Arduinoボードの種類：総合ガイド

Arduino の種類について、Arduino は Raspberry Pi に代わる優れた手頃な価格の代替品です。ただし、それらをそのような価値のある代替品にするのは、コストだけではありません。

エンジニア、企業、および電子機器愛好家は、さまざまな Arduino ボードから選択できます。それらはすべて、さまざまなプロジェクトに適したさまざまな機能を果たします。

それにもかかわらず、このガイドでは、さまざまなタイプの Arduino ボードをすべて調べます。さらに、それらを比較し、プロジェクトに最適なものを選択する方法についても説明します.

Arduino ボードとは?

Arduino 金属ロボット

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。それにもかかわらず、その起源は学生グループが設立した2003年にさかのぼります。 Arduinoボードの当初の目的は教育でした。それ以来、その目的は、モノのインターネット (IoT)、組み込み技術、および 3D 印刷を促進するのに役立つ技術へと進化しました。

ただし、Arduino ボードは、初心者の電子機器愛好家にも利用できます。プロジェクトに Arduino 製品を使用する最大の利点の 1 つは、活発なコミュニティです。

テクノロジーは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繁殖地です. Arduino を使用すると、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豊富な知識を得ることができます。

それらを使用して、単純な日用品や、数学的な操作やテスト用の科学機器を作成できます。 Microsoft、Linux、および Windows の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 C/C++ の派生である Arduino 言語を使用してボードをプログラムできます。その後、Arduino の I/O ポートの 1 つを使用してプログラムコードをロードできます。

このガイドの残りの部分では、自由に使用できるさまざまな Arduino の公式ボードとその使用方法について説明します。

Arduino ボードの種類

Arduino Uno

LED 付き Arduino Uno ボード

Arduino Uno は、Arduino の最も有名なマイクロコントローラーの 1 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 つの異なる改訂を経ています。 Arduino Uno Rev 3 は、ATmega328P アーキテクチャを特徴としています。

Arduino Uno サイクル

合計で、14 個のデジタル I/O ピンがあります。それらのうちの 6 つは、パルス幅変調 (PWM) を容易にします。さらに、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、および 32 キロバイトのフラッシュメモリがあります。

Arduino Uno を使用すると、何千ものプロジェクトを実行できます。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、ハンドヘルドゲームコンソール、デジタルコンパスなどがあります。

アルドゥイーノレオナルド

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。ボードの最新版は、ヘッダーを備え、ATmega32u4 アーキテクチャを使用しています。ただし、ヘッダーのないバージョンを探している場合は、Arduino で引き続き作成されます。

Arduino Uno ボードと比較すると、Arduino Leonardo ボードは、7 つの PWM チャネルと 12 のアナログ入力ピンを備えた 20 個のデジタル I/O ピンを備えています。 16 Mhz のクロック速度と 32 KB のフラッシュメモリを備えています。 Arduino Leonardo を使用して、セキュリティシステム、リモートコントロールカー、ドローン、およびハンドヘルドビデオゲームコンソールを作成できます。

Arduino メガ 2560

白い背景の Arduino Mega

Arduino Mega 2560 は、Arduino LLC の古いマイクロコントローラーの 1 つです。同社は 2010 年にそれをリリースし、それ以来、3 つの異なる改訂を経てきました。名前が示すように、最新のリビジョンでも Atmega2560 アーキテクチャが使用されています。

それでも、Arduino Uno と同じように、16 個のアナログ入力ピンと 54 個のデジタル I/O ピンを備えたシンプルな 8 ビットボードです。 15 本のピンが PWM 出力を提供します。長さ101mm、幅53.3mmの少し大きめのボードです。重さはわずか37g。

クロック速度 (16 MHz) の点で Arduino の最も強力なボードではありませんが、最大のフラッシュメモリストレージ (256 KB – ブートローダー専用の 8 KB) を備えています。 Arduino Mega を使用して、望遠鏡、時計、組み込みドアロックを作成できます。

Arduino マイクロ

LED Arduino ボード

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成果です。 Arduino Leonardo と同様に、ヘッダーとヘッダーなしのバージョンが特徴です。

Arduino Micro の動作電圧は 5V で、7 チャンネル PWM を備えた 20 個のデジタル I/O ピンを備えています。このボードは特に強力ではありませんが、Arduino で最も堅牢でないボードでもありません。 16 Mhz のクロック速度で 32 KB のフラッシュメモリを搭載しています。

Arduino Micro を使用して、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、ブザーを備えています。さらに、4 つのキーとリニアポットも備えています。

Arduino では販売を中止していますが、電器店によってはまだ在庫がある場合があります。または、ボードの中古バージョンを購入することもできます。

ロボットアームコントローラー、ハンドヘルドゲーム、落下検出器を作成できます。

Arduino BT

Arduino BT は、Arduino の数少ない Bluetooth 対応マイクロコントローラボードの 1 つです。当初、このボードは ATmega168 マイクロコントローラーを使用していました。ただし、Arduino はそれを ATmeg328P アーキテクチャに更新しました。これは、Arduino Uno が使用するのと同じマイクロコントローラーです。

そのボードと同様に、Arduino BT には 14 個のデジタル I/O ピンと 6 個のアナログ入力ピンがあります。さらに、ブートローダ専用の 2 KB を含む 32 KB のフラッシュメモリがあります。

Arduino BT のワイヤレス接続機能により、プロジェクトの世界が広がります。たとえば、Bluetooth 制御の自動車、Bluetooth リモコンアーム、Bluetooth 駆動のホームオートメーションシステム、Bluetooth 制御のドローンを作成できます。

Arduino Pro Mini

白い背景の Arduino Pro Mini

Arduino Pro Mini は、Arduino の最も古いマイクロコントローラボードの 1 つである Arduino Mini の後継です。このボードの最大の利点の 1 つは、そのコンパクトなサイズです。小型パッケージのため、組み込みが容易です。これは、ATmega328 アーキテクチャを使用する単純な 8 ビットマイクロコントローラーボードです。

6 つの PWM チャネルを備えた 14 個のデジタル I/O ピンがあります。さらに、6 つのアナログピンを備えています。 8 Mhz のクロック速度と 32 KK フラッシュメモリを搭載しています。 3.3V または 5V モデルで見つけることができます。

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 も古いボードです。 Arduino LLC が最初にリリースしたのは 2007 年で、ATmega168 アーキテクチャを使用しています。このリストの以前のボードとは異なり、16 KB の不揮発性メモリと 16 MHz のクロック速度が特徴です。

さらに、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、および 6 ～ 20 V の入力電圧を必要とする電源ジャックも付属しています。低電力のボードですが、安価で、プログラミングの概念やプロジェクト設計の練習に最適です。

Arduino イーサネット

Arduino イーサネットは基本的に、イーサネット機能を備えたより大きな Arduino Pro Mini です。 Arduino Pro Mini と同じように、ATmega328 マイクロコントローラーを使用します。

論理状態の検出と生成を支援するために、4 つの PWM ピンを備えた 14 のデジタル I/O ピンがあります。 Arduino イーサネットには、6 つのアナログ入力ピン、16 Mhz のクロック速度、および 32 KB のフラッシュメモリがあります。さらに、組み込みのイーサネットコントローラ、パワーオーバーイーサネット磁気ジャック、および Micro SD カードリーダーも備えています。

RFID カードリーダー、LAN/イーサネットリレースイッチ、出席システム、イーサネット対応の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。

アルドゥイーノゼロ

Arduino モジュール

Arduino Zero は、Arduino の新しいボードの 1 つです。最初にリリースされたのは 2014 年です。このリストの以前のボードとは異なり、これは 32 ビットのマイクロプロセッサボードです。 Arduino Zero は、Arduino の最も強力なボードの 1 つです。 Arduino Uno の拡張機能です。

ATSAMD221G18 アーキテクチャの 32 ビット ARM Cortex MO+ マイクロプロセッサを使用します。 20 個のデジタル I/O ピンを備えています。そのよりユニークな機能には、2 つのユニバーサル非同期レシーバートランスミッターが含まれます。さらに、13 個の内蔵 LED を備えています。

48 Mhz のクロック速度と 256 KB のフラッシュメモリを備えています。これにより、少なくともこの記事を書いている時点では最速の Arduino ボードになります。 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、空気質モニターなどがあります。

Arduino LilyPad

白い背景の Arduino Lilypad

LilyPad Arduino ボードは、Arduino のよりユニークなボードの 1 つです。 Arduino は、ウェアラブルと裁縫プロジェクトを念頭に置いて作成しました。

6 つの PWM チャネルと 6 つの入力チャネルを備えた 14 個のデジタル I/O ピンを備えています。 16 KB のフラッシュメモリと 8 MHz のクロック速度を備えています。 LilyPad Arduino を使用して、視覚障害者用のジャケット、デジタルイヤリング、ヘルツィアンアーマー、遠隔操作のロボットハンドを作成できます。

Arduino–Arduino Nanoの種類

Arduino ナノ

Arduino Nano は、Arduino の最小の 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 の最新版は、AVR アーキテクチャを備えた ATmega328 マイクロコントローラを利用しています。

Arduino LLC は 2008 年に最初にリリースしたため、Arduino の古いボードの 1 つになりました。 16 MHz のクロック速度、8 つのアナログ入力ピン、および 6 つの PWM チャネルを備えた 22 のデジタル I/O ピンが特徴です。 Arduino Nano を使用すると、姿勢制御、天候シールド、デジタル時計、アイテムロケーターを作成できます。

Arduino Due

Arduino Due を持っている手

もう少し刺激的なマイクロコントローラボードを探しているなら、Arduino Due 以外に探す必要はありません。これは、Arduino Zero の強力な代替品です。

Cortex-M3 マイクロプロセッサを搭載した ATSAM3X8E マイクロコントローラを使用しているため、84 Mhz のクロック速度と 512 KB のフラッシュメモリを使用できます。さらに、Arduino Due は、12 個のアナログ入力ピン、なんと 54 個のデジタル I/O ピン、マイクロ USB 接続、および 2 つのアナログ出力ピンを備えています。

Arduino は最初にこのボードを 2012 年にリリースしました。技術的には古いボードですが、現代のエレクトロニクスプロジェクトにはまだ適しています。たとえば、セミモジュラーシンセサイザー、Altair 8800 シミュレーター、波形ジェネレーター、VR ヘッドセットを作成できます。

Arduino シールド

シールドとモジュールを備えた Arduino マイクロコントローラー

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公式のシールドも多数あります.そのため、Arduino のより複雑なプロジェクトをうまく作成するには、これらのシールドが必要になります。一般的な盾には次のものがあります:

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
イーサネットシールド
Wi-Fi シールド
MP3 プレーヤーシールド
ジョイスティックでカラー 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 バスシールド
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
エネルギーシールド
NeoPixel シールド

Arduino ボードの比較

以下は、Arduino の最も人気のあるボードのいくつかの比較です。読みやすいように表形式で作成しました:

適切な Arduino ボードの選択

Arduino プロジェクトのビルド

システムを構築したり、プロジェクトを開始したりするときは、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。これに基づいてボードの要件を作成します。たとえば、1 つのパラメーターのみを制御する非常に単純なシステムを構築する場合、当然、最小かつ最も基本的な Arduino ボードが必要になります。

Arduino DIY ロボットとラップトップの接続

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。ただし、単純なプロジェクトには強力すぎる場合があります。手頃な価格と予算が問題になる場合は、Arduino Nano のような安価なボードから始めることができます。それらは驚くほど強力で用途が広いです。

ただし、よりハイエンドなシステムの構築を目指している場合は、Arduino Mega または Leonardo をお勧めします。低電力ボードを購入した場合でも、シールドを 1 つまたは 2 つ追加することで、後でいつでもアップグレードできることを常に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。ボードを購入するときは、電源要件に注意してください。特に、ボードにバッテリで電力を供給する場合は注意してください。

Arduino ボードの利点

Arduino プロジェクトに取り組んでいる 2 人の学生

Arduino ボードの種類は非常に用途が広く、拡張性があります。これらは、何千も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++ に精通している場合は、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。

Arduino プログラミング言語

しかし、競合他社や代替品よりもArduinoの種類を選択したいのはなぜですか? Arduino は次のとおりです。

費用対効果
プログラミングが簡単
活発なコミュニティを紹介する
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、そのさまざまなマイクロコントローラーおよびマイクロプロセッサボードについて説明しました。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。これで、次のプロジェクトにどのタイプの Arduino ボードを組み込みたいかが明確になったはずです。とはいえ、このガイドがお役に立てば幸いです。いつも読んでいただきありがとうございます。

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