10 Arduino projects for beginners anyone can makeBlog Postcircuito.io teamApril 23, 2017
Arduinoプロジェクトを作ることは大きな満足感を与えてくれますが、多くの場合、初心者は何から始めたらいいのか分かりません。 プロジェクトを始める際に考慮すべきことはたくさんあり、Makerの経験がない場合、かなり混乱することがあります。 そこで、誰でも作れる初心者向けのArduinoプロジェクトを10個まとめてみました！
まずは、Arduinoのスターターキットが入っていればベストです。 Arduino、ジャンパー線、抵抗、ブレッドボード、LED、ボタンが含まれています。 いくつかのプロジェクトでは追加の部品が必要で、それらを購入できる場所へのリンクがあります。
以下に示すすべてのプロジェクトで、私たちは circuito.もちろん、オリジナルの設計を変更し、部品を追加または削除して、プロジェクトの独自のバージョンを作ることができます。
Thermometer with a Twist
最初のプロジェクトとして、温度計を作る方法を紹介することにしました。 これは、かなり簡単な作りで、家の周りにあると便利なものの一つです。 また、このプロジェクトでは、3Dプリントを一切せず、最小限のパーツを使用することで、本当に簡単で自明なものとなっています。
このプロジェクトに必要なコンポーネントは次のとおりです。 Arduino Uno、DS18B20 – One Wire Digital Temperature Sensor、7-Segment Serial Displayです。
すべての部品が揃ったら、配線を開始できます。 このプロジェクトでは、入力は温度センサー、出力は7セグメント・ディスプレイの1つだけなので、配線はそれほど難しくありません。
- 温度センサーには、VCC、GND、DQという3つのピンがあり、センサーに電力を供給します。
- 7セグメント・シリアル・ディスプレイは、一度に4桁の数字を表示することができます。 各桁は個別に制御可能です。 数字、文字、一部の特殊文字を表示することができます。 7セグメントディスプレイは、配線が少し複雑です。 ご覧のように10個のピンアウトがあります。 必ずしも全部使う必要はないでしょうが、データシートで詳しく説明されています。 温度センサーと違って、7セグメントディスプレイはピンではなく穴が開いていることにお気づきでしょうか。 そのため、オス型ヘッダーピンをハンダ付けする必要があります。 ハンダ付けは怖いと思われるかもしれませんが、実はそんなに怖くありません。 オンラインチュートリアルが充実しており、Sparkfunのものが参考になります。
次にブレッドボードについて説明します。 circuito.ioの配線図では、ブレッドボードを使用しているのがわかります。 ブレッドボードは基本的なプロトタイピングツールで、部品をはんだ付けする必要がなく、さまざまな配線をテストすることができます。 これは、多くの時間と材料を節約することができます。 最終的な設計ができたら、PCBを作成するか、上の写真にあるような穴のあいたプロトタイピングボードを使用することができます。 この問題については、今後、さまざまなブレッドボードやプロトタイピングボードについての記事で詳しく説明する予定です。 このプロジェクトでは、ブレッドボードを使うことができます。 さて、ここまでで、すでに多くの情報をお伝えしました。 でも、そのために、この世界に一歩ずつ入っていくのですから、まだ理解できなくてもあきらめないでください。 それが楽しみでもあります。
配線が完了したら、コードを見てみましょう。 コードは基本的に、センサーやアクチュエーターに何をすべきかを指示するルールと命令のセットです。 もう少し詳しく知りたい方は、Arduinoのコードのブログ記事をご覧ください。 7898>
このプロジェクトに戻り、コードの背後にある基本的なロジックを説明します。DS18B20温度センサーから読み取ったデータは、sevenSegment.writeとds18b20.readTempC()関数を使ってシリアル7セグメントディスプレイに表示されます。 このプロジェクトの具体的なコードは、Hackster プロジェクト ハブの一番下のコード セクションにあります。
このコードをダウンロードして、Hackster のチュートリアルの説明に従って、オリジナルのコードのファームウェア タブに貼り付ける必要があります。 これは Sugru と呼ばれ、カラフルで超強力なエポキシ樹脂で、好きな形に成形して乾燥させることができます。 一度乾くと、この素材は超強力でありながら柔軟性があるので、手触りがよく、カラフルで楽しいんです。
How Fast Can You Chug?
このプロジェクトは、セント・パトリックス・デイのために、私たちのチームの一気飲みのスキルをテストすることにして、作りました。 それは忘れられない日になりました (そうでないかもしれませんが)。 どうやら、私たちが素晴らしいスコアだと思っていたものは、人々の反応に比べると非常に遅いものであったことを後で知りました。
Back to the build – このプロジェクトで使用したコンポーネントは、Arduino Uno、FSR（力検知抵抗）、押しボタン、ピエゾスピーカー、7セグメント表示器です。 ディスプレイは、温度計と同じシリアル7セグメントディスプレイを使用しましたが、今回は温度を表示するのではなく、パイントがコースターを離れてからの経過時間を表示するようにしました。 このことから、7セグメント表示はあくまで表示要素であり、実際の演算はコード内で行われ、Arduinoで処理されていることがわかります。
このビルドのもうひとつの部品は、コースター上のビンの重量を検出する力センサーです。 このセンサーは、コースター上のパイントの重さを検知し、その重さの変化を7セグに表示します。 コースターに戻されたパイントの重量を検出すると、カウンターは停止します。 この動作がトリガーとなって、もう一つの部品であるピエゾスピーカーが曲を奏でます。 押しボタンで時刻をリセットします。
最初のプロジェクトを完了した方は、ここでのプロセスはほとんど同じです：このプロジェクトのために特別なリンクを作成し、すべてのコンポーネントがすでに選択されているようにしました。 配線ガイドに従い、コードをテストした後、プロジェクトを完了し、この投稿で詳細を説明します。
Monitor Air Pollution
この次のプロジェクトでは、新しいセンサーを紹介します。 MQ7と呼ばれるもので、大気中のCO濃度に関するデータを収集します。 このセンサーは高感度で応答速度が速いのが特徴です。 その仕組みは、Sparkfunで読むことができます。 MQ7はアナログ出力なので、Arduinoのアナログ端子に接続します。 MQ7は、他のガスセンサと同様に、ブレークアウトボードを必要とします。これは、基本的に、ガスセンサの奇妙な間隔のピンをブレッドボードに接続できるようにするアダプタです。 すでに2つのプロジェクトを経験した今、コードがそれほど怖くなくなり、コードが実際に何を保持しているかの議論に移ることができるようになればと思います。 このプロジェクトでは、map関数に出会います。 これは非常に便利で、さまざまなArduinoプロジェクトで広く使われている関数です。 その名の通り、この関数はある範囲から別の範囲に数値をマッピングしなおします。 この場合、MQ7センサーの範囲から、RGB LEDの範囲、つまり0-255にマッピングします。 つまり、空気中のCOの濃度に応じて、LEDの色が赤から緑に変化するのです（ビデオでもご覧いただけます）。 このプロジェクトの組み立て方や詳細については、ブログのプロジェクトの投稿をご覧ください。
Thirsty Flamingo
このThirsty Flamingoは、製作の旅を始めるのに素晴らしいArduinoプロジェクトです。 このプロジェクトでは、土壌水分センサーを使用して植物の環境を監視します。 土壌水分センサーは、MQ7と同じようにアナログセンサーです。 大きなパッドはセンサーのプローブとして機能し、実際には可変抵抗器として動作します。 そのため、土壌に水分が多いほど、2つのパッド間の導電性が良くなります。 その結果、抵抗値が低くなり、SIGの出力が高くなるのです。 つまり、水が多いほど出力信号が大きくなり、アナログピンを通じてArduinoに送られるのです。 ここで使用したピエゾスピーカーは、すでにチャグメーターでお会いしていますが、土壌水分センサーからの測定値が高いときにビープ音を鳴らすようにプログラムされています。
この説明では、抵抗、抵抗値、導電率など、電子工学の用語を少し使いました。 もし、これらの言葉がちんぷんかんぷんであっても、それはごく普通のことです。 今後の記事で基本的な用語を説明する予定ですが、とりあえずInstructablesの電子工学クラスを受講してみるのもいいでしょう。 このクラスはとても有益で、説明も例も素晴らしいです。 ゆっくり始めて、基本的な用語を覚え、一度に飲み込もうとしないでください。 新しい言語を学ぶのと同じで、時間と練習が必要なのです。
フレンドリーなピンクのフラミンゴの話に戻りますが、土壌水分センサーの仕組みや、なぜその時にピエゾスピーカーが鳴るのかを説明した後、このプロジェクトではさらにいくつかのことを見てきました。 主に、そのために作った筐体です。 今回は、初めて3Dプリンターについて説明します。 このプロジェクトでは、ケーシングを作る必要はありませんが、ケーシングを作ることでユニークで素敵な外観になりますし、この場合、電子機器が濡れるのを防ぐことにもなります（結局、いずれは植物に水をやる予定ですよね）。
3Dでデザインするには、ある程度の経験と、かなりの創造性が必要です。 電子機器と同じように、3Dデザインについて深く理解しなくても、他の人の自由なデザインを3Dプリントすることができます。 しかし、いずれは自分自身のデザインを作成したり、他の人のデザインを自分のニーズに合わせてカスタマイズしたりしたいと思うことでしょう。
いずれにせよ、渇いたフラミンゴのために、すべての電子部品をしっかりと固定し、「足」（実際には土壌水分センサーのパッド）だけが突き出るようにした、クールなカバーを作りました。 このプロジェクトをどのように構築したか、コードと 3d ファイルの詳細については、指定のブログ記事を参照してください。
リサイクル ロボット アーム
ロボット アームは、メーカーの世界ではかなり人気のあるプロジェクトです。 ロボットアームを作るためのさまざまなキットがあり、その作り方を紹介したチュートリアルもたくさんあります。 これらの設計には、通常、CNCレーザー切断や3D設計が含まれています。 私たちは、工房にある材料でロボットアームを作ろうと決めました。メーカーであることの一部は、今ある材料で作業することを学び、プロジェクトのコストを削減することでもあるからです。 使用した材料は、小さな木片、ペットボトルを細い紐状にしてシュリンクタイのようなものにしたもの、そして紐です。 組み立て自体はとても楽しく、これらの余った材料を使い、どのように活用できるかを模索するのは興味深いことでした。 7898>
電子工作では、そろそろサーボモータを紹介します。 サーボは、歯車と軸が一体化したもので、180度の範囲で制御することができ、メーカーの世界でも大変人気のあるモーターです。 あらゆる種類のさまざまなプロジェクトに利用されています。 Arduinoのモーター全般については別の記事で特集していますが、サーボモーターについても専用のパートがありますので、ぜひご覧ください。 1つはアームを左右に動かすもの、もう1つはアームを上下に動かすもの、もう1つはグリッパーの制御です。
サーボを制御するために、2軸ジョイスティックを使用しました。 このジョイスティックは、実際には2つのポテンショメータと1つのプッシュボタンです。 ジョイスティックのX軸がサーボの1つを右から左に動かす（0〜180度）ように、ジョイスティックの値をマッピングしました（マップ機能を覚えていますか）。
グリッパーサーボには2つのポジションがあります。
- 180度 – グリッパーが閉じていることを意味します
- 0度 – グリッパーが開いていることを意味します
Joystick pushボタンはそれらのあらかじめ定義されたポジション間でトグルすることができます。
このプロジェクトで本当に素晴らしいのは、さまざまな材料から組み立てて、自分が作業しているコンポーネントとそれらが異なる環境でどのように機能するかを本当に知ることができる点です。 使用するサーボのトルク、重量、機能範囲など、多くのことを学ぶことができます。 自由な時間と学習意欲があれば、これは素晴らしい実験プロジェクトです。
The Flying Manatee
モーションディテクタ – 私たちは毎日モーションディテクタに出会い、使用しています。 車の中、家の中、スーパー、オフィス、店に入るときなど。 このプロジェクトでは、PIRモーションディテクタを使用します。これは、20フィート離れた場所から人や他の生き物の動きを検出することができます。 PIRセンサーの仕組みは、赤外線のレベルを検出することです。 あなたは、これが正確にAdafruitによるこの偉大なチュートリアルで行われる方法について読むことができます。 PIRセンサーの感度を調整し、読み取り間隔を設定することができます。
この記事の他のプロジェクトと同様に、Arduinoボード、今回はArduino Pro-micro 5vを使用しています。 下の画像にあるように、温度計のプロジェクトで行ったように、ブレッドボードを穴のあいたプロトタイピングボードに置き換えました。 このプロジェクトでも、サーボモータに出会いますが、今回は1つの軸しか動かないので、1つのモータしか使っていません。
この非常にシンプルなプロジェクトを、PIR センサーの「目」を露出させ、誰が来るのかを「見る」ことができるようにしますが、すべての配線と電子機器を目から遠ざけ、作業場やガレージの入り口に置くことができる見栄えのするマナティーを、素敵な 3D プリント ケースに上品にまとめています。 カラスのように害虫を追い払うこともできるかもしれませんね。 カスタムコードと3DデザインはHackster.ioのプロジェクトハブをご覧ください。
34Five Arduino Pet
これは奇妙で風変わりなプロジェクトですが、多くの愉快な反応を得ました。 そして、楽しむことの何が悪いのでしょうか。 さらに、別のセンサである加速度計を紹介する良い口実にもなります。 おそらくご想像のとおり、これは3つの軸で加速度を測定します。 この部品の正確な計算と機能は、Digikeyのクイックスタートガイドで見ることができます。 しかし、その基本は、向きの変化に反応することです。 加速度センサーとは別に、ピエゾスピーカーを再び使い、向きの変化に応じてこのファンキーな曲を再生しました。
すべてのプロジェクトと同様に、私たちのアプリで使用したすべてのコンポーネントを見つけることができます。
詳細、コード、および 3D デザインは、Hackster プロジェクト ハブにあります。
ドローン エアゲート
最近ドローンは非常に人気がありますが、このインタラクティブ エアゲートを使用して、ドローンでの遊びを新しいレベルまで引き上げることができます。 このプロジェクトでは、HC-SRO4超音波センサー、9Vバッテリー、Sparkfun Arduino Pro Miniコントローラー、RGB Diffused Common Anodeが必要です。
ドローンポールは、飛行テクニックの練習に最適です。 超音波センサーがドローンの接近を感知し、ライトを赤から緑に変化させます。 好きなだけエアゲートを作って、その中に障害物コースを作り、友達と競争してください。 本当に楽しいですよ、私たちを信じてください。 Hackster.ioのコミュニティハブで、詳しい手順をご覧いただけます。
役に立たないArduinoギフトボックス
ここまで来たら、Giftduinoをもらうに値しますよ!
楽しむこともMaker-Arduinoの世界の大きな要素です。そして、目的のないプロジェクトを作ることは何も悪いことではありません。 このセンサは、磁界の違いに反応するホール効果の原理で動作します。 そこで、このプロジェクトでは、ホールセンサを作動させるために、箱の蓋に磁石を設置しました。 箱を開けると、ピエゾスピーカーが音を奏で、画面にはプレゼントボックスが表示されます（その他、お好みのものをお選びください）。 このプロジェクトでは、ブレッドボードを使わず、Arduinoのプロトタイプシールドを使っているのがおわかりいただけると思います。
コーヒーカプセルの色検出器
最初のブログ投稿は、最も人気のあるプロジェクトで締めくくることにしました。 コーヒーへの愛は世界共通で、ネスプレッソのカプセル検出器は、カプセルを選ぶのに役立つ素晴らしいガジェットになります。
このプロジェクトの動作の仕組みは、RGB光センサーが赤、緑、青の色チャンネルの輝度レベルを読み取り、Arduinoに送信すると、コード内の定義済みの値に基づいてカプセルを認識するようになっています。 必要な部品は、RGBライトセンサー、Arduino pro mini、ウォールアダプター、電源、シリアル対応LCDです。 チュートリアルの指示に従って回路を組み、サンプルコードをダウンロードしてください。 次に、Githubからプロジェクトコードをダウンロードし、パッケージを3Dプリントします。 7898> 
ここまでで、Arduinoの仕組みについて少し理解できたと思いますので、さっそく始めてみましょう。 まずは作業環境を整え、必要なものがすべて揃っていることを確認してから作業に取り掛かりましょう。 最初の数プロジェクトは難しいかもしれませんが、創造的な可能性の世界が広がります! すごいですよ！
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