初めてのArduinoプロジェクトをステップごとに：スマホで進める4ステップガイド

まだ何も知らない状態で初めてのArduinoプロジェクトをステップごとに作りたいなら、スマホで案内してもらう方法があります。BlueGraysでプロジェクトページを開き、一緒に作るをタップするだけです。一緒に作りましょうという名前のガイドモードは、プロジェクトを部品を準備、回路を組む、コードを書き込む、動作させてテストの4つのステップに分けます。各ステップではその時点で必要なものだけが表示され、配線している間もスマホの画面は消えません。途中でやめても、プロジェクトページのボタンに中断したステップが表示されます。必要なのはArduino Uno、安価な部品をいくつか、そしてボードにコードを書き込むためのパソコンだけです。

この記事ではモードを説明するだけでなく、実際のプロジェクトで最初から最後まで使ってみます。アプリの無料プロジェクト信号機を4つのステップで作ります。部品表、どの線をどのピンにつなぐか、Arduino IDEでのボードとポートの選び方、期待される結果、困ったときに確認する場所、45〜60分の時間の目安、そして初めてのプロジェクトのあとに試せる3つの小さな実験を紹介します。プロジェクトページの各セクションの役割を知りたい場合は、プロジェクトページの使い方ガイドで解説しました。ここではガイドモードの流れだけに絞ります。

ガイドモードとは？どこにありますか？

プロジェクトを開くと、ページのメインボタンである一緒に作るが、タイトル、評価、短い説明の下にあります。その下の小さな行には、4つのステップが部品・回路・コード・テストとまとめて表示されます。タップすると、プロジェクトページの代わりに1ステップずつ表示するすっきりした画面が開きます。上部には画面を点灯したままにしますの表示とステップ1／4のカウンター、下部には戻ると次のステップへのボタンがあります。今いるステップとチェックを入れた部品は保存されるため、アプリを閉じて翌日に戻っても、ボタンには続き・2／4のように表示され、中断したところから再開できます。無料プロジェクトではガイドのすべてのステップが開いています。プレミアムプロジェクトでは、プロジェクト本体と同じく、ガイドもプレミアムで利用できます。

例として使うプロジェクト：なぜ「信号機」なのか？

「信号機」はBlueGraysの無料・初級プロジェクトの1つです。赤のLEDが2秒間点灯し、黄色が短く光り、緑が2秒間点灯したあと、黄色を経て赤に戻り、このループが止まることなく続きます。1個のLEDを点滅させる段階から一歩進んでいながら新しい概念は必要ないため、最初のプロジェクトにぴったりです。同じ3つの命令（pinMode、digitalWrite、delay）を3本のピンに対して繰り返すだけです。信号機の見た目は誰でも知っているので、正しく動いているかすぐにわかりますし、部品はどのスターターキットにも入っています（日本の信号の「青」は、ここでは緑のLEDです）。もっと簡単に始めたい場合は、LEDの点滅プロジェクトが、1個のLEDと2本の線で同じ4つのステップを進みます。歩行者用ボタン、交差点、millis()を使ったバージョンはArduinoで信号機の記事にあります。その記事では別のピンを使っているので、ここではアプリのプロジェクトに表示される接続どおりに進めてください。

ステップ1：部品を準備

最初の画面には1．部品を準備と、「持っている部品にチェックを入れて、不足がないか確認してください。」という説明が表示されます。その下にプロジェクトの部品が数量つきで並びます。机の上で各部品を見つけ、リストでタップしてチェックを入れると、上部のバーが「3／5個の部品を準備済み」のように埋まっていきます。プレミアムを利用していてマイ工房に部品を登録している場合は、十分な数がある部品に最初からチェックが入り、マイ工房にありますのラベルが付きます。このステップは急がないでください。組み立ての途中で3本目の抵抗がないと気づくのは、始める前に気づくよりずっと面倒です。

部品が足りなくても、たいていはあきらめる必要はありません。330 Ωの代わりに220 Ωの抵抗を使えます。LEDが少し明るくなりますが、どちらの値も安全です。抵抗の値がわからない場合は、抵抗のカラーコードツールに色の帯を入力してください。330 Ωは橙・橙・茶、220 Ωは赤・赤・茶と読み、4本目の金の帯は許容差を表します。別のLEDに合う抵抗はLED抵抗計算ツールで求められます。LEDの色が違っていても（たとえば3個とも赤）プロジェクトは動作し、信号機らしい見た目がなくなるだけです。まだボードを持っていない場合は、まずTinkercadでArduinoをシミュレーションの方法で回路を試し、買い物の前にArduinoスターターキットのガイドを確認してください。

ステップ2：回路を組む

ブレッドボードを使ったことがなくても、覚えるルールは1つだけです。番号の付いた1列の5つの穴（A〜EまたはF〜J）は内部でつながっていて、中央の溝が上下の半分を分けています。両端に沿った長い列は電源レールです。赤い線のある方がプラス、青い線のある方がマイナス（GND）で、端から端までつながっています。ただし、長いブレッドボードの中には中央で分かれているものもあります。「信号機」の回路図では、各LEDの2本の足を隣り合う2つの列に差し込み、抵抗が溝をまたいでLEDの片方の足を下半分へ延ばします。Arduinoのピンへの線は、抵抗の下端がある列に差し込みます。LEDのもう一方の足はそれぞれ線で青のレールへつなぎ、青のレールは1本の線でArduinoのGNDピンにつなぎます。詳しくはブレッドボードとは？の記事を参照してください。

LEDは向きが決まっていて、逆に差すと点灯しません。長い足がアノード（+）、短い足がカソード（-）で、本体の短い足側の縁がわずかに平らになっています。このプロジェクトでは、長い足を抵抗を通してArduinoのピンへ、短い足をGNDへつなぎます。抵抗は電流を制限します。ピンは5 Vを出力し、赤のLEDで約2 V下がり、残りの3 Vが330 Ωにかかって約9 mA（3 / 330）の電流が流れます。220 Ωにすると約14 mAに増えますが、どちらの値もLEDとArduinoのピンにとって余裕のある範囲です。抵抗なしのLEDはすぐに壊れることがあり、ピンにも負担がかかります。さらに詳しく知りたい場合は、LEDとは？と抵抗とは？の記事で解説しています。

1. USBケーブルを抜いた状態で、まずGNDから始めます。ArduinoのGNDピンから、ブレッドボードの青い線のレールへ線を1本つなぎます。
2. 3個のLEDをブレッドボードの上半分に、左から緑、黄、赤の順に差します。各LEDの2本の足は別々の列に入れ、長い足はすべて同じ側にそろえます。
3. 各LEDの長い足の列から、溝をまたいで下半分へ330 Ωの抵抗を差します。
4. 各LEDの短い足の列から、青のGNDレールへ線をつなぎます。
5. 抵抗の下端がある列からArduinoへ線をつなぎます。赤のLEDの抵抗はピン2、黄はピン3、緑はピン4です。
6. つなぎ終えたら、すべての経路を指でたどってください。ピン、線、抵抗、長い足、LED、短い足、GNDの順です。途中に切れ目がなく、同じ列に2つの端が入っていないことを確認します。
7. ガイドの回路図をタップして拡大し、自分の回路と比べます。すべて一致していればUSBケーブルを差し込み、「次のステップへ」に進みます。

ステップ3：コードを書き込む

このステップでは、プロジェクトのソースコード、ブロック対応のプロジェクトではブロックで表示の切り替え、そしてコードをステップごとに解説するコードを理解セクションが表示されます。コードをボードに書き込むのはスマホではなくパソコンなので、まずArduino IDEをインストールする必要があります。簡単に言うと、Arduinoの公式サイトから使っているOS用のArduino IDE 2をダウンロードしてインストールし、インストール中のドライバの確認にはすべて同意します。通常は10分ほどで終わります。詳しい手順はArduino IDEのインストール方法の記事にあります。コードをパソコンに移す方法は2つあります。コピーを使って自分宛てにメッセージで送るか、リンクをコピーでパソコンからコードを開けるリンクを取得します。

1. Arduino IDEを開き、「ファイル」メニューから新しいスケッチを作成し、中身をすべて削除してプロジェクトのコードを貼り付けます。
2. USBケーブルでArduino Unoをパソコンにつなぎます。ボードのONランプが点灯しているはずです。
3. 「ツール」>「ボード」で、Arduino AVR Boardsの中からArduino Unoを選びます。
4. 「ツール」>「ポート」で、ボードがつながっているポートを選びます。WindowsではCOM3のような名前、macOSでは/dev/cu.usbmodemまたは/dev/cu.usbserialで始まる名前、Linuxでは/dev/ttyACM0のような名前です。
5. まず左側のチェックマークのアイコン（「検証」）でコンパイルします。エラーがなければ、その隣の矢印のアイコン（「書き込み」）を押します。
6. 書き込み中はボードの小さなTXとRXのランプが点滅します。下部の出力パネルに書き込み完了と表示されたら、ガイドの「次のステップへ」に進みます。

1// Trafik Lambası / Traffic Light
2void setup() {
3  pinMode(2, OUTPUT);   // Kırmızı LED / Red LED
4  pinMode(3, OUTPUT);   // Sarı LED / Yellow LED
5  pinMode(4, OUTPUT);   // Yeşil LED / Green LED
6}
7
8void loop() {
9  // Kırmızı yanar, 2 sn / Red on, 2 s
10  digitalWrite(2, HIGH);
11  digitalWrite(3, LOW);
12  digitalWrite(4, LOW);
13  delay(2000);
14  // Sarı yanar, 0,3 sn / Yellow on, 0.3 s
15  digitalWrite(2, LOW);
16  digitalWrite(3, HIGH);
17  digitalWrite(4, LOW);
18  delay(300);
19  // Yeşil yanar, 2 sn / Green on, 2 s
20  digitalWrite(2, LOW);
21  digitalWrite(3, LOW);
22  digitalWrite(4, HIGH);
23  delay(2000);
24  // Sarı yanar, sonra başa döner / Yellow on, then back to red
25  digitalWrite(2, LOW);
26  digitalWrite(3, HIGH);
27  digitalWrite(4, LOW);
28  delay(300);
29}
30

ステップ4：動作させてテスト

最後のステップでは、ガイドに「このように動作します。」と表示され、プロジェクトの動画が流れます。回路はコードを書き込んだ直後に動き始めます。赤が2秒間点灯し、黄色が0.3秒だけ短く光り、緑が2秒間点灯し、もう一度短く黄色が光ってから赤に戻ります。1サイクルは約4.6秒で、2個のLEDが同時に点灯することはありません。とても短い黄色はバグではなく、コードのdelay(300)の行によるものです。見逃してしまう場合は、数サイクルのあいだ黄色のLEDに注目してください。回路を動画と比べるときは、3つの質問を使います。色の順番は正しいか、タイミングは動画に近いか、各LEDは十分に明るいか。3つとも「はい」なら、プロジェクトは動作しています。

次に動きました！をタップします。プロジェクトが完了としてマークされ、短いお祝いのあと動きました、おめでとうございます！の画面が開きます。そこではプロジェクトを1〜5個の星で評価したり（プロジェクトを評価）、次におすすめのプロジェクトカードから次へ進んだり、プロジェクトに戻るで戻ったりできます。プレミアムを利用していて、プロジェクトの部品がマイ工房に登録されていない場合は、まず部品をマイ工房に追加しますか？と表示されます。追加して完了を選ぶと、不足している部品が追加されてプロジェクトが完了するので、次回からマイ工房に作れるプロジェクトが正しく表示されます。

困ったときは：「うまくいきません」、「コードを理解」、フォーラム

• うまくいきません：ステップ4の「動きました！」ボタンの隣にあり、同じ画面でプロジェクトに用意されたチェック項目を開きます。「信号機」には、電源、ポート、ピン番号、ブレッドボード、GND、LEDの向き、抵抗値をカバーする10個のチェック項目があります。ヒントが用意されていないプロジェクトでは、「プロフィール」>「サポート」からお問い合わせできることが案内されます。
• コードを理解：ステップ3のコードの下にあります。「このコードの働き」の要約から始まり、コードをステップごとに解説し、最後に小さな「自分で試す」課題があります。コードは動くけれど理由がわからない場合は、ここに進んでください。使い方は「コードを理解」のガイドで紹介しています。
• フォーラム：「学ぶ」 › 「フォーラム」で「質問」カテゴリーの新しいトピックを作成し、回路のはっきりした写真（最大5枚）と、書き込んだコードをコードを追加で共有します。どのプロジェクトを作ったか、何を期待したか、何が起きたかを3つの文で書くと、回答が得やすくなります。BlueGraysのマスコットであるOhmiも、フォーラムで質問に答えています。
• 助けを求める前に：USBケーブルを抜き、最後にもう一度回路を回路図と比べてから、コードを書き込み直してください。初めてのプロジェクトの問題のほとんどは、逆向きのLED1個か、間違った列に差した線1本が原因です。

初めてのArduinoプロジェクトの時間の目安

まったくの初心者の場合、「信号機」はパソコンの準備を含めて45〜60分かかります。急ぐ必要はありません。いちばん時間がかかるのは回路を組んで確認する部分です。2つ目のプロジェクトでは、Arduino IDEとボード・ポートの設定がすでに終わっているので、同じ流れが25〜30分に短縮されます。

最初の5つのプロジェクトの順番

「信号機」のあとは、プロジェクトごとに新しい概念を1つずつ加えていくのが、いちばん落ち着いて学べる方法です。以下の5つのプロジェクトはすべてBlueGraysで無料で、回路図、部品リスト、コード、ブロック、「コードを理解」が開いています。どれもガイドモードで同じ4つのステップで作れ、それぞれ手持ちの部品に新しい部品を多くても1〜2個加えるだけです。

この順番から外れたい場合は、アプリのプロジェクトさがしで「どのくらい経験がありますか？」という質問に初めて作りますと答えると、自分に合ったプロジェクトと、同じ部品で作れる無料の練習用プロジェクトが提案されます。この5つのあとに何をするかを1日ずつ計画したい場合は、30日間のArduinoロードマップが2週目と3週目へ導いてくれます。

初めてのプロジェクトのあとに：3つの小さな実験

1. タイミングを変える。赤のdelay(2000)をdelay(5000)に、黄色の2つのdelay(300)をどちらもdelay(1000)に変えて、書き込み直します。1サイクルが4.6秒から9秒に延び、本物の信号機に近い動きになります。この実験で、コードの数字がそのまま回路の動きになることがわかります。
2. 歩行者用に2個目の緑のLEDを追加する。LEDをもう1個、330 Ωの抵抗、線2本を用意し、空いているピン5で同じ接続を組み、setup()にpinMode(5, OUTPUT)を追加します。赤が点灯しているセクションにdigitalWrite(5, HIGH)を、ほかの3つのセクションにdigitalWrite(5, LOW)を書きます。車が赤で止まっている間、歩行者側には緑が点灯します。LEDを1個加えるためにどの行が変わるかを見ることで、ピンと出力の考え方が身につきます。
3. 黄色を点滅させる。緑のあとの黄色のセクションを、黄色を300 ms点灯して300 ms消灯する3回の繰り返しに置き換えます。まず手で行を3回コピーし、次に同じことをfor (int i = 0; i < 3; i++)のループで行います。これは次のプロジェクトであるLEDの警察車両風点滅の中心となる考え方への自然な導入になります。

初めてのArduinoプロジェクトの本当の収穫は、光る3個のLEDではなく、4つのステップの流れそのものです。つまり、部品を知り、回路図から回路を組み、コードを書き込み、結果を期待される動きと比べるという流れです。この流れは「信号機」でも、数か月後に作るセンサーのプロジェクトでも同じです。スマホでBlueGraysを開き、「信号機」で「一緒に作る」をタップすれば、この記事のすべてのステップが画面で待っています。