お知らせ
News小学生でもできる?電子工作入門:ArduinoとRaspberry Piを使って電子工作を始めてみよう
Arduinoって何?
Lチカから始める電子工作の世界
レゴやSPIKEでプログラミングに慣れてきたら、次は「本物の回路」に挑戦しませんか。ArduinoとRaspberry Piの違い、必要な道具、最初にやること(Lチカ)を図解で丁寧に解説します。
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Arduinoとは何か
小さな「司令塔」ボード
Arduino(アルドゥイーノ)は、イタリアで2005年に開発された小型のマイコンボードです。「電子工作をもっと手軽に」という思いで作られ、今では世界中の学生・エンジニア・クリエイターに使われています。
一言で言うと、「プログラムを書き込むと、つないだ部品(LED・モーター・センサーなど)を思い通りに動かしてくれる司令塔」です。レゴSPIKEのハブに似た役割ですが、より汎用的で、自分で回路を組み合わせる自由度が格段に高いのが特徴です。
レゴSPIKEとの違いは「回路を自分で組む」こと
レゴSPIKEはモーターやセンサーが専用コネクタで簡単につながりますが、Arduinoは自分でブレッドボードに部品を並べて回路を作ります。難しそうに見えますが、これが本物の電子工学の入り口です。
ArduinoとRaspberry Pi
何がどう違う?
電子工作を調べると必ず出てくる2つのボード。よく混同されますが、役割がまったく異なります。
| 比べる点 | 🔵 Arduino | 🍓 Raspberry Pi |
|---|---|---|
| 正体 | マイコンボード(小型の制御基板) | シングルボードコンピュータ(小型PC) |
| OS | なし。電源を入れると書き込んだプログラムが即起動 | Linux(Raspberry Pi OS)が動く |
| プログラム言語 | C/C++(Arduino言語) | Python・JavaScript・C++ など何でも |
| 得意なこと | モーター・センサー・LEDなど部品の制御。リアルタイム処理 | Webサーバー・AI・画像処理・IoT |
| 初心者向き? | ◎ 入門しやすい。情報も豊富 | △ 少し知識が必要 |
| 本体価格目安 | 約3,000〜5,000円 | 約8,000〜15,000円 |
まずArduinoから始めるのがおすすめ
「ロボットを動かしたい」「センサーを使いたい」という目的なら、最初はArduinoが向いています。電源を入れるとすぐ動き、情報も豊富。慣れてきたらRaspberry Piと組み合わせることもできます。
最初に用意するもの
7つの道具
Arduinoを始めるのに必要なものは意外とシンプルです。特にLチカ(LEDをチカチカ点滅させる入門実験)なら、以下の7点があれば今日から始められます。
① Arduino Uno
本体基板。入門には「Uno R3」が定番。情報が最も豊富で迷ったらこれ。
約3,000〜5,000円② PC(Windows or Mac)
プログラムを書くのに使用。スペックは一般的なものでOK。
手持ちのPCで可③ USBケーブル(Type-B)
PCとArduinoをつなぐ。古いプリンターと同じ形状。セットに付属が多い。
約300〜500円④ ブレッドボード
部品を差し込んで仮の回路を作る板。はんだ不要で試行錯誤できる。
約300〜600円⑤ LED
光る電子部品。赤・緑・青など色は何でもOK。5個入りパックが便利。
約100〜300円⑥ 抵抗(220Ω〜330Ω)
LEDに流れる電流を制限する部品。これがないとLEDが壊れる。
約100〜200円⑦ ジャンパーワイヤ
ブレッドボードとArduinoをつなぐ短いワイヤ。オス-オス型を。
約300〜500円スターターキットを買うと一番お得
Amazon等で「Arduino スターターキット」や「ELEGOO UNO R3 キット」を検索すると、上記の部品がほぼ全部入ったセットが2,000〜4,000円で手に入ります。バラバラに買うより安く、最初の一歩にぴったりです。
ブレッドボードの仕組みを理解しよう
ブレッドボードは、内部で決まった方向に穴が電気的につながっています。この構造を理解することが、回路作りの基本です。
もう一つの選択肢
Arduino Nano の使い勝手
Unoを覚えたら(あるいは最初から)ぜひ知っておきたいのが Arduino Nano です。Unoとほぼ同じ機能を持ちながら、サイズが約半分。ブレッドボードにそのまま差し込んで使えるため、実用的なものを作るときの「本命」として愛用する人が多いボードです。
NanoがUnoより優れている場面
Nanoの最大の特徴はブレッドボードにそのまま差し込んで使える点です。Unoはサイズが大きいためブレッドボードの横に置いてジャンパー線でつなぎますが、Nanoはブレッドボードの中央に挿せるので、配線がスッキリします。
ブレッドボードに直挿し
ピンヘッダーがブレッドボードの穴にそのまま入る幅(18mm)。Unoでは横に置く必要があった配線が、Nanoなら中央から直接できる。
完成品への組み込み
Ottoロボットや自作デバイスに内蔵するとき、Nanoの小ささが活きる。「試作はUno、完成品はNano」という使い分けが定番。
互換品が安い
Amazonや秋月電子で800〜2,000円台の互換品が豊富。Unoと同じスケッチが動くので、複数台使いたいときにコスト削減になる。
アナログピンが多い
UnoはA0〜A5の6本だが、NanoはA0〜A7の8本。センサーをたくさんつなぐプロジェクトで重宝する。
NanoはUSBケーブルの形状に注意
Arduino NanoはUSB Mini-B端子を使用します(古いデジカメなどと同じ形)。最近のスマホで使うMicro-BやType-Cとは別物なので、購入時にケーブルも一緒に用意しておきましょう。互換品の中にはType-C端子のものもあります。
どちらを選べばいい?
最初の一台→ Arduino Uno がおすすめ。大きくて扱いやすく、情報も最多。
2台目・完成品に入れたい→ Arduino Nano が活躍。Unoで作った回路をそのままNanoに移行できる。CotoMiraiではUnoで学んだ後、Nanoへのステップアップも一緒にサポートしています。
Lチカをやってみよう
電子工作の「Hello World」
「Lチカ」とは、LEDをチカチカ点滅させることです。プログラミングの入門が「Hello World」の表示なら、電子工作の入門はLチカ。これができれば、次に何でも挑戦できます。
手順は5ステップ
Arduino IDEをPCにインストール
arduino.cc から無料でダウンロード。プログラムを書いてArduinoに送り込むためのソフトです。
回路を組む
Arduino の 13番ピン → 抵抗(220Ω)→ LED(長い足=アノード)→ LED(短い足=カソード)→ GND の順にブレッドボードで接続します。
USBでPCと接続
USB-BケーブルでArduinoとPCをつなぎます。ArduinoのLEDが光れば認識成功。
スケッチ(プログラム)を書く
下のコードをArduino IDEに入力します。「スケッチ」はArduinoでのプログラムの呼び名です。
書き込んで実行!
「→」ボタン(Upload)を押すとプログラムがArduinoに送られます。LEDが1秒ごとに点滅したら成功です。
LEDには向きがある!逆につなぐと光らない
LEDの足は長い方が「+(アノード)」、短い方が「-(カソード)」です。アノード側を13番ピン(抵抗経由)につなぎ、カソード側をGNDにつなぎます。逆にしても壊れることはありませんが、光りません。
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次のステップ
Ottoロボット制作へ
Lチカに慣れたら、次は部品をどんどん追加していきます。その先にあるのが、ArduinoをベースにしたOtto(オットー)という二足歩行ロボットの制作です。
🤖 Ottoロボットとは?
チェコで開発された教育用の二足歩行ロボット。世界中の学校で使われており、Arduinoをベースに4つのサーボモーターで歩く本格的なロボットです。手のひらサイズながら、超音波センサーで障害物を感知する機能も持っています。
- 4つのサーボモーターで滑らかに歩く
- 超音波センサーで周囲を認識する
- ビジュアルプログラミング(Otto Blockly)から始められる
- 慣れてきたらC++で本格的な制御プログラムを書ける
- 最終目標:ロボカップジュニアへの参加
CotoMiraiで一緒に学ぼう
南青山のCotoMiraiでは、この記事で紹介したArduino入門からOttoロボット制作まで、個別指導でサポートしています。「難しそう」「どこから始めればいいかわからない」という子でも大丈夫。まず一緒にやってみましょう。
- Lチカなどの入門編から始められます。回路の組み方、Arduino IDEの使い方、基本的なコードの書き方を、実際に手を動かしながら学びます。
- レゴSPIKEからの移行もスムーズ。ビジュアルプログラミングの経験があれば、C/C++への移行もスムーズに進められます。
- 1対2〜3の個別指導。わからないことがあればその場で聞けます。自分のペースで進められるので、詰まって挫折することがありません。
- 最終目標はOttoロボットとロボカップ参加。Lチカを卒業した後のロードマップが明確です。
体験した保護者の方の声(例)
「レゴのプログラミングを1年やって、『次は本物の回路がやりたい』と言い始めたのでCotoMiraiに相談しました。Lチカを一緒にやってもらい、今はOttoロボットの制作に取り組んでいます。」(小5・男の子の保護者)
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CotoMirai 南青山教室
千代田線「乃木坂駅」3番出口 徒歩5分
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