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今さら聞けないArduino

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最近もの作り系のニュース記事などで3Dプリンタ同様、よく聞くキーワードである「Arduino」。平たく言えば電子工作に最適なコンピュータなのですが、イマイチどういったものかつかめていない方もいらっしゃると思います。今回はArduinoを特徴や応用例、ハードウェアビジネスとの関わりという観点で紹介します。 Arduinoとは Arduinoは学習用途からメディアアート作品、プロトタイプまで幅広く使わ…

最近もの作り系のニュース記事などで3Dプリンタ同様、よく聞くキーワードである「Arduino」。平たく言えば電子工作に最適なコンピュータなのですが、イマイチどういったものかつかめていない方もいらっしゃると思います。今回はArduinoを特徴や応用例、ハードウェアビジネスとの関わりという観点で紹介します。

Arduinoとは

Arduinoは学習用途からメディアアート作品、プロトタイプまで幅広く使われているマイコンボードです。CPUやメモリなどが組み込まれたマイクロ・コントローラとそれらを動作させるための最小限の回路が組み込まれています。

そして、ハードウェアの上で動作するソフトウェアの開発用にC言語ベースのシンプルな言語が用意されていることや、開発環境が無料で提供されていることから、ハードウェアプロトタイピングの学習を始めやすいこともArduinoの特徴です。

Arduino UNO
Arduinoの開発環境

Arduinoには様々なセンサーやモーター、通信装置などを接続できる端子が用意されています。この写真では、Arduinoと距離センサーを組み合わせることで手とセンサーまでの距離がわかるしくみを作っています。

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また、バッテリー駆動や無線通信に対応するモデルもあるのでいわゆるIoTデバイスのプロトタイピングに便利なマイコンボードの一つでしょう。一方、スマートフォンなどと比較して大容量のメモリやストレージを持っているわけではないので、LinuxなどのOSをArduinoの上で動かしたり、高精細なディスプレイを接続してHD動画を再生する、といった用途には不向きです。

様々なモデルが用意されているArduino

Arduinoにはスタンダードな「Arduino UNO」以外にも、無線通信やモーター制御、省電力動作など様々な用途に特化したモデルがあります。これらは秋葉原にある「秋月電子通商」やネット通販「スイッチサイエンス」にて2〜3000円台の価格帯で購入できます。

また、オープンソースハードウェアとしてArduinoの設計図にあたる回路図は公開されており、部品を揃えれば誰でも自分のArduinoを組み立てることができます。

下段左から「Arduino Pro Mini」「Arduino Fio」「LilyPad Arduino」

シールドを使って手軽に機能拡張

Arduino用の拡張部品として、Arduinoにつなげることでイーサネット通信や画像表示用のディスプレイなどを手軽に利用できる「シールド」が多く販売されています。これらのシールドをArduinoに差しこむだけで、ハンダ付けや結線の必要なくより手軽にArduinoに機能を追加できます。シールドには以下の様なものがあります。

  • リチウムイオンポリマー充電池を使うためのシールド
  • 有線でイーサネット接続をするためのシールド
  • 3G通信をするためのシールド
Arduinoにイーサネットケーブルを接続するための「イーサネットシールド」
Arduinoで心拍を計測するための「心拍センサーシールド」

ハードウェアビジネスとArduino

このように、安価で入手でき、センサやモータなどと連携するデバイスを作りやすいArduinoは、自分が考えるアイディアをスピーディに形にし検証するプロトタイピングには最適です。しかしこのArduinoは、市場に投入する最終製品に組み込み、量産販売する用途いは大概の場合適しません。

Arduinoの入手には一台数千円かかります。ハードウェアの頭脳にあたる部分を担当するとはいえ、最終製品の価格帯によっては非常に高価な部品となります。また、プロトタイピング用途に設計されたArduinoには最終製品には不要な入出力端子や部品も数多く載っています。これは基板そのものの大きさや、価格にムダを生み出す原因となります。

アイディアを最終製品に進化させるフェイズは大きく分けて、アイディア検証を行うための「プロトタイピング」のフェイズと、それを踏まえた上で最終製品を設計する「量産設計」のフェイズに分かれます。そして量産設計では、プロトタイピングを通じて判明した必要な機能を実現するための最低限の構成を1から設計し直します。

そこで使われる部材はArduinoのような「全部入りのマイコンボード」単位ではなく、マイコン単体、ストレージ単体、LED単体といった、細かい部材の積み上げとなります。こうした背景から、Arduinoが最終製品に組み込まれることはまずありません。

しかし、最近は量産向けのArduinoも登場しつつああります。Kickstarterで50万ドル以上集めている「MicroView」プロジェクトは有機EL液晶も備えた小型のArduinoで、このままリストバンドやネックレスに組み込むことでウェアラブルデバイスとして販売することも可能である点をアピールしています。

有機ELを備えたArduino互換基板「MicroView」

様々なバリエーションが登場するのもArduinoの特徴なので今後は量産品に組み込まれる事を前提に設計されたArduinoも次々と登場するかもしれません。

Arduinoを上手に使う

以上のように、Arduinoは手軽にハードウェア作りの学習ができるマイコンボードです。様々なアイディアを形にし、想定している課題を解決できるのか、世の人に受け入れてもらえるのかをスピーディに確認するためのプロトタイピングツールとして優秀です。

Webアプリなどのソフトウェアだけでは解決できない課題も、ブラウザやアプリの外、つまりハードウェアなら解決できるかもしれません。これを機会にあなたもハードウェア開発にチャレンジするのはいかがでしょうか。

LEDディスプレイを通じて感情を表現することも可能な、オープンソースでArduino互換のバランスロボット「Lil’Bot」

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オープンソースでArduino互換の2輪バランスロボット(倒立振子ロボット)「Lil’Bot」が開発中だ。クラウドファンディングサイトKickstarterで支援を募集している。残り10日の時点で既に目標となる15,000ドルの調達に成功している。 ニュースレターの購読 注目すべき記事、世界のスタートアップシーンの話題、BRIDGE 主催のイベントに関する情報をお届けします! Sign Up 「L…


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オープンソースでArduino互換の2輪バランスロボット(倒立振子ロボット)「Lil’Bot」が開発中だ。クラウドファンディングサイトKickstarterで支援を募集している。残り10日の時点で既に目標となる15,000ドルの調達に成功している。

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「Lil’Bot」はArduino Unoと互換性があるためUSB経由でプログラミングが可能となっている。赤外線LEDを使用して前面と左右の障害物を検出したり、エッジ検出したりといったことも可能だ。

正確な制御を行う為のオドメトリ(※1)をベースにしたホイールエンコーダも搭載。ハードウェア、ソフトウェア共にオープンソースとなっている。単三アルカリ電池もしくはニッケル水素充電池7個で駆動するとのこと。

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オプションとして、LEDディスプレイを通じて絵文字のように感情を表現することを可能にするシールド「emoShield」も用意されている。

恐い、面白い、怒った、幸せ、クール、悲しい、笑顔、といった感情を表すことができるようになっている。表情を表すことで、ロボットをより身近に感じることができるだろう。

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プログラミングには、BlocklyDuinoを基にしたブロックベースのプログラミング言語「Lil’Blocks」を使用する。子供にとってはレゴブロックを組み立てるのに過ぎないかもしれないが、プログラムの概念をしっかりと理解することが出来るとのこと。

現在Kickstarterで行われているキャンペーンでは、Lil’Botの組み立てキットが165ドル、完成品は185ドルで入手可能となる見込み。195ドルでLil’BotとemoShieldの組み立てキットのセット、215ドルでその完成品が手に入る。米国外への配送はプラス20ドルで対応している。発送は2014年9月となる予定だ。



※1 オドメトリとはロボットの左右の車輪の回転角と回転角速度を積算することで、移動距離と方向を求める方法

Arduinoで利用できる非接触型ジェスチャーインターフェース「3Dpad」

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「3Dpad」という非接触型のジェスチャーインターフェースの資金募集が、indiegogoにて開始されている。ootsideboxというプロジェクトチームによるもので、Arduino用のShieldとして機能するプロダクトだ。 「Arduino」は、電子回路やプログラミングに詳しくないデザイナーでも手軽にハードウェアのプロトタイプを開発できることで人気のマイコンボード。3DpadはArduinoの…


3Dpad
「3Dpad」という非接触型のジェスチャーインターフェースの資金募集が、indiegogoにて開始されている。ootsideboxというプロジェクトチームによるもので、Arduino用のShieldとして機能するプロダクトだ。

Arduino」は、電子回路やプログラミングに詳しくないデザイナーでも手軽にハードウェアのプロトタイプを開発できることで人気のマイコンボード。3DpadはArduinoの機能を拡張できるShieldとして、Arduinoに接続することで非接触でのインターフェースを実現できる。

3Dpadは、PCB(基盤)、Arduino Shield、Arduino Unoの大きく3つのパートで構成されている。

3Dpad

ジェスチャーの感知は投影型静電容量方式を採用しており、基盤の前に人間の手や指が接近すると、そこで起こった電圧変化を検出する。

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検出した電圧変化から、Arduino Unoに組み込まれたソフトウェアが3D座標を計算し、USBポートにて接続されたコンピュータ等にデータが送られるしくみだ。スワイプ、プッシュ、回転など基本的なジェスチャーを約10cmの奥行の範囲で検出できるという。

indiegogoでの目標額は、20,000ユーロ。59ユーロ以上の支援で3D Padを手に入れることができる。配送時期は2014年10月を予定。

資金調達を達成し実際に商品化された場合は、このインターフェースを組み込んでつくられる新しいプロダクトの登場も楽しみとなりそうだ。

Raspberry Piを搭載、手回しでGIFアニメなどの撮影が可能なデジカメ「OTTO」

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手回しハンドルでGIFアニメなどを撮影し、様々なハックも可能なデジカメ「OTTO」を米国のスタートアップNext Thingが開発中だ。現在、クラウドファンディングサイトKickstarterで支援を募集している。既に目標である6万ドルを超える調達に成功していることから人気のほどがうかがえるだろう。 「OTTO」には手回しハンドルがついており、回している間に撮影することができる仕組み。撮影前にスマ…


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手回しハンドルでGIFアニメなどを撮影し、様々なハックも可能なデジカメ「OTTO」を米国のスタートアップNext Thingが開発中だ。現在、クラウドファンディングサイトKickstarterで支援を募集している。既に目標である6万ドルを超える調達に成功していることから人気のほどがうかがえるだろう。

「OTTO」には手回しハンドルがついており、回している間に撮影することができる仕組み。撮影前にスマートフォンのアプリで撮影モードを選択する。撮影後に画像がスマートフォンに同期される。撮影モードはGIFアニメのほかにも、タイムラプス撮影、Magic Eyeのようなステレオグラムに変換、現在地の地図を重ねて表示するなど、様々なモードが用意されている。

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また、ハードウェアの追加も可能だ。Arduinoで動くFlashyFlashという基盤を本体のUSBポートに取り付けることができる。FlashyFlashを使うことで、ヒトの静電容量を使ってハイタッチする瞬間を撮影したり、撮影する際の音の大きさをに合わせて彩度を変更したりすることが可能となる。

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OTTOはRaspberry Pi Compute Moduleで構築された初の商用製品となるとのこと。ソフト、ハード共にハック可能であることは魅力であると言えよう。

現在行われているKickstarterのキャンペーンでは199ドルから入手可能となっている。FlashyFlashのセットは249ドル。別途送料を負担することで米国外への配送にも対応している。出荷は2014年12月となる見込みだ。

東京拠点のVITROが世界最小クラスのArduino互換基板「8pino」を発売予定

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東京に拠点を置くクリエイティブユニットVITROが世界最小クラスのArduino互換基板「8pino」を発表しました。8pinoは2014年8月8日に8ドルで発売予定とのこと。 プロトタイピングやハードウェア教育に活用されるマイコン基板であるArduinoについては、これまで様々な企業やエンジニアが目的に応じて様々なサイズ、様々な機能を持った互換基板を開発/販売してきました。今回VITROが発表し…


東京に拠点を置くクリエイティブユニットVITROが世界最小クラスのArduino互換基板「8pino」を発表しました。8pinoは2014年8月8日に8ドルで発売予定とのこと。

8pino

プロトタイピングやハードウェア教育に活用されるマイコン基板であるArduinoについては、これまで様々な企業やエンジニアが目的に応じて様々なサイズ、様々な機能を持った互換基板を開発/販売してきました。今回VITROが発表した8pinoは世界最小クラスのArduino互換基板をうたっています。

8pinoのサイズは横幅8mm。MicroUSBでPCと接続し、プログラムを書き込むことが可能。

8pinoに搭載されているマイクロコントローラはATTiny85ベース。ピン配置はATTiny85のDIP8パッケージ版と互換性を持つため、ピンヘッダをつければブレッドボードに挿して使用可能です。ArduinoにおいてメジャーなバージョンであるArduino UNOに搭載されているマイクロコントローラに比べ、メモリ容量などの面では劣りますが用途や書き込むプラグラムを工夫することで十分活用可能なスペックです。

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8pinoはサンフランシスコ・ベイエリアのサンマテオで開催されたBay Area Maker Faire 2014、品モノラボのブースにて展示されました。展示中は技術的なスペックに関する質問をはじめ、教育用途や電子アクセサリ、ウェアラブルデバイスへの活用に関するディスカッションが多くなされたそうです。

サイズ以外の細かな仕様は今後変更の可能性があるそうですが、これまで以上に小型なArduinoである8pinoを活用することでボールペンやメガネにArduinoを内蔵するなど、Arduinoに関する技術を持ったユーザーが実装できるIoTデバイスの幅がさらに広がると考えられます。

「8pinoは2014年8月8日に8ドルで発売予定」。

どこまでも8にこだわっている所に情熱を感じます。なお8pinoのWebページにてメールアドレスを登録することで最新情報が配信されるそうです。

8pinoを開発したVITROは東京に拠点を置く二人組のクリエイティブユニットで、それぞれデザインとエンジニアリングのバックグラウンドを持っているとのこと。彼らはこれまでにもLEDの光と水の雫を組み合わせたデザイン照明”DEW”を発表しており、今後の活動にも注目したいところです。

3DプリンターとArduinoで”MAKE”されたオープンソースのスマートウォッチ、MAKEマガジンのコンテストで優勝

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アップルのiWatch登場の噂もさながら、今年はスマートウォッチをはじめとするウェアラブルガジェットの話題が目に触れる機会が増えている。 そして3DプリンターとAruduinoが扱えれば、スマートウォッチも誰でも自作できるようだ。ジョナサン・クック氏がが9カ月間かけて開発したスマートウォッチが、MAKEマガジンの「Arduino Challenge」コンテストで優勝した。 ニュースレターの購読 注…


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アップルのiWatch登場の噂もさながら、今年はスマートウォッチをはじめとするウェアラブルガジェットの話題が目に触れる機会が増えている。

そして3DプリンターとAruduinoが扱えれば、スマートウォッチも誰でも自作できるようだ。ジョナサン・クック氏がが9カ月間かけて開発したスマートウォッチが、MAKEマガジンの「Arduino Challenge」コンテストで優勝した。

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Aruduino(初心者でも簡単に扱えるマイコンボード)をさらにコンパクトにしたmicroduinoと、ハードウェア、トランジスタ、ボタンとワイヤー、そして3Dプリンターで出力されたケースとベルトで構成されたBluetooth LEに対応しているスマートウォッチは、時刻の表示はもちろん、メール、Facebook、Twitterの通知を表示させることができる。

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「これは初めてのオープンソースの”Pebble”的プロジェクトだ」とジョナサン氏は語っている。Pebble Watchとは誰でも自由にアプリを作ってインストールできるスマートウォッチだ。

このスマートウォッチの製作過程はoswatch.orgで公開されていて、さらに近い将来MAKEの読者に完全な作り方を公開するそうだ。

Raspberry Piの組み込みも可能な人型模型ロボット組み立てキット「RAPIRO」が販売開始

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スイッチサイエンスが人型模型ロボットの組み立てキット「RAPIRO(ラピロ)」の販売を開始した。 見た目は可愛らしいが、サーボモーターを12個搭載し、Arduino互換の制御基板を内蔵したロボットの組み立てが可能だ。価格は44,100円と、組み立て式のロボットとしては安価に抑えられている。 ニュースレターの購読 注目すべき記事、世界のスタートアップシーンの話題、BRIDGE 主催のイベントに関する…


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スイッチサイエンスが人型模型ロボットの組み立てキット「RAPIRO(ラピロ)」の販売を開始した。

見た目は可愛らしいが、サーボモーターを12個搭載し、Arduino互換の制御基板を内蔵したロボットの組み立てが可能だ。価格は44,100円と、組み立て式のロボットとしては安価に抑えられている。

プラスチック製のパーツで構成されたボディに、12か所の関節となるサーボモータを搭載。両目の部分はフルカラーLEDで自由に光らせることが可能。ドライバーでネジを締め、コネクタを接続していくだけで組み立てることができるという。

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内蔵する制御基板は、オープンソースのマイコン開発環境であるArduino互換としている。サンプルプログラムが書き込み済みのため、組み立て後すぐに動作させることができるが、Arduino IDEからプログラミングすることも可能。RAPIROを踊らせたり、掃除をさせたりといった動作もできるようになる。

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さらには頭部にRaspberry Piを組み込むことができる。Raspberry Piは、名刺サイズで低価格なシングルボードコンピュータ。より高度な動作と、Bluetoothや無線LANによる外部接続が可能となるとのこと。専用オプションのカメラモジュールを搭載することもできる。

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電源は、ACアダプタかニッケル水素充電池(Ni-MH電池)単3形5個が必要。ニッケル水素電池では、45分~90分程度の動作が可能とのこと。RAPIROはロボット工学およびソフトウェアの分野での研究、教育、学習に加え、ホビーとしての使用を想定しているという。

製品化については株式会社スイッチサイエンス機楽株式会社株式会社ミヨシの3社による共同プロジェクト。プロジェクトを始めるにあたり、クラウドファンディングサイトにて支援を募集していた。

Kickstarterでは20,000英ポンドの目標に対し3.5倍以上となる75,000英ポンドの調達に成功。日本のMakuakeでも目標の2倍近くの560万円を調達している。

3月14日現在、同社サイト及びAmazonで販売中だ。