回路図からブレッドボードへ。配線～動作確認までの流れを紹介します【初めての方向け】

電子工作に初めて取り組まれる方向けに、Arduinoを使った回路図を見て、ブレッドボード上に配線する方法を紹介します。

はじめに
Arduinoの入手について
サンプル課題
まず、Arduinoに指令を書き込む
1. Arduino IDEをインストールする
2. ボードにコードを書きこむ
ブレッドボードを観察
電源とGNDを接続
部品を載せる。回路図をそのまま反映する気持ちで
Arduino本体に電源を供給する
配線完了
動作を確認する
おすすめ書籍の紹介

はじめに

私が初めて電子工作に取り組んで、まず困ったのは「回路図をみても何をどうすれば良いのかわからない」でした。当時はブレッドボードすら使ったことが無かったのです。
そこで、とっかかりとして、Arduinoを使った簡単な回路図をブレッドボード上に反映して、動作を確認する流れを紹介します。

小規模でも何かを完成させると、小さな成功体験になります。すると専門書を読む気力が出てきて、次のステップに進む足掛かりになりますよ。

Arduinoの入手について

電子工作をこれから始める方は、キットを買うと一気に最低限の実験環境が整って楽です。
例えば、以下のArduino入門キットはArduino本体はもちろん、ガイドブックやブレッドボード、ワイヤ、LEDや抵抗などが色々入っています。

The Arduino Starter Kit（日本語版）

Arduino純正のスターターキット。イラスト付きでわかりやすい、日本語の入門向けの本が付属します。USBケーブルやブレッドボードはもちろん、温度センサや小型モーター、スピーカーなど内容盛りだくさんの入門キットです。

▼ Arduino、そして電子回路に初めて触れる方向けの本があります。回路はイラストの配線図として描かれているので、抵抗なくとっかかりとして読み物のように読めると思います。
巻末にリファレンスもついているので、手元に置いておくとプログラミング時にさっと確認できます。

Arduinoをはじめよう第3版 [ マッシモ・バンジ ]

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サンプル課題

まず、サンプル課題としてこんな回路図を描いてみました。
ArduinoにスイッチとLEDを接続して制御するシンプルな回路です。

なおこの回路図だけでは、スイッチを押すとどんな動作をするのかは断定できません。

「スイッチを押すと、何が起きるか？」の指令を出すのは、Arduinoの役割です。
指令内容は、ユーザーが別途コードを書いて、予めArduinoに書き込んでおく必要があります。

ちなみに次項でコードを紹介しますが、今回は「スイッチを押すと、LEDが2回点滅する」という動作にします。

まず、Arduinoに指令を書き込む

Arduinoだけの状態で、付属のUSBケーブルでPCに接続して、回路の動作のためのコードをArduinoに書き込みます。

Arduino IDEをインストールする

書き込むためのソフト（Arduino IDE）は、Arduinoの公式サイトからダウンロードできます。

色々なバリエーションがありますが、この記事ではArduino IDE 1.8を使っています。

Software

Open-source electronic prototyping platform enabling users to create interactive electronic objects.

ソフトの使い方は、公式サイトのリファレンスがわかりやすいです。
▼ 以下のページのQUICKSTART GUIDE をクリックして、Arduino IDE 1.8　をクリックするとソフト使用の流れを見られます。

UNO R3 | Arduino Documentation | Arduino Documentation

The Arduino UNO is the best board to get started with electronics and coding. If this is your first experience tinkering with the platform, the UNO is the most ...

ボードにコードを書きこむ

あとはArduinoとPCを付属のUSBケーブルで接続し、IDEを立ち上げて、ボードにコードを書きこみます。
まず左端のチェックボタンを押すと、文法のエラーなどが検出されます。修正が済んだら、右の矢印ボタンを押すと、コードがボードに書き込まれます。

書き込むプログラムは、今回の動作では以下の通りです。

//ボタンをおすと、点滅を2回繰り返す。

#define PBSW 2           // SWのピンNo.
#define LED 8            // LEDのピンNo.
int state = 0;
int sw=1,old_sw=1;         

void setup() {
  pinMode(PBSW,INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  sw=digitalRead(PBSW);
  if(sw==0 && old_sw==1) {       // SWに変化があったらステータスに記録。
      state = 1;
      delay(50);                // デバウンス
  }
   old_sw = sw;
   if(state == 1) {
      for (int i=1; i<=2; i++){
        digitalWrite(LED, HIGH);         // LED点灯
        delay(500);
        digitalWrite(LED, LOW);          // LED消灯
        delay(500);
      }
      state = 0;                  // 処理が終わったので、ステータスを初期状態に戻す
   }
 }