Arduinoオープンソースプラットフォームの立ち上げ以来、ブランドは広大なオープンソースコミュニティの中心に地位を確立しています。 Arduinoエコシステムは、ハードウェアとソフトウェアの多様な組み合わせで構成されています。 Arduinoの汎用性とそのシンプルなインターフェイスは、愛好家、デザイナー、アーティストから製品のプロトタイプに世界中のユーザーの広い範囲のための主要な選

ArduinoボードはUSB経由でコンピュータに接続され、Arduino開発環境（IDE）に接続されます。 ユーザーはIDEにArduinoコードを書き込み、コードを実行するマイクロコントローラにアップロードし、センサー、モーター、ライトなどの入力と出力と対話します。

初心者と専門家の両方が、それらをサポートするための無料のリソースと資料の富へのアクセス権を持っています。

初心者と専門家の両方が、 ユーザーは、ボードのセットアップ方法やArduinoでのコード化方法に関する情報を調べることができます。 Arduinoの背後にあるオープンソースは、新規および経験豊富なユーザーに特に友好的になりました。 オンラインで利用可能な数千のArduinoコード例があります。 この記事では、Arduinoのコーディングの基本原則を紹介します。

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Arduinoのコーディング環境と基本的なツール

ArduinoArduinoのコードはc++で記述されており、特別なメソッドと関数が追加されています。 C++は人間が読めるプログラミング言語です。 「スケッチ」（Arduinoコードファイルに指定された名前）を作成すると、それが処理され、機械語にコンパイルされます。

Arduino IDE

Arduino統合開発環境（IDE）は、Arduinoのプログラミングに使用されるメインテキスト編集プログラムです。 プログラムするボードにコードをアップロードする前に、コードを入力する場所です。 Arduinoのコードはスケッチと呼ばれます。注：Arduino IDEの最新バージョンを使用することが重要です。 随時、ここで更新を確認してください。あなたが見ることができるように、IDEはミニマリストのデザインを持っています。 メニューバーには5つの見出しだけでなく、スケッチを確認してアップロードすることができる一連のボタンがあります。 基本的に、IDEはスケッチをArduinoが理解できるコードに変換してコンパイルします。 Arduinoコードがコンパイルされると、ボードのメモリにアップロードされます。

スケッチのコンパイルを開始するためにユーザーがしなければならないのは、ボタンを押すことです（これへのガイドは以下にあります）。

Arduinoコードにエラーがある場合、警告メッセージが表示され、ユーザーに変更を促すフラグが立てられます。 ほとんどの新規ユーザーは、Arduinoの厳しい構文要件のためにコンパイルが困難になることがよくあります。 Arduinoを使用しているときに句読点を間違えた場合、コードはコンパイルされず、エラーメッセージが表示されます。

シリアルモニタとシリアルプロッタ

ARDUINOシリアルモニタは、IDEの右上にある虫眼鏡アイコンをクリックするか、ツールの下に表示されます。 シリアルモニタは、コンピュータを使用してArduinoボードとの対話のために主に使用され、リアルタイムの監視とデバッグのための素晴らしいツールです。 モニターを使用するには、Serialクラスを使用する必要があります。

ダウンロードしたコードcircuito.io 以下のスクリーンショットでわかるように、シリアルモニターを使用して各コンポーネントをテストするのに役立つテストセクションがあります。

Arduinoシリアルプロッターはarduino IDEの別のコンポーネントであり、シリアルデータのリアルタイムグラフを生成することができます。 連続作図装置はあなたが視覚表示を通してあなたのデータを分析することができるようにそれを大いにもっと簡単にする。 グラフ、負の値グラフを作成し、波形解析を行うことができます。

Arduinoのコードとハードウェアのデバッグ

他のソフトウェアプログラミングプラットフォームとは異なり、Arduinoにはオンボードデバ ユーザーはサードパーティ製のソフトウェアを使用するか、シリアルモニタを使用してArduinoのアクティブプロセスを監視およびデバッグ用に印刷するこ

シリアルクラスを使用すると、シリアルモニタに出力し、コメントや変数の値をデバッグすることができます。 ほとんどのArduinoモデルでは、これはUSBポートに接続されているシリアルピン0と1を使用します。

コード構造

ライブラリ

Arduinoには、他の主要なプログラミングプラットフォームと同様に、基本的な機能を提供する組み込みライ さらに、他のライブラリをインポートし、Arduinoボードの機能と機能を拡張することができます。 これらのライブラリは、特定のコンポーネントと対話するライブラリと、新しい機能を実装するライブラリに大別されます。

新しいライブラリをインポートするには、スケッチに行く必要があります>インポートライブラリ

また、あなたの上部にあります。inoファイルでは、外部ライブラリを含めるには’#include’を使用する必要があります。 また、孤立したスケッチで使用するカスタムライブラリを作成することもできます。

ピン定義

Arduinoのピンを使用するには、使用されているピンとその機能を定義する必要があります。 使用するピンを定義する便利な方法は、

‘#define pinName pinNumber’を使用することです。

機能は入力または出力のいずれかであり、setupセクションのpinMode()メソッドを使用して定義されます。Arduinoを使用しているときはいつでも、後で使用するグローバル変数とインスタンスを宣言する必要があります。 一言で言えば、変数を使用すると、将来使用される値に名前を付けて保存できます。 たとえば、後で使用するためにセンサーから取得したデータを保存します。 変数を宣言するには、その型、名前、および初期値を定義するだけです。

グローバル変数を宣言することは絶対的な必要性ではないことに言及する価値があります。 ただし、変数を宣言して、値をさらに簡単に利用できるようにすることをお勧めします。

インスタンス

ソフトウェアプログラミングでは、クラスは一つの場所に一緒に保持されている関数と変数のコレクションです。 各クラスにはコンストラクタと呼ばれる特別な関数があり、この関数はクラスのインスタンスを作成するために使用されます。 クラスの関数を使用するには、そのクラスのインスタンスを宣言する必要があります。

Setup()

すべてのArduinoスケッチにはsetup関数が必要です。 この関数は、起動時のArduinoの初期状態を定義し、一度だけ実行します。

ここでは、次のように定義します。

1. Pinmode関数を使用したピン機能
2. ピンの初期状態
3. クラスの初期化
4. 変数の初期化
5. コードロジック

Loop()

loop関数は、すべてのArduinoスケッチにとって必須であり、setup()が完了すると実行されます。 それは主な関数であり、その名前のヒントとして、何度も何度もループで実行されます。 ループはあなたの回路の主な論理を記述します。

例:

注:’void’という用語の使用は、関数が値を返さないことを意味します。

Arduinoのプログラミング方法

基本的なArduinoのコードロジックは、”if-then”構造であり、4つのブロックに分けることができます：

セットアップ-通常、Arduino

Input-ループの開始時に、入力を読み取ります。 これらの値は、analogRead()を使用してLDRからの周囲光の読み取りなどの条件(“if”)として使用されます。

データの操作-このセクションは、データをより便利な形式に変換したり、計算を実行したりするために使用されます。 たとえば、AnalogRead（）は0-1023の読み取り値を与え、PWMに使用する0-255の範囲にマッピングできます。(analogWrite()を参照してください)

出力-このセクションでは、前のステップで計算されたデータに従ってロジックの最終結果(“then”)を定義します。 LDRとPWMの例を見ると、周囲の光レベルが一定のしきい値を下回ったときにのみLEDをオンにします。

Arduinoコードライブラリ

ライブラリ構造

ライブラリは、c++(…)を持つファイルで構成されるフォルダです。cpp）コードファイルとC++（。h）ヘッダーファイル。

を。hファイルは、ライブラリの構造を記述し、そのすべての変数と関数を宣言します。

を。cppファイルは、関数の実装を保持しています。

ライブラリのインポート

最初に行う必要があるのは、オンラインで利用可能な多くのライブラリのうち、使用するライブラリを見つけるこ お使いのコンピュータにダウンロードした後、あなただけのArduino IDEを開き、スケッチをクリックする必要があります>Includeライブラリ>ライブラリを管理します。 次に、IDEにインポートするライブラリを選択できます。 プロセスが完了すると、ライブラリはスケッチメニューで利用できるようになります。

によって提供されるコードでは、

circuito.io 前に述べたような外部ライブラリを追加する代わりに、firmwareフォルダを提供します。 この場合、IDEは#includeを使用するときにそれらを見つける方法を知っています。

ソフトウェアからハードウェアへ

Arduinoのソフトウェア機能については多くのことが言われていますが、プラットフォームはソフトウェアとハー この2つは、複雑なオペレーティングシステムを実行するために並行して動作します。

コード→コンパイル→アップロード→実行

Arduinoのコアでは、コードをコンパイルして実行する機能があります。

IDEでコードを記述した後、Arduinoにアップロードする必要があります。 アップロードボタン（右向きの矢印アイコン）をクリックすると、コードがコンパイルされ、コンパイルに合格した場合にアップロードされます。 アップロードが完了すると、プログラムは自動的に実行を開始します。

この手順を段階的に実行することもできます。

1. 最初に、コードをコンパイルします。 これを行うには、チェックアイコンをクリックするか、メニューバーのsketch>Verify/Compileをクリックします。ご覧のように、チェックアイコンはメニューセクションの”File”タグの左上にあります。これが完了すると、Arduinoはコンパイルを開始します。

   これを実行すると、Arduinoはコンパイルを開始します。 完了すると、次のような完了メッセージが表示されます:ご覧のとおり、ページの下部にある緑色の線は、「コンパイルが完了した」ことを示しています。 コードの実行に失敗した場合は、同じセクションで通知され、問題のあるコードが編集のために強調表示されます。

   スケッチをコンパイルしたら、それをアップロードする時間です。

   1. Arduinoが現在接続されているシリアルポートを選択します。 これを行うには、メニューのツール>シリアルポートをクリックして、選択したシリアルポートを指定します（上記のように）。 その後、コンパイルされたスケッチをアップロードできます。
   2. スケッチをアップロードするには、目盛りの横にあるアップロードアイコンをクリックします。 または、メニューに移動してファイル>アップロードをクリックすることもできます。 データが転送されると、ArduinoのLEDが点滅します。

   完了すると、Arduinoのアップロードが完了したことを示す完了メッセージが表示されます。

   IDEのセットアップ

   Arduinoボードをコンピュータに接続するには、USBケーブルが必要です。 Arduino UNOを使用する場合、USBはプログラム内のデータをボードに直接転送します。 USBケーブルはarduinoに電力を供給するために使用されます。 また、外部電源を介してArduinoを実行することもできます。コードをアップロードする前に、いくつかの設定を構成する必要があります。

   コードをアップロードする前に、いくつかの設定を構成する必要があります。

   あなたのボードを選択してください-あなたが使用するつもりだArduinoボードを指定する必要があります。

   あなたのボードを選択してくださ これを行うには、ツール>>ボードをクリックします。

   あなたのプロセッサを選択してください-あなたが持っているプロセッサモデルを指定する必要がある特定のボード（例えばArduino pro-mini）があります。 ツールの下で>>>Port>COMX Arduino（これはArduinoのシリアルポートです）に移動します。

   非ネイティブボード（例：NodeMCU）をインストールする方法

   一部のボードモデルはArduino IDEにプリインストールされていないため、コードをアップロードする前に

   NodeMCUなどの非ネイティブボードをインストールするには、次の操作を行う必要があります:p>

   1. ツールをクリックします>>ボードマネージャ
   2. 検索バーで追加したいボードを検索し、”インストール”をクリックします。

   ボードマネージャーから一部のボードが見つかりません。 この場合、手動で追加する必要があります。 これを行うには：

   1. ファイルをクリックします>環境設定
   2. 追加のボードマネージャフィールドに、ボードのインストールパッケージのURLを貼り付 たとえば、nodeMCUの場合は、次のURLを追加します: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
   3. OKをクリック
   4. ツールに移動>>ボードマネージャ
   5. 検索バーで追加したいボードを検索し、”インストール”をクリッ

   この手順を完了すると、ツールの下のボードのリストにインストールされているボードが表示されます。

   注：プロセスは、異なるボードのために若干異なる場合があります。

   Arduino：非常に汎用性の高いプラットフォーム

   Arduinoは、単純なマイクロコントローラ以上のものです。 広大なIDEとハードウェア構成の広大な配列で、Arduinoは本当に多様なプラットフォームです。 そのライブラリの多様性とその直感的なデザインは、同様に新しいユーザーや経験豊富なメーカーのためのお気に入りになります。 ハードウェアとソフトウェアの両方を使い始めるのに役立つ何千ものコミュニティリソースがあります。

   スキルを進めるにつれて、Arduino IDEの弱点であるデバッグを必要とする問題に直面する可能性があります。 幸いなことに、Arduinoのハードウェアとソフトウェアをデバッグするためのいくつかのツールと方法があります。 次の記事では、Arduinoをデバッグする方法（およびArduinoコードをテストする方法）と、シミュレータとエミュレータの使用方法を見ていきます。