ロールアウトパネル-プロトタイピングは、設計・開発プロセスにおいて必要不可欠なものです。 PCBプロジェクトでより高度な段階に進む前に必須となるものです。 したがって、デジタル電子機器の開発者であれば、Arduinoブレッドボードは良い選択だと思います。
Arduinoが登場する以前は、初心者がマイコンを学ぶのは難しいことでした。 高価なキットを使わなければならず、アセンブリ言語のコーディングが必要で、使いこなすのは困難だった。
しかし、Arduinoは、c++のような高度なプログラミング言語でコーディングするための手頃で使いやすいプラットフォームを提供することで、この状況を変えました。
Arduinoブレッドボードと、その作成手順について見ていきます。
ロールアウトパネル-Arduinoとは？
Arduinoは、オープンソースのデジタル・エレクトロニクス・ソフトウェアおよびハードウェア・プラットフォーム、プロジェクト、ユーザー・コミュニティです。 このプラットフォームは、デジタル電子機器の開発用に使いやすいシングルボードマイクロコントローラーとそのキットを設計・製造しています。
Arduinoボード
ロールアウトパネル-ブレッドボードとは？
一方、ブレッドボードは、四角い穴のあいたプラスチック製のコンソールで、記号や線が刻まれている。 複数の電子部品やArduinoなどのマイコンを組み立てて、プロトタイピングを行うためのビルディングベースとして機能します。
ブレッドボードはハンダレスの設計であることが、PCBとの大きな違いです。
ハンダレスブレッドボード
一般的にブレッドボードには、ジャンパー、電源ユニット、トランジスタや抵抗、コンデンサなどの電子部品が付属しています。
ロールアウトパネル-Arduinoの仕様の一部
動作電圧：7-12V（DCソケット）、5V（USB）
デジタルI/O端子：14（PWM動作6）
アナログ入力端子：6本
プログラム保存用フラッシュメモリー：32kb
メモリ：2kb
eepm: 1 kb
クロックスピード：16MHz
DC入出力端子電流出力：20hp
ロールアウトパネル-Arduinoブレッドボードの作成
ブレッドボードでArduinoを作る場合、マイコン（ATmega328Pなど）が基本のArduino回路キットを形成しています。 しかし、他の部品も同様に重要であり、それらが残りの回路を構成しています。Arduino ATmega328Pマイコンの仕様は以下の通りです。
ATmega328Pチップ
出典：ウィキメディア・コモンズ
ブレッドボードのArduinoオプションは、標準のATmega328pマイコンよりもArduinoブートローダを搭載しているため、より優れています。 このブートローダにより、Arduino IDEをプログラムすることができます。 また、ブレッドボードArduinoを使用することで、以下のような利点があります。
Arduinoのハードウェアの仕組みに関する深い知識
拡張が容易
低消費電力
ロールアウトパネル-必要な部品
完全なプロジェクトを構築するために、以下のコンポーネントが必要です。
これらの部品を下図のように接続してください。
Arduino ATmega328pブレッドボードとusb-シリアル変換モジュール
出典：ウィキメディア・コモンズ
接続を行うためには、各ピンがマイコン内で何に使われているかを知る必要があります。 チップのピン配置図です。
ATmega328pとArduinoボードのピン配置図
出典：ウィキメディア・コモンズ
ロールアウトパネル-外部電源との接続
まず、ブレッドボードの電源配線を接続します。 この作業では、レギュレーターが設置されている場所に電源とアース線を設置します。 誤って部品を接続しないように、ピン番号に注意してください。
次に、グランド線と電源線を基板の底面に追加し、各レールを接続します。 次に、パワーレギュレータとパワーレールを基板に接続します。
VCC 端子に印加できる最大電圧は 6 V であり，この値に達することは避けてください。
ほとんどの場合、DC9-12Vの電源（バッテリー）で十分です。 しかし、その仕事をするのは電圧レギュレーターである。 したがって、レギュレータから5V程度を得るためには、入力電力は7～16V程度が必要です。
レギュレータINとグランド間に10uFのコンデンサを追加してください。 同様に、床と電源の間の右レールに同様のコンデンサを設置します。
次に、LEDと220Ωの抵抗を、ボードの左側、電圧レギュレータのすぐ向かい側に貼り付けます。
電源の選択が終わったら、いよいよマイコンを搭載し、次にUSB-シリアル変換モジュールを搭載します。
マイコンを接続する
まず、上図のようにブレッドボードにチップを挿入します。 次に，通常動作時にチップがリセットされないように，リセットピンから+5Vに10kのプルアップ抵抗を接続します。 0Vに接地すると、マイコンは再起動します。
次に，16mhzのクロックを9ピンと10ピンに接続し，それぞれ22pFのコンデンサを2個，グランドに接続してください。
ブレッドボードに接続されたATmega328Pチップ
出典：ウィキメディア・コモンズ
そして、リセット端子とグランド端子の間に小型の触覚スイッチを接続し、リセットボタンとして機能させます。 この部品がある状態で、新しいプログラムをアップロードするためにチップを再起動するには、スイッチを押します。
なお、一部のチップには、あらかじめLEDの点滅プログラムが搭載されています。 通常、Arduinoのソフトウェアには、メーカーから直接提供されたプログラムが入っています。
これらのピンが以下のように接続されていることを確認してください。
端子7 – デジタル電源電圧(VCC)
8ピン – GND
ピン20 – AVcc – ADCコンバータ電源電圧。 ADC を使用しない場合は、入力電源に接続する必要があります。 ADC を使用する場合は，ローパスフィルタを介して電源に接続します。
21ピン – AREF – ADCアナログ基準端子
22ピン – GND
すべてのセットアップとバッテリーの接続が完了したら、ボードのLEDが点滅するはずです。LEDの目的は、ボードに正しい電力が供給されているか、または短絡しているかをチェックすることです。
ここでやめてもいいのですが、本当に面白いのは、Arduinoのブレッドボードを書いているときです。 作成したコードを使用してフラッシュするためには、ブレッドボードにUSB-シリアル変換モジュールを接続する必要があります。
パソコンのArduino IDEでコードを入力するので、USB-シリアル変換モジュールはUSBポートを提供します。 パソコンとブレッドボードチップをUSBケーブルで接続するポートがあるといいですね。
USB-シリアル変換モジュールの接続
以下の5つの接続を行うだけです。
Rx, Tx
受信機から受信機へ
Vcc, Vcc
グランド、グランド
DTR/RTSを10uFのコンデンサを介してRSTに接続。
そこから、Arduino IDE上で工夫を凝らすことができます。 次に、スリープモードにしばらく入るなどして、チップ上でさまざまなコード・スニペットを実行してみてください。
Arduino IDEでのLED点滅コード例
出典：ウィキメディア・コモンズ
概要
このように、Arduinoブレッドボードは、テストや開発のためのプラットフォームを簡単かつ安価に提供し、デジタル電子機器設計の初心者に理想的なものとなっています。 ご不明な点がありましたら、お問い合わせください。
