Raspberry PiでArduinoをプログラムする方法

Arduino上でプログラムを実行するのは簡単ですが、Piを使ってやったことはありますか?Raspberry Piはスタンドアロンコンピュータとして十分なパワーを持ち、マイクロコントローラのプログラミングにも適しています。
ここでは、Raspberry Pi 3 Model B+を使用してArduino UnoにLEDを点滅させます!
目次
- ArduinoをプログラムするためにRaspberry Piを使用したい理由
- 必要なもの
- Arduino IDEのインストール
- Arduino IDEを使ったプログラミング
- Arduinoの作法
- よくある質問
この内容を2つの部分に分けます:Arduino IDEのインストール方法とRaspberry Pi上のIDEの使用方法です。Platformioを通じてArduinoをプログラムすることも可能ですが、この方法は初心者にとってはずっと簡単だと思います。
ArduinoをプログラムするためにRaspberry Piを使用したい理由
通常、あなたがこれをやりたい理由は以下の通りです:
- 通常のPCが使えない。
- 学ぶ体験を求めている。
ただ、それだけではありません。実際、スタンドアロンPCを使用するのとRaspberry Piを使用する間には良い妥協点が存在します!
長所
- Raspberry Piはノートパソコンよりもはるかに少ない電力を使用します。
- 電源がないときは、バッテリーバンクから運転できます。
- すでにIoT端末として使用している場合、時間を節約します。
短所
- 通気性がない場合、Raspberry Piが過熱する可能性があります。
そのままで、Raspberry Piは迅速に週末でできるIoTプロジェクトを作成するには十分です。センサーや周辺機器、Arduinoを接続し、コードを入力してシステム全体と一緒に動作させてみてください。
しかし、まだ「この回路がどのように機能するかを理解する必要がある」段階なら、適切なデスクトップPCを使用してください。それは頭痛に役立つでしょう。
必要なもの
- Raspberry PiとRaspberry Pi OSおよびUSBポート
- Arduino
- USB Type-AからUSB Type-Bコネクタ
- コンピュータ周辺機器(モニター、キーボード、マウス)
- 250Ω抵抗(オプション)
- 小型LEDバルブ(任意の色、オプション)
- ブレッドボードとジャンパーワイヤ(オプション)
Arduino IDEのインストール
Chromium(または任意のブラウザ)を開き、https://www.arduino.cc/en/softwareにアクセスします。
「Linux ARM 32ビット」を選びます。

- それにより、ダウンロードおよび/または寄付するページに移動します。寄付したくない場合は「JUST DOWNLOAD」をクリックできます。

- これにより新しいウィンドウが開きます。上部のファイル名と左側のダウンロード場所を変更できます。「保存」ボタンは右下にあります。

- ダウンロードが完了すると、ダウンロードフォルダ(または選択したフォルダ)に見つかります。ダブルクリックしてアーカイバアプリを実行します。開くまで数分かかる場合があります。

- アーカイバはファイルを開きますが、読み込みが完了するまで少し時間がかかります。左下に赤と緑が点滅する円があります。何か他のことをする前に完了するまで待ってください。この時点で水を一杯取っておくと良いでしょう。

- 「ファイルを抽出」をクリックします。それは開いた茶色のボックスで、右にオレンジの矢印が指しています。

- これにより新しいウィンドウが開き、いくつかの設定を選択できます。最上部のテキストボックスの値を「Downloads」フォルダを指すように変更できます。そうしない場合は、デフォルトで「tmp」フォルダを指します。ダウンロードを完了するには、右下の「抽出」をクリックします。

- アーカイバを閉じ、新しいフォルダに移動して「install.sh」ファイルをダブルクリックします。

新しいウィンドウで「実行」をクリックします。
Arduino IDEは「Piロゴ -> エレクトロニクス -> Arduino IDE」で利用可能になります。

Arduino IDEを使ったプログラミング
- PiロゴからArduino IDEを実行します。コードを書くための緑のウィンドウが表示されます。

- 次のコードをコピーして貼り付けます:
void setup(){
// ここに一度だけ実行するセットアップコードを入れます:
Serial.begin(9600);
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop(){
// ここに繰り返し実行する主なコードを入れます:
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(500);
Serial.println("LED on");
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(500);
Serial.println("LED off");
}このコードはLEDをオンにし、シリアルモニタに「LED on」と出力して0.5秒後にLEDをオフにし、「LED off」を同じ時間だけ出力します。
保存するには、「ファイル -> 保存」をクリックするか、キーボードでCtrl + Sを押します。
ケーブルを接続します。Arduino UnoはUSB Type-AからType-Bコネクタを使用します。四角い側がArduinoに、長方形の側がRaspberry Piに接続されます。

- Arduinoにアップロードするには、「スケッチ -> アップロード」をクリックするか、キーボードでCtrl + Uを押します。

- アップロード中、TXとRXのLEDが高速で点滅し、その後プログラムが実行され、LEDが0.5秒ごとにオンまたはオフになります。

- ちょっと見やすくするために、D13とGNDの間にLEDバルブと250Ω抵抗を接続することを試みることができます。これをブレッドボード上で行うと便利で、ピンを操作する前にArduinoをRaspberry Piから切り離すことを忘れないでください。

- 正しく接続されていれば、LEDバルブが点灯し、0.5秒ごとに明るくなったり暗くなったりするはずです。

- シリアルモニタにアクセスするには、「ツール -> シリアルモニタ」をクリックするか、キーボードでCtrl + Shift + Mを押します。

Arduinoの作法
これで、Raspberry PiとArduinoでさまざまなものを作成できるようになります。少しさかのぼりますが、これを頻繁に行うつもりなら、Arduinoを使って作業を簡単にするために少し学ぶ必要があります。
常に「ピンオフ」、「コードアップ」、「電源オフ」というフレーズを覚えていてください。
ピンオフ
まず、すべてのワイヤをピンから外します。新しいプロジェクトに時間がかかると、ピンの名称を忘れてしまう可能性があります。たとえば、出力ピンを「HIGH」で接続し、別の出力ピンを「LOW」で接続することがあるかもしれません。これがGPIOピンを壊す簡単な方法です!
コードアップ
コードアップはシンプルです:コードをアップロードします。ArduinoはUSBポートに接続されている限り常に電源が供給されていることを常に心に留めておいてください。
電源オフ
最後に、回路のアップデートを行うときは、常にすべての電源からArduinoを取り外して電源を切ってください。最悪の瞬間に間違ったワイヤを間違った場所に置いて、何かが煙を出すのが一番避けたいことです。ショート回路はプロジェクトを瞬時に台無しにする可能性があります。
よくある質問
Raspberry PiでもArduino Unoをプログラムできますか?
Arduino IDEによってサポートされているボードはどれでもRaspberry Piで動作します。基本的に、Linuxディストリビューションを搭載した通常のPCでコーディングするのと同じです。
この方法はどのRaspberry Piボードで動作しますか?
Arduinoをプログラムする機能は、USBポートを内蔵していないZeroを除いて、すべてのRaspberry Piマイクロプロセッサボードで動作するはずです。Nanoでも動作しません。なぜならRaspberry Pi OSを実行できないからです。
Raspberry Piで複数のArduinoボードを同時に実行できますか?
はい、できますが、注意が必要です:Raspberry PiのUSB出力は約1.2Aの電流に制限されています。複数のサーボを使用している場合は、すべてが同時に動くと、一部のボードが突然の電力低下を経験した後に再起動する可能性があります。