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マイコンボード、コントローラ


マイコンボード、コントローラ

昔は高価で専門技術が無ければ使えなかったマイコンボードも今では数千円以下で手に入るようになり、
専門外の初心者でも扱いやすくなりつつあります。
情報処理や電子工学が専門でない人でもマイコンやICを使って
パソコン周辺機器や実験機材を自作することも可能です。

ここでは、生物学や環境学を研究する人が実験装置を自作することを想定して
マイコンボードやコントローラの解説をします。

1 Arduino
 Arduino(アルドゥイーノ/アーデュイノ)は、柔軟で使いやすいハードウェアとソフトウェア
に基づいた、オープンソースの電子プロトタイプのプラットフォームです。
アーティスト、デザイナー、趣味、それからインタラクティブなモノや環境を
作りたい人に向いています。(arduino公式ページより抜粋、和訳)
Arduino(図2-1-1)は、USBなどでパソコンに接続できるコントローラで
ハードウェアとソフトウェアが専門でない人、
「とりあえず作ってみたい」という人向けの開発環境です。Arduino言語という独自の言語で制御します(Arduinoでは組込制御プログラムのことを”スケッチ”と呼びます)。
Arduino言語はC/C++言語をベースとした言語ですが、
組込制御プログラムの知識がなくても簡単に作れるように工夫されています。
ブレッドボードと組み合わせて使うと、ハンダ付など不要で
とりあえず作ってみることができます(図2-1-2)。
(逆に、きちんと勉強したプロフェッショナルから見ると
大雑把なものとも思え、技術取得を目的とした人にはちょっと疑問かもしれませんが、
とりあえず作りたいモノがあることを重視しています。)

例えば「目の反応を調べるために一秒間に1回~100回パルスを発生させる」
という単純な装置を作るとした場合、
Arduinoのような簡単なコントローラを使えば、ちょっとした装置なら自作できるでしょう。
Arduinoのような「オープンソースのプロトタイピングプラットフォーム」は
専門外の人でも高価な専用の設備がなくても作れる可能性を広げるものと考えられます。

(補足:実際に実験装置を作るにはセンサーなどのデバイスの知識も必要ですが、
電子工学やアセンブラ言語に詳しくなくてもなんとかなるでしょう。)

参考:


Arduino入門 インストール方法(Windows編) (PDFファイル)

(公式サイトの
Getting Started with Arduino Getting Started w/ Arduino on Windows ページ
を日本語に訳したものです。)


最初のスケッチ (PDFファイル)

(公式サイトの
First Sketchページ
を日本語に訳したものです。)


参考:Arduino公式ページ(英文)へのリンク


参考:Arduinoリファレンス日本語訳へのリンク

図2-1-1 Arduinoボードの一種

図2-1-2 Arduino とブレッドボード

 

2 PIC (Peripheral Interface Controller)
 PICとは、Microchip Technology社の開発した1チップのマイコンです(図 2-2-1)。
パソコン周辺機器など様々な用途で用いられています。
性能や用途に応じて様々な種類があり、一個数十円~数百円程度で販売されています。
価格が安く入手しやすいことや汎用的に使えるマイコンであることなどから
アマチュア電子工作や電子工学の教材にもよく使われています。
制御プログラム開発用の言語は、アセンブラ、C言語、BASIC などがあり、
目的と用途に応じて適切な言語を選択できます。
開発環境としては、MikroElektronika社のmikroC, mikroBasic、
Microchip Technology社の MPLAB IDE などがあります。
制御用のプログラムをPICに書き込むには、PICライター(PICプログラマ)を必要とします(図 2-2-2)。
(Arduinoに比べると電子工作やマイコン制御の基礎知識が必要です。)参考:
PIC 開発環境(C言語, Basic)MikroElektronika社 ダウンロードページ


↓初心者向けの解説(ダウンロード~使い方の基本)

C言語⇒

mikroC PRO for PICの使用法(入門編) (PDFファイル 1.5MB)

Basic⇒

mikroBasic PRO for PICの使用法(入門編) (PDFファイル 1.5MB)


PICライターを販売している秋月電子通商へリンク

参考資料:


マイクロチップ・テクノロジー・ジャパンのダウンロード・技術資料へリンク


マイクロチップ・テクノロジー社のPICのページへリンク(英文)


図 2-2-1 PIC


図 2-2-2 PICライタ
(秋月電子のPICプログラマ)

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