Arduino初心者として犯さない10の間違い

Arduino初心者として犯さない10の間違い

Arduinoボードと、その後に登場した多くの手頃な価格のマイクロコントローラーは、趣味の電子機器を永遠に変えました。かつてはスーパーオタクの領域であり、エレクトロニクスとコンピューティングに関する幅広い知識を備えていたものが、今ではすべての人に利用可能になっています。





ハードウェアの価格は常に下落しており、オンラインコミュニティは常に成長しています。以前にカバーしました Arduinoを使い始める 、そしてたくさんあります 素晴らしい初心者プロジェクト あなたを知るために、だからすぐに飛び込まない理由はありません!





しかし、今日は、この世界に不慣れな人々が頻繁に犯すいくつかの間違いと、それらを回避する方法について説明します。





パワーアップ!

ほとんどのArduinoボードには電源レギュレータが搭載されているため、USBまたは電源から電力を供給できます。各ボードはそれが取ることができるものが正確に異なりますが、それは通常です 7-12v DCバレルジャックまたはVINピンを介して入力します。これは私たちの最初の間違いにうまく私たちをもたらします:

1.ボードに外部から電力を供給する「後方」

この最初のものは常に人々を捕らえます。バッテリーまたは電源からボードに電力を供給している場合は、次のことを確認する必要があります。 V + に行きます ワイン ピン、および 接地 ワイヤーはに行きます GND ピン。これを逆にすると、ボードを揚げることがほぼ確実になります。



この一見明らかなエラーは、思ったよりも頻繁に発生するため、電源を入れる前に必ず電源設定を確認してください。

揚げたArduinoの空気のにおいがするとき、これが主な理由であることがよくあります。 2番目に可能性が高いのは、何かがボードから過剰な電流を引き出そうとしたためです。ボードが提供できる電力量と比較して、コンポーネントに必要な電力量を知ることは不可欠です。





これに飛び込む前に、権力の背後にある理論を簡単に見てみましょう。

時事

マイクロコントローラーを使用する上で重要なことは、電子機器の基本を知ることです。天才的な電気技師である必要はありませんが、理解することは重要です ボルトアンペア抵抗 、およびそれらがどのようにリンクされているか。 Sparkfunには優れた機能があります エレクトロニクスの入門書 、説明するいくつかのビデオと一緒に 電圧現在 (アンペア)と オームの法則 (抵抗)。





コンポーネントに必要な電力量を正確に理解することは、Arduinoボードを操作する上で不可欠です。

2.ピンから直接コンポーネントを実行する

これは、プロジェクトに飛び込むことを熱望している多くの人々を捕らえます。一部の低電力コンポーネントをArduinoピンで直接使用することが可能です。ただし、多くの場合、これを行うと、Arduinoから非常に多くの電力が引き出され、マイクロコントローラーが破壊されるリスクがあります。

ここでの最悪の犯罪者はモーターです。低電力モーターでさえ、非常に多様な電力を引き出すため、Arduinoピンで直接使用するのは通常安全ではありません。モーターを使用する真のDIYの方法については、 Hブリッジ 。これらのチップを使用すると、ボードを揚げるリスクを冒すことなく、arduinoピンを使用してDC電源モーターを制御できます。

これらの小さなチップは、電源をArduinoから分離し、モーターを両方向に動かすことを可能にします。 DIYロボティクスやリモートコントロール車両に最適です。これらのチップを使用する最も簡単な方法は、Arduinoのシールドの一部として使用することです。 2ドル以下からAliexpressから 、または冒険心があれば、いつでもできます 自分で作る

Arduinoでモーターを使用する初心者のために、Adafruitには以下を使用するチュートリアルがあります。 両方のチップ自体 そして彼らの ブレイクアウトモーターシールド

リレーとMOSFET

他の電気部品や電化製品は、より予測可能な量の電力を消費する可能性がありますが、それでもマイクロコントローラーに直接接続することは望ましくありません。 5vLEDストリップでさえ危険な場合があります。テストのためにボードに直接いくつかを接続することは問題ありませんが、一般的には外部電源を使用し、リレーを介してそれらを制御することをお勧めします。 MOSFET

2つの間に違いはありますが、ホビーエレクトロニクス内の多くのアプリケーションで機能的に同じです。どちらも、電源とコンポーネント間のスイッチとして機能し、Arduinoによってオンまたはオフになります。リレーは、それを制御する回路から完全に分離されており、オン/オフスイッチとしてのみ機能します。 Dejan Nedelkovskiは、彼から取ったリレーの使用についての優れたビデオ紹介をしています。 チュートリアル記事

MOSFETを使用すると、さまざまな量の電力を通過させることができます。 パルス幅変調 (PWM)Arduinoピンから。 LEDストリップ付きMOSFETの使用に関する入門書については、 究極のガイド それらをArduinoに接続します。

3.ブレッドボードの誤解

起動時の一般的なエラーは、なんとか短絡を引き起こすことです。これらは、回路の一部が本来あるべきではない場所で結合されている場合に発生し、電力をより簡単にたどることができます。これにより、せいぜい回路が正常に動作せず、最悪の場合、揚げたコンポーネントや火災のリスクが発生します。

ブレッドボードを使用するときにこれを回避するには、ブレッドボードがどのように機能するかを理解することが重要です。 Science Buddiesからのこのビデオは、知り合うための優れた方法です。

ここで重要なのは、各ボードでレールがどのように機能するかを覚えておくことです。フルサイズとハーフサイズのブレッドボードでは、外側のレールは水平方向に、内側のレールは垂直方向に機能し、ボードの中央に隙間があります。ミニブレッドボードには垂直レールしかありません。

ブレッドボードでショートが発生しないようにする最も簡単な方法は、デバイスの電源を入れる前に作業を確認することです。そのぎりぎりの視線はあなたに多くの苦痛を救うことができます!

4.はんだ付けの事故

Arduinoまたはコンポーネントをプロトボードにはんだ付けする場合、特にArduino Nanoのような小さなボードでは、同じ問題が発生する可能性があります。必要なのは、2つのピンの間にある小さなはんだの塊で、マイクロコントローラーを破壊する可能性のある短絡を引き起こすだけです。これを回避する唯一の方法は、用心深く、可能な限りはんだ付けを練習することです。

はんだ付けを始めたばかりのときは、非常に繊細で骨の折れる作業に思えるかもしれませんが、時間の経過とともにはるかに簡単になります。初心者向けのプロジェクトガイドは、ブレッドボードからプロトタイピングの世界に移行するすべての人を支援する必要があります。

5.間違ったピンまでの配線

マイクロコントローラーでの作業は、ピンでの作業を意味します。ほとんどのコンポーネントと多くのボードには、それらをプロトボードに取り付けるためのピンが付属しています。どのピンが何をするかを知ることは、物事があなたが望むように機能することを確実にするために不可欠です。

一般的な例は、前述のMOSFETです。 MOSFETの3本の脚は ゲートドレイン 、 と ソース 。これらのいずれかを混合すると、電力が間違った方向に流れたり、短絡が発生したりする可能性があります。これにより、MOSFET、Arduino、アプライアンスが破壊される可能性があります。本当に運が悪ければ、3つすべてが破壊される可能性があります。

コンポーネントを使用する前に、必ずデータシートまたはピン配列を探して、どのピンがどこに配置され、どのくらいの電力を使用する必要があるかを正確に判断してください。

6.コードの構文エラー

Arduinoのハードウェア側から離れると、コーディング時に多くの間違いを犯す必要があります。最も一般的なエラーは次のとおりです。

  • 行末にセミコロンがありません
  • ブラケットのタイプがない/間違っている
  • スペルミス

上記の問題のいずれかは、マイナーではありますが、プログラムが正常に機能しなくなります。まばたきのスケッチを例にとってみましょう。以下は、ヘルプテキストが削除された、ArduinoIDEに含まれている単純なBlink.inoスケッチです。一見大丈夫そうですね。

void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT)
}
void loop {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay{1000};
digitalwrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);

このコードはコンパイルされません。5つの理由があります。それらを調べてみましょう:

  1. 2行目: セミコロンがありません。
  2. 5行目: 関数ブラケットがありません。
  3. 7行目: ブラケットのタイプが間違っています。
  4. 8行目: DigitalWrite関数のスペルが間違っています。
  5. 8/9行目: 閉じている中括弧がありません。

そのコードは次のようになります。

void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}

これらのエラーはそれぞれ、マイナーではありますが、プログラムの動作を停止します。何が悪いのかを正確に伝えることは、時間の経過とともにはるかに簡単になりますが、最初は非常にイライラする可能性があります。 Arduinoプログラミングに慣れるための良いヒントは、参照できる別のプログラムを開くことです。ほとんどの場合、構文とフォーマットは異なるプログラム間で同じです。

Arduinoのコーディングがコーディングへの最初の進出である場合は、ようこそ!学ぶことはやりがいのある趣味であり、特定のタイプのプログラマーがどれほど需要があるかを考えると、それはキャリアの大きな変化になる可能性があります!コーダーとして学ぶには良い習慣があり、これらの習慣はすべてのプログラミング言語に当てはまるので、早めに学ぶ価値があります。

7.シリアルナンセンス

シリアルモニターはArduinoのコンソールです。ここで、Arduinoのピンから取得したデータを送信し、テキストを読みやすいものとして表示できます。残念ながら、おそらくすでに多くの人が知っているように、それは必ずしもこれほど単純ではありません。

物事を機能させようとした初期の頃は、マイクロコントローラーをシリアルモニターに印刷するように設定し、まったく意味のないものを取り戻すことほどイライラすることはありません。幸いなことに、ほとんどの場合、簡単な解決策があります。

コードでシリアルモニターを開始するときは、 ボーレート 。この数は、単にシリアルモニターに送信される1秒あたりのビット数を指します。以下の例では、ボーレートはコードで9,600に設定されています。シリアルモニターの下部にあるドロップダウンメニューを使用して同じ値に設定していることを確認してください。すべてが正しく表示されます。

シリアルモニターで、選択できる速度がいくつかあることに気付くかもしれません。大量のデータを転送する場合を除いて、ボーレートを変更する必要はほとんどありません。 9,600のシリアルモニターは、1秒あたり1,000文字近くを印刷できます。おめでとうございます。あなたがその速さで読むことができれば、あなたは明らかに魔法使いです。

8.行方不明のライブラリ

Arduinoで利用できるライブラリの広範で増え続けるリストは、Arduinoを初心者が利用できるようにするものの1つです。経験豊富なコーダーによって作成され、無料でリリースされたライブラリを使用すると、複雑なコーディングを知らなくても、個別にアドレス指定可能なLEDストリップや気象センサーなどの複雑なコンポーネントを使用できます。

を選択すると、IDEから直接ライブラリをインストールできます。 スケッチ >> ライブラリを含める >> ライブラリを管理する ライブラリブラウザを起動します。

ライブラリをインストールすると、どのプロジェクトでも使用できるようになり、多くのライブラリには独自のサンプルプロジェクトが付属しています。ここには2つの落とし穴があります。

  • 持っていないライブラリを必要とするコードを使用する。
  • プロジェクトに含まれていないライブラリの一部を使用しようとしています。

最初に、プロジェクトに最適と思われるコードを見つけた場合、IDEに配置するとコンパイルが拒否されることがわかった場合は、まだインストールしていないライブラリが含まれていないことを確認してください。あなたはこれを見ることによってこれをチェックすることができます #含む コードの上部にあります。まだインストールしていないものが含まれていると、機能しません。

2番目のケースでは、反対の問題が発生します。コンピューターにインストールしたライブラリーの関数を使用していて、コードがコンパイルを拒否する場合は、現在作業しているスケッチにライブラリーを含めるのを忘れた可能性があります。たとえば、あなたが素晴らしいを利用したい場合 留められた Neopixel LEDストリップを備えたライブラリ、追加する必要があります #include'FastLED.h ' コードの開始時に、ライブラリを探すように通知します。

9.浮かぶ

最後から2番目の間違いについては、フローティングピンを見ていきます。フローティングとは、ピンの電圧が変動して不安定な読み取り値になることを意味します。これは、ボタンを使用してArduinoで何かをトリガーするときに特定の問題を引き起こし、望ましくない動作を引き起こす可能性があります。

これは周囲の電子機器からの不要な干渉によるものですが、Arduinoの内部プルアップ抵抗を使用して簡単に対処できます。

このビデオから AddOhms 問題とその修正方法について説明します。

10.月を狙う

これは特定の問題ではなく、忍耐の問題です。 Arduinoを使用すると、アイデアのプロトタイピングを簡単に開始できます。難しいプロジェクトが迅速な学習体験をもたらすことは事実ですが、小さなことから始める価値があります。あなたが試みる最初のプロジェクトが非常に複雑であるならば、あなたはおそらく上記の問題の1つにファウルに陥り、あなたを苛立たせ、そして潜在的に揚げた電子機器で残すでしょう。

マイクロコントローラーを使用することの素晴らしい点は、学ぶことができるプロジェクトの量が非常に多いことです。複雑な照明システムの作成を計画している場合は、単純な信号機システムから始めることで、先に進むための基礎が得られます。巨大なLEDストリップライトショーを作成する前に、PCケースの内部のような小さなものを試してみてください。

それぞれの小さなプロジェクトは、Arduinoコントローラーの使用に関する別の側面を教えてくれます。そして、それを知る前に、これらの巧妙な小さなボードを使用して、人生全体を制御します。

学習曲線

Arduinoの学習曲線は、初心者にはかなり気が遠くなるように思えるかもしれませんが、その専用のオンラインコミュニティにより、学習プロセスの負担が大幅に軽減されます。この記事のような簡単な間違いに注意することで、あなたは自分自身に多くの欲求不満を救うことができます。

避けるべき間違いがわかったので、独自のArduinoを作成してみませんか。それがどのように機能するかを学ぶためのこれ以上の方法はありません。

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詳細については、VSCodeとPlatformIOを使用したArduinoコーディングをご覧ください。

画像クレジット:SIphotography /

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著者について イアン・バックリー(216件の記事が公開されました)

Ian Buckleyは、ドイツのベルリンに住むフリーランスのジャーナリスト、ミュージシャン、パフォーマー、ビデオプロデューサーです。マッドサイエンティストになることを期待して、執筆中やステージ上にいないときは、DIYの電子機器やコードをいじっています。

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カテゴリ Diy