Arduinoボード完全解説：プロジェクトに最適なモデル選びガイド

Arduinoの種類について、ArduinoはRaspberry Piの優れた手頃な代替品です。しかし、それらをそんなに価値ある代替品にしているのはコストだけではありません。バリエーションの豊富さも理由です。

エンジニア、企業、電子工作愛好家は幅広いArduinoボードから選択できます。すべて異なる機能を持ち、異なるプロジェクトに適しています。

それでも、このガイドでは様々な種類のArduinoボードをすべて探求します。さらに、それらを比較し、プロジェクトに最適なものを選ぶ方法についても説明します。

Arduinoボードとは

Arduinoはソフトウェアとテクノロジーの会社です。その歴史は少し複雑です。それでも、その起源は2003年に学生グループによって設立されたことに遡ります。Arduinoボードの当初の目的は教育的でした。以来、目的はIoT（モノのインターネット）、組み込み技術、3D印刷を促進するテクノロジーへと進化しました。

しかし、Arduinoボードは初心者電子工作愛好家にもアクセス可能です。Arduino製品をプロジェクトに使用する最大の利点の一つは、活発なコミュニティです。

テクノロジーがオープンソースであるため、モッディングと集団的進歩の完璧な温床です。最高のソフトウェア開発者、デザイナー、エンジニア、その他の専門家からの豊富な知識をArduinoを選ぶことで得られます。

シンプルな日常オブジェクトや、数学的操作とテストのための科学機器を生産するために使用できます。Microsoft、Linux、Windowsからオペレーティングシステムを実行できます。さらに、Arduino IDEとArduino言語（C/C++の派生）を使用してボードをプログラミングできます。その後、ArduinoのI/Oポートの一つを使用してプログラムコードをロードできます。

このガイドの残りでは、利用可能なArduinoのすべての公式ボードとそれらの使用方法をカバーします。

Arduinoボードの種類

Arduino Uno

Arduino UnoはArduinoの最もよく知られたマイクロコントローラーの一つです。他のテクノロジーと同様に、完全にオープンソースです。ボードは3つの異なるリビジョンを経てきました。Arduino Uno Rev 3はATmega328Pアーキテクチャを特徴とします。

合計で14のデジタルI/Oピンを持ちます。そのうち6つはパルス幅変調（PWM）を容易にします。また、6つのアナログ入力ピン、リセットボタン、電源ジャック、USB-Bポート、32キロバイトのフラッシュメモリを持ちます。

Arduino Unoで数千のプロジェクトが実現可能です。追求する価値のあるプロジェクトには、モーター制御、カードリーダー、携帯型ゲームコンソール、デジタルコンパスなどがあります。

Arduino Leonardo

Arduinoは2012年にArduino Leonardoマイクロコントローラーボードをリリースしました。ボードの最新イテレーションはヘッダーを備え、ATmega32u4アーキテクチャを使用します。しかし、ヘッダーレスバージョンをお探しの場合、Arduinoはまだそれらを生産しています。

Arduino Unoボードと比較すると、Arduino Leonardoボードは20のデジタルI/Oピン（7つのPWMチャネル）と12のアナログ入力ピンを備えます。16MHzのクロック速度と32KBのフラッシュメモリを特徴とします。Arduino Leonardoでセキュリティシステム、ラジコンカー、ドローン、携帯型ビデオゲームコンソールを作成できます。

Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560はArduino LLCの古いマイクロコントローラーのもう一つです。会社は2010年にリリースし、以来3つの異なるリビジョンを経てきました。名前が示す通り、最新リビジョンは依然としてAtmega2560アーキテクチャを使用します。

それでも、Arduino Unoと同様、16のアナログ入力ピンと54のデジタルI/Oピンを持つシンプルな8ビットボードです。15のピンがPWM出力を提供します。やや大きいボードで、長さ101mm、幅53.3mm。重量は37グラム強です。

クロック速度（16MHz）ではArduinoで最も強力なボードではありませんが、それでも最大級のフラッシュメモリストレージ（256KB - ブートローダー専用8KB）を持っています。Arduino Megaで望遠鏡、時計、埋め込みドアロックを作成できます。

Arduino Micro

Arduino MicroまたはArduino Pro MicroボードはAtmega32U4マイクロコントローラーです。AdafruitとArduinoのコラボレーションの結果です。Arduino Leonardoと同様に、ヘッダーとヘッダーレスバージョンを備えます。

Arduino Microは5V動作電圧を持ち、7チャネルPWMを持つ20のデジタルI/Oピンを特徴とします。このボードは特に強力ではありませんが、Arduinoで最も非力なボードでもありません。16MHzのクロック速度で32KBフラッシュメモリを搭載します。

Arduino MicroでUSBジョイスティック、トラックパッド、電動自転車、水位計を作成できます。

Arduino Esplora

Arduino Esploraはこのリストの他のボードとは少し異なります。ジョイパッドの形をしたマイクロコントローラーです。光センサー、温度センサー、加速度計、ジョイスティック、ブザーを備えます。さらに、4つのキーとリニアポットも備えます。

Arduinoはこれを生産中止しましたが、一部の電子店舗ではまだ在庫があるかもしれません。あるいは、ボードの中古版を購入できます。

ロボットアームコントローラー、携帯型ゲーム、落下検知器を構築できます。

Arduino BT

Arduino BTはArduinoの数少ないBluetooth対応マイクロコントローラーボードの一つです。元々、ボードはATmega168マイクロコントローラーを使用していました。しかし、Arduinoはその後ATmeg328Pアーキテクチャで更新しました。これはArduino Unoが使用する同じマイクロコントローラーです。

同様にあのボードと同じく、Arduino BTは14のデジタルI/Oピンと6つのアナログ入力ピンを持ちます。さらに、32KBのフラッシュメモリ（ブートローダー専用2KB）を持ちます。

Arduino BTのワイヤレス接続機能は、より広いプロジェクトの世界を開きます。例えば、Bluetooth制御カー、Bluetoothリモコンアーム、Bluetooth駆動ホームオートメーションシステム、Bluetooth制御ドローンを作成できます。

Arduino Pro Mini

Arduino Pro Miniは、Arduinoの最古のマイクロコントローラーボードの一つであるArduino Miniの後継です。このボードの最大の利点の一つはそのコンパクトなサイズです。小さなパッケージで組み込みが容易です。ATmega328アーキテクチャを使用するシンプルな8ビットマイクロコントローラーボードです。

6つのPWMチャネルを持つ14のデジタルI/Oピンを持ちます。また、6つのアナログピンを備えます。8MHzのクロック速度と32KBフラッシュメモリを持ちます。3.3Vまたは5Vモデルで見つかります。

Arduino Proはウェアラブルプロジェクトなどの組み込みエレクトロニクスプロジェクトに適しています。

Arduino Diecimila

Arduino Diecimilaはもう一つの古いボードです。Arduino LLCは元々2007年にリリースしました。ATmega168アーキテクチャを使用します。このリストの前のボードとは異なり、16KBの不揮発性メモリと16MHzのクロック速度を持ちます。

また、Arduino Diecimilaにはリセットボタン、USB-Bジャック、電圧レギュレーター、6-20V入力電圧を必要とする電源ジャックも付属します。低電力ボードですが、安価で、プログラミング概念とプロジェクト設計の練習に最適です。

Arduino Ethernet

Arduino Ethernetは、Ethernet機能を持つより大きなArduino Pro Miniです。Arduino Pro Miniと同様に、ATmega328マイクロコントローラーを使用します。

ロジック状態の検出と生成を助けるため、4つのPWMピンを持つ14のデジタルI/Oピンを持ちます。Arduino Ethernetは6つのアナログ入力ピン、16MHzのクロック速度、32KBのフラッシュメモリを持ちます。さらに、組み込みEthernetコントローラー、Power over Ethernet磁気ジャック、Micro SDカードリーダーも備えます。

RFIDカードリーダー、LAN/Ethernetリレースイッチ、出席システム、Ethernet対応デジタルサーモスタットなどのプロジェクトを作成できます。

Arduino Zero

Arduino ZeroはArduinoの新しいボードの一つです。当初は2014年にリリースされました。このリストの前のボードとは異なり、32ビットマイクロプロセッサーボードです。Arduino ZeroはArduinoで最も強力なボードの一つです。Arduino Unoの拡張版です。

ATSAMD221G18アーキテクチャを持つ32ビットARM Cortex MO+マイクロプロセッサーを使用します。20のデジタルI/Oピンを特徴とします。よりユニークな機能には、2つの汎用非同期受信機送信機が含まれます。さらに、13個の内蔵LEDを備えます。

48MHzのクロック速度と256KBのフラッシュメモリを持ちます。これは執筆時点では最速のArduinoボードです。Arduino Zeroで達成可能なプロジェクトには、GPSトラッカー、IoT温度計、空気品質モニターが含まれます。

Arduino LilyPad

LilyPad ArduinoボードはArduinoのよりユニークなボードのもう一つです。Arduinoはウェアラブルと縫製プロジェクトを念頭に置いて作成しました。

6つのPWMチャネルを持つ14のデジタルI/Oピンと6つの入力チャネルを備えます。16KBのフラッシュメモリと8MHzのクロック速度を持ちます。LilyPad Arduinoで視覚障害者向けジャケット、デジタルイヤリング、ヘルツ装甲、リモート制御ロボットハンドを作成できます。

Arduinoの種類 - Arduino Nano

Arduino NanoはArduinoで最小の8ビットマイクロコントローラーです。Arduino Pro Miniの優れた代替品です。Arduino Nanoの最新イテレーションは、AVRアーキテクチャを持つATmega328マイクロコントローラーを利用します。

Arduino LLCは当初2008年にリリースし、Arduinoの古いボードの一つです。16MHzのクロック速度、8つのアナログ入力ピン、6つのPWMチャネルを持つ22のデジタルI/Oピンを特徴とします。Arduino Nanoで姿勢制御、ウェザーシールド、デジタル時計、アイテムロケーターを作成できます。

Arduino Due

少しキックのあるマイクロコントローラーボードをお探しなら、Arduino Due以外にありません。Arduino Zeroの高性能な代替品です。

ATSAM3X8EマイクロコントローラーとCortex-M3マイクロプロセッサーを使用し、84MHzのクロック速度と512KBのフラッシュメモリを実現します。さらに、Arduino Dueは12のアナログ入力ピン、驚異の54デジタルI/Oピン、マイクロUSB接続、2つのアナログ出力ピンを備えます。

Arduinoは当初2012年にこのボードをリリースしました。技術的に古いボードですが、現代の電子プロジェクトにも適しています。例えば、セミモジュラーシンセサイザー、Altair 8800シミュレーター、波形発生器、VRヘッドセットを作成できます。

Arduino Shields

Arduinoには、メインボードの機能を拡張するために使用できる多数の公式シールドがあります。したがって、Arduinoのより複雑なプロジェクトを成功させるにはこれらのシールドのいくつかが必要です。一般的なシールドには：

• プロトタイプシールド
• IO拡張シールド
• 多機能シールド
• LCDシールド
• モータードライバーシールド
• ジョイスティックシールド
• リレーシールド
• 4×4キーパッドシールド
• 静電容量式タッチパッドシールド
• サーボモーターシールド
• GSM/GPRSシールド
• Bluetoothシールド
• Ethernetシールド
• Wi-Fiシールド
• MP3プレーヤーシールド
• ジョイスティック付きカラーTFTシールド
• TFTタッチスクリーンLCDシールド
• MicroSDシールド
• CAN-Busシールド
• Xbeeシールド
• GPSシールド
• NFC/RFIDシールド
• USBホストシールド
• MQ2煙センサーシールド
• FMラジオシールド
• RS485シールド
• カメラシールド
• エナジーシールド
• NeoPixelシールド

Arduinoボード比較

以下はArduinoの最も人気のあるボードの比較です。読みやすいよう表形式にしました：

Arduinoボード	動作電圧	フラッシュメモリ	デジタルI/Oピン	アナログ入力	クロック速度	サイズ	プログラミングインターフェース
Arduino Uno R3	5V	32 KB	14	6	16 MHz	68.6 x 53.4 mm	USB
Arduino Nano	5V	32 KB	22	8	16 MHz	18 x 45 mm	USB
Arduino Due	3.3V	512 KB	54	12	84 MHz	101 x 53 mm	USB
Arduino Micro	5V	32 KB	20	12	16 MHz	48 x 18 mm	USB
Arduino Mega	5V	256 KB	54	16	16 MHz	101 x 53 mm	USB
Arduino Lilypad	2.7-5.5V	16 KB	14	6	8 MHz	51 mm	FTDI互換ヘッダー
Arduino Zero	3.3V	256 KB	20	6	48 MHz	68 x 53 mm	USB
Arduino Pro Mini	3.3 - 5V	32 KB	14	6	8 MHz	17.8 x 33.0 mm	USB
Arduino Leonardoボード	5V	32 KB	20	12	16 MHz	68.6 x 53.3 mm	USB
Arduino Micro	7-12V	32 KB	20	12	16 MHz	17.8 x 33 mm	FTDI互換ヘッダー

適切なArduinoボードの選択

システムを構築したりプロジェクトを開始したりする際、解決しようとしている問題の性質を理解する必要があります。ボードの要件はこれに基づきます。例えば、1つのパラメータのみを制御する非常にシンプルなシステムを構築する場合、自然と最小かつ最も基本的なArduinoボードが必要になります。

Arduino Rev 3が最も人気のあるボードのようです。ほとんどのプロジェクトに必要なものがすべて揃っています。しかし、よりシンプルなプロジェクトには強力すぎる場合があります。予算とコストが問題なら、Arduino Nanoのような安価なボードから始めるのも良いでしょう。驚くほど強力で多用途です。

しかし、よりハイエンドなシステムを構築するなら、Arduino MegaやLeonardoをお勧めします。低電力ボードを購入しても、後でシールドを1つや2つ追加することで常にアップグレードできることを覚えておいてください。

すべてのボードはArduino IDEと互換性があります。ボード購入時は、特にバッテリーでボードを駆動する予定なら、電源要件に注意してください。

Arduinoボードの利点

Arduinoボードの種類は信じられないほど多用途で拡張可能です。数千のエンジニアリングプロジェクトと互換性があります。C++に精通していれば、その知識の一部をArduino言語でのコーディングに移植できます。

でも、なぜ競合他社や代替案よりArduinoの種類を選びたいのでしょうか？Arduinoは：

• コスト効率が良い
• プログラミングが簡単
• 活発なコミュニティを持つ
• オープンソース
• クロスプラットフォーム

結論

この記事では、Arduinoの種類とその様々なマイクロコントローラーおよびマイクロプロセッサーボードを探求しました。さらに、プロジェクトを拡張するために使用できるいくつかのArduinoシールドタイプについても簡単に説明しました。次のプロジェクトに取り入れたいArduinoボードの種類について、明確なイメージを持てたはずです。それでも、このガイドがお役に立てば幸いです。いつもご覧いただきありがとうございます。