定がコードと合っていないだけで、書き込みエラーではありません。

COMポートが表示されない：USBケーブルとCH340、CP2102のドライバ

ポートのメニューがグレーで選べない、または空なら、まずケーブルを疑いましょう。スマホの充電器に付いてくる細いケーブルの多くは電源用の2本の線しかなく、データ用のD+とD-の線がまったくありません。こうしたケーブルではボードの電源LEDが点くので紛らわしいのですが、パソコンはデバイスを認識せず、接続音すら鳴りません。スマホへのファイル転送や、動くとわかっている別のボードでケーブルを試してください。Unoの太いタイプBのケーブルではこの問題はまれですが、NanoのMini USBや、ESP32やPicoのボードのMicro USB、USB-Cのケーブルではとてもよくあります。

ケーブルに問題がなければ、次に疑うのはドライバです。USBソケットの横にあるチップの文字を読んでください。純正品のArduino UnoとMegaはATmega16U2、互換品のUnoとNanoの多くはCH340GかCH340C、ESP32の開発ボードはたいていCP2102かCH340を使っています。Windowsではデバイスマネージャーを開きます。ボードが認識されていればPorts (COM & LPT)（ポート（COMとLPT））の下に表示されます。Other devices（ほかのデバイス）の下に黄色い感嘆符付きのUSB2.0-Serialがあれば、CH340ドライバが入っていません。

Windows 10と11では、たいていWindows UpdateがCH340とCP2102のドライバを自動でインストールします。そうならない場合は、チップメーカーのWebサイトからCH340用のCH341SERドライバ、またはCP2102用のCP210x VCPドライバをダウンロードしてインストールし、ボードを抜き差ししてください。現在のmacOSには両方のチップのドライバが含まれていて、出どころの違う古いドライバを重ねて入れると、かえって悪化することがほとんどです。Linuxではドライバはすでにカーネルに入っていますが、ポートを使うにはユーザーをdialoutグループに追加し（sudo usermod -a -G dialout $USER）、ログインし直す必要があります。そうしないとPermission deniedエラーが出ます。Ubuntu 22.04以降でCH340のボードを挿した直後にポートが消える場合、原因はたいていスクリーンリーダーのパッケージbrlttyです。使っていなければsudo apt remove brlttyで削除してください。

ボード、プロセッサ、ポートの選択ミス

Arduino IDE 2では、上部バーのドロップダウンか、「ツール」>「ボード」と「ツール」>「ポート」のメニューでボードとポートを選びます。Windowsでは、リストにCOM1やいくつかのBluetoothの仮想ポートが表示されることがあります。正しいポートを見つけるいちばん簡単な方法は、ボードを抜いてどのポートが消えるかを見ることです。UnoなのにMega、NanoなのにLeonardoのように、ボードメニューで違うモデルを選んでいると、avrdudeはまったく応答を得られないか、Device signatureの行で予想外のチップIDを見ることになります。もう1つ注意点があります。ふつうの書き込みにはCtrl+Uを使ってください。「スケッチ」>「書込装置を使って書き込む」は外部のISP書込装置を前提にしていて、成功するとボードのブートローダを消してしまいます。そうなると、ボードはUSBからの書き込みを受け付けなくなります。

Arduino Nanoに書き込めない：ATmega328P (Old Bootloader)

市販の安価なNanoの多くはCH340を使った互換品で、その多くにはまだ古いブートローダが入っています。2018年の初めに、ArduinoはNanoのブートローダを、Unoで使われているより小さくて速いOptibootに切り替えました。それ以来、IDEの標準のATmega328Pオプションは115200ボーで通信します。古いブートローダが待っているのは57600ボーです。速度が合わないと、ボードがまったく応答しないように見え、not in sync: resp=0x00エラーが10回の試行で繰り返されます。対処法はメニューの設定1つだけです：「ツール」>「プロセッサ」>「ATmega328P (Old Bootloader)」。どちらが正しいかわからなければ、選択肢を順番に試してください。選び間違えてもボードが傷むことはありません。

0番・1番ピンのモジュールが書き込みを妨げる

UnoとNanoでは、USBシリアル変換チップが1 kΩの抵抗を通してATmega328PのD0（RX）とD1（TX）ピンにつながっています。書き込みの間、このラインはパソコンのものです。HC-05 Bluetoothモジュール、GPS、ESP-01、指紋センサーのようなシリアルモジュールがこれらのピンにつながっていると、自分のデータをラインに流したり、ラインを一定のレベルに固定したりして、ブートローダのハンドシェイクを乱します。その結果、やはりprogrammer is not respondingやnot in syncが出ます。いちばん手っ取り早いのは書き込み中にD0とD1の線を外すことで、根本的な対策はSoftwareSerialでモジュールを別のピンに移すことです。

1#include <SoftwareSerial.h>
2
3// HC-05 TX -> D10, HC-05 RX <- D11 (gerilim bölücüyle / through a voltage divider)
4SoftwareSerial bt(10, 11);   // RX, TX pinleri / RX, TX pins
5
6void setup() {
7  Serial.begin(9600);        // USB: Seri Monitör / USB: Serial Monitor
8  bt.begin(9600);            // HC-05 veri modu hızı / HC-05 data mode baud rate
9  Serial.println("Hazir / Ready");
10}
11
12void loop() {
13  if (bt.available()) Serial.write(bt.read());      // telefondan bilgisayara / phone to PC
14  if (Serial.available()) bt.write(Serial.read());  // bilgisayardan telefona / PC to phone
15}

このスケッチでは、HC-05のTXをD10に、RXをD11につなぎます。HC-05のRX入力は3.3 Vで動くので、D11との間に1 kΩと2 kΩの抵抗で作った分圧回路を入れてください。これでモジュールをつないだまま書き込めて、シリアルモニタに入力した内容をスマホに送れます。配線の全体とATコマンドモードについてはHC-05 Bluetoothモジュールのガイドを参照してください。MegaならSoftwareSerialは不要です。Serial1（TX1 = D18、RX1 = D19）のような追加のハードウェアシリアルポートがあります。

シリアルモニタとポートをふさぐプログラム

シリアルポートを開けるのは、一度に1つのプログラムだけです。そのため、WindowsではAccess is denied、macOSとLinuxではResource busyと表示されます。Arduino IDEは書き込み中にふつう自分のシリアルモニタを一時停止しますが、すべてのバージョンやボード、とくにESP32で完璧に動くわけではありません。エラーが出たら、まずシリアルモニタのタブを閉じてください。それ以上によくあるのは、別のものがポートをつかんでいるケースです。2つ目のIDEウィンドウ、開いたままのシリアルプロッタ、PuTTY、Curaのような3Dプリンターのソフト、VS CodeのPlatformIOモニター、バックグラウンドで動くPythonスクリプトなどです。これらを閉じ、ボードを抜き差ししてもう一度試してください。Linuxではsudo lsof /dev/ttyUSB0で、どのプログラムがポートをつかんでいるかを確認できます。

ボードは壊れている？ループバックテストとブートローダの書き込み

ここまでをすべて試してもまだ書き込めない場合は、問題がUSB側にあるのか、メインのプロセッサにあるのかを突き止める必要があります。UnoとNanoでの定番の方法はループバックテストです。メインのプロセッサをリセット状態に保ち、USBシリアル変換チップに自分自身と通信させます。このテストではコードを書き込む必要はありません。

1. ボードから配線をすべて外し、USBケーブルだけをつないだ状態にします。
2. ジャンパーワイヤーでRESETピンをGNDにつなぎます。これでATmega328Pがリセット状態に保たれ、ラインから外れます。
3. 2本目のワイヤーでD0とD1ピンをつなぎます。
4. IDEでボードのポートを選び、シリアルモニタを開きます。このテストではボーレートは関係ありません。
5. 入力欄に文字をいくつか入力して送信します。入力した文字がそのまま返ってくれば、ケーブル、ドライバ、USBシリアル変換チップは正常で、問題はメインのプロセッサかブートローダにあります。何も返ってこなければ、問題はUSB側です。
6. 終わったら、2本のワイヤーを忘れずに外してください。

ループバックテストは通るのに書き込みが失敗し、リセットを押してもLのLEDが短く点滅しない場合は、ブートローダが消えたか、チップが交換されている可能性があります。2台目のUnoを使えば、ブートローダを書き込み直せます。書込装置役のUnoに「ファイル」>「スケッチ例」>「11.ArduinoISP」>「ArduinoISP」を書き込みます。次に、書込装置のD10を書き込み先のRESETピンに、D11、D12、D13を書き込み先の同じ番号のピンに、5VとGNDどうしをつなぎます。書込装置のUnoのRESETとGNDの間に10 µFのコンデンサを入れてください。これで書込装置が自分自身をリセットするのを防げます。最後に「ツール」>「書込装置」>「Arduino as ISP」を選び、ボードメニューで書き込み先のボードを選んで、「ツール」>「ブートローダを書き込む」を実行します。この方法で、互換品のNanoに新しいOptibootを入れることもできます。

ESP32に書き込めない：Failed to connectとBOOTボタン

ESP32では、書き込みを行うのはavrdudeではなくesptoolです。出力にはまずConnecting........_____.....という行が表示され、esptoolがボードをダウンロードモードにしようとします。失敗すると、A fatal error occurred: Failed to connect to ESP32で始まるエラーが出ます。現在のesptoolでは、ボードがふつうに起動してしまった場合、メッセージはWrong boot mode detected (0x13)! The chip needs to be in download mode.と続きます。0x13は、ボードがダウンロードモードではなく通常の起動モードで立ち上がったことを意味します。ボードがまったく応答しない場合、メッセージはNo serial data receivedで終わります。古いバージョンでは、これがTimed out waiting for packet headerと表示されます。ボードが自分でダウンロードモードに入れないなら、手で入れます。

1. IDEで「書き込み」をクリックし、出力ウィンドウを見ます。
2. Connecting...が表示されたらすぐに、ボードのBOOTボタンを押し続けます。
3. それでもつながらない場合は、BOOTを押したままENを1回短く押して離します。
4. 出力にWriting atで始まる行と書き込みの割合が流れ始めたら、BOOTを離します。
5. 書き込みはHard resetting via RTS pin...で終わります。プログラムが始まらなければ、ENを1回押してください。

なぜこうなるのでしょうか。ダウンロードモードに入るには、ESP32のGPIO0ピンが起動の瞬間にLOWになっている必要があります。開発ボードにある2つのトランジスタの自動リセット回路は、USBチップのDTRとRTS信号でこれを自動的に行いますが、安価なボードではタイミングが合わないことがあります。毎回BOOTを押すのに疲れたら、根本的な対策があります。ボードのENピンとGNDの間に10 µFの電解コンデンサをつなぎます（マイナスの足をGNDに）。コンデンサがENラインの立ち上がりを遅くし、自動リセット回路がGPIO0をLOWに保つ時間を作ってくれます。

1// ESP32 yükleme testi / ESP32 upload test
2const int LED_PIN = 2;   // birçok DevKit kartında dahili LED / onboard LED on many DevKit boards
3
4void setup() {
5  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
6  Serial.begin(115200);   // Seri Monitör 115200 baud / Serial Monitor at 115200 baud
7  delay(500);
8  Serial.print("Model: ");
9  Serial.println(ESP.getChipModel());                 // ör. ESP32-D0WD-V3 / e.g. ESP32-D0WD-V3
10  Serial.print("Flash (MB): ");
11  Serial.println(ESP.getFlashChipSize() / (1024 * 1024));
12  Serial.print("CPU (MHz): ");
13  Serial.println(getCpuFrequencyMhz());
14}
15
16void loop() {
17  digitalWrite(LED_PIN, !digitalRead(LED_PIN));   // LED'i tersle / toggle the LED
18  delay(500);
19}

Raspberry Pi Pico：BOOTSELとUF2で書き込む

Picoには独立したUSBシリアル変換チップがありません。RP2040が自分のUSBコントローラーを持ち、ブートローダは消せないチップのROMに入っています。そのため、ソフトウェアでPicoを文鎮化させることはほぼ不可能です。BOOTSELボタンを押したままUSBケーブルを挿すと、Picoはパソコン上でRPI-RP2というUSBメモリとして表示されます（Pico 2ではドライブ名がRP2350）。このドライブにドラッグした.uf2ファイルはボードに書き込まれ、ボードは自動で再起動します。MicroPythonもこの方法でインストールします。

Arduino IDEでPicoをプログラムする場合、最初の書き込みではまだCOMポートがありません。BOOTSELを押したままボードを挿し、「書き込み」をクリックしてください。最初のスケッチのあとはボードがシリアルポートを開くので、以降の書き込みにBOOTSELは不要です。コードがクラッシュしたりUSBをオフにしたりすると、ポートがまた消えてNo drive to deployエラーが出ます。そのときはBOOTSELの方法に戻ってください。MicroPythonを使う場合は、Thonnyの右下でインタープリターとしてMicroPython (Raspberry Pi Pico)を選んでおく必要があります。PicoのピンとセットアップについてはRaspberry Pi Picoとは？のガイドを参照してください。

1import time
2from machine import Pin
3
4time.sleep(3)   # açılışta 3 sn bekle, Thonny durdurabilsin / wait 3 s so Thonny can stop the script
5
6led = Pin("LED", Pin.OUT)   # Pico ve Pico W dahili LED / onboard LED on Pico and Pico W
7sayac = 0
8while True:
9    led.toggle()
10    print("Calisiyor / running", sayac)
11    sayac += 1
12    time.sleep(0.5)

見落としやすい、小さいけれど厄介な原因

• Leonardo、Micro、Uno R4：ネイティブUSBを持つこれらのボードでは、書き込み中にポートが一時的に変わることがあります。書き込みが止まる場合は、「書き込み」をクリックし、コンパイルが終わって書き込みの段階に入ったらすぐにリセットボタンを1回押してください（Uno R4ではすばやく2回）。ボードがしばらくブートローダで待機し、その間にコードが書き込まれます。
• 自動リセットの故障：UnoやNanoで自動リセットが働かない場合は、リセットボタンを押したまま「書き込み」をクリックし、出力にスケッチのサイズの行が出たらすぐに離してください。
• シールドと外部回路：モータードライバのシールドや5Vラインに負荷をかける回路があると、書き込み中に電源電圧が下がり、書き込みが途中で途切れることがあります。
• macOSでのポートの選択ミス：ポートのリストにある/dev/cu.Bluetooth-Incoming-Portと/dev/cu.debug-consoleはボードではなく、システムのポートです。ボードのポート名にはusbmodem、usbserial、wchusbserialのいずれかが含まれます。迷ったらボードを抜き差しして、どれが消えるかを見てください。
• ユーザー名にASCII以外の文字がある：Windowsのユーザーフォルダ名にアクセント付きの文字や日本語などのラテン文字以外が含まれていると、一部のボードパッケージ、とくにESP32のコンパイルや書き込みのツールがファイルを見つけられないことがあります。基本設定でスケッチブックの場所をそうした文字のないパスに移してください。それでも直らなければ、新しいWindowsユーザーを作成してください。
• スケッチが大きすぎる：Sketch too bigの警告は書き込みエラーではありません。ブートローダを除いてUnoに残っている約31.5 KBのフラッシュにコードが収まらない、という意味です。ライブラリや長い文字列を減らすか、より大きなボードに移りましょう。
• スリープ後にポートが固まる：パソコンがスリープから復帰したあと、ポートが固まることがあります。IDEを再起動するか、ボードを別のUSBポートに挿せば、たいてい直ります。

書き込めるようになったら次は？

• 初めての回路：LEDと抵抗で自分のBlink回路を組み、ボタンを加えて初めてのインタラクティブなプロジェクトを作りましょう。
• シリアル通信：0番・1番ピンが書き込みにどう影響するかがわかったので、HC-05 BluetoothモジュールでスマホからLEDを切り替えてみましょう。
• センサーの読み取り：Arduinoセンサーガイドで、温度、距離、明るさを測る最初のプロジェクトを選びましょう。
• ワイヤレスへ：ESP32でWi-Fiにつながり、スマホから操作できるプロジェクトを作りましょう。OTAのおかげで、あとからコードを無線で書き込むこともできます。
• ボード選び：Uno、Nano、Megaで迷っているなら、どのArduinoを買えばいい？を読んでみてください。

書き込みエラーは初めて出会うと面倒ですが、どれにも筋の通った原因があり、そのほとんどは同じ順番で見つかります。ケーブル、ドライバ、ポート、ボードの設定、シリアルライン、そして最後にブートローダです。この順番を覚えておけば、次のエラーは数分で解決できます。ボードがコードを受け付けるようになったら、BlueGraysアプリには、LEDの点滅からWi-Fiや無線のOTA更新まで、Arduino、ESP32、Raspberry Pi Pico向けのプロジェクトがたくさんあります。どれもステップごとの回路図とすぐに使えるコード付きなので、すぐにボードを活躍させられます。