マイコン電子工作＆プログラミング　スターターブック―Arduino、ラズパイ、ESP32の基本から電子工作のためのプログラミングまで― [単行本]

マイコン電子工作＆プログラミング　スターターブック―Arduino、ラズパイ、ESP32の基本から電子工作のためのプログラミングまで― の 商品概要

• 目次

  第1章　マイコンを使った電子工作の第一歩
  
  01　電子工作のポイント
  電子工作 ＝ 電子部品を組み合わせた工作
  アナログ電子回路とデジタル電子回路
  
  02　マイコンを使った電子工作
  デジタル電子回路とコンピュータの相性
  マイコンと電子部品モジュールを使った電子工作
  
  03　最低限知っておきたい基礎知識
  VCCとGND
  電圧／電流／抵抗の関係
  
  04　必要な道具・あると便利な道具
  ブレッドボードとジャンプワイヤ
  はんだごてなど、はんだ付け関連のもの
  抵抗
  スイッチ
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  テレビタイマー
  
  
  
  第2章　電子工作に適したマイコン
  
  05　Arduino
  イタリアで教育向けに生み出されたマイコン
  Arduino以外の開発にも使える「Arduino IDE」
  Qualcommによる買収と新シリーズの展開
  
  06　Raspberry Pi
  イギリス発祥の教育向けマイコン
  LinuxベースのOSが動作
  お値段は高め
  
  07　ESP32シリーズ
  Wi-Fiを搭載したマイコン
  ESP32シリーズのレパートリー
  ESP32シリーズを搭載した各種の製品
  
  08　micro:bit
  イギリス発の教育向けマイコン
  ブロックベースのプログラミング環境で開発
  
  09　Raspberry Pi Picoシリーズ
  ArduinoやESP32に近い形態のマイコン
  Wi-Fi付きのRaspberry Pi Pico W
  Raspberry Pi Pico 2／Raspberry Pi Pico 2 W
  
  10　そのほかのマイコン
  Jetsonシリーズ
  RDK-X3
  Raspberry Piと似たマイコン
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  Arduboy互換機
  
  
  
  第3章　プログラム作りの基本
  
  11　マイコン向けのプログラミング環境
  Arduino IDE
  Visual Studio Code
  Mu Editor
  
  12　開発言語の選択
  Arduino言語
  Python
  JavaScript
  
  13　基本的なプログラムの形
  Arduino言語での基本の形
  Pythonでの基本の形
  
  14　変数による情報の記憶
  情報を保存する入れ物 ＝ 変数
  変数を作る
  変数に情報を記憶する
  文字列を変数に代入する
  
  15　条件によって処理を分ける
  条件を満たしたときだけ処理を行う
  条件を満たさない場合に別の処理を行う
  複数の条件を連続して判断する
  
  16　一定回数の繰り返し
  単純な繰り返しの場合
  for文の一般形
  
  17　条件が満たされている間繰り返す
  while文による繰り返し
  繰り返しの途中で条件を判断する
  while文を使う場面
  
  18　関数とライブラリ
  処理を関数にまとめる
  関数の実行
  関数をまとめたライブラリ
  
  19　オブジェクトを使ったプログラミング
  オブジェクトの考え方
  オブジェクトとクラス
  オブジェクトの宣言
  メンバ変数／メンバ関数の操作
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  チェーンプログラムロボットの改造
  
  
  
  第4章　ビジュアルプログラミング環境での開発
  
  20　Scratchでmicro:bitプログラミング
  小学校でも取り入れられているScratch
  Scratch Linkのインストール
  Scratch micro:bit HEXのインストール
  Scratchとmicro:bitの接続
  micro:bitのブロックの利用
  
  21　MakeCodeでmicro:bitプログラミング
  Microsoftが提供するMakeCode
  プログラミングの手順
  プログラムの書き込み
  プログラムの保存と読み込み
  
  22　UIFlowでM5Stackプログラミング
  UIFlowはM5Stack独自のプログラミング環境
  ファームウェアの書き込み
  UIFlow 2.0でのプログラムの開発
  プログラムの実行と書き込み
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  Tsumicky
  
  
  
  第5章　Pythonでの開発
  
  23　Pythonの特徴
  汎用的なプログラミング言語
  AI関連で人気が上昇
  インデントでブロックを表すことが必須
  
  24　マイコンで使えるPython環境
  MicroPython
  CircuitPython
  
  25　マイコンへのCircuitPythonの書き込み
  CircuitPythonのダウンロード
  Raspberry Pi Pico系での書き込み手順
  ESP32系での書き込み手順
  CircuitPythonのバージョンアップ
  circupコマンドのインストール
  
  26　BlinkaによるRaspberry Piでの開発
  Blinka
  インストール前の準備
  Blinkaのインストール
  インストールの確認
  
  27　Mu Editorでの開発
  Mu Editorのインストール
  プログラムの開発
  シリアルポートの通信を見る
  プログラムの実行
  
  28　Visual Studio Code ＋ Raspberry Pi ＋ Blinkaでの開発
  Visual Studio Codeのインストール
  Raspberry Piのホスト名の設定
  Visual Studio CodeとRaspberry Piとの接続
  プログラムの開発と実行
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  LEDストリップの利用
  
  
  
  第6章　Arduino言語（C++）での開発
  
  29　Arduino言語の特徴
  ベースとなるC++言語
  Arduino向けにアレンジしたC++言語 ＝ Arduino言語
  
  30　Arduino IDEでの開発
  Arduino IDE
  Arduino IDEのインストール
  プログラムの開発
  プログラムの書き込み
  
  31　ボードマネージャのインストール
  ボードマネージャ
  ボードマネージャにボードを追加する
  非公式のボードを追加する
  ボードのアップデート
  ボードのバージョンを戻す
  
  32　ライブラリのインストール
  ライブラリ
  ライブラリマネージャでライブラリをインストールする
  ライブラリのアップデート
  ライブラリのバージョンを戻す
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  ライントレーサー
  
  
  
  第7章　基本的な制御
  
  33　デジタル出力
  デジタル出力の基本
  ピンのモードの設定
  ピンの番号
  デジタル出力を行う
  デジタル出力の例
  
  34　デジタル入力
  デジタル入力の基本
  ピンのモードの設定
  デジタル入力を行う
  デジタル入力の例
  
  35　プルアップとプルダウン
  スイッチの入力が得られないことがある回路
  プルアップ抵抗を入れる
  マイコン内蔵のプルアップ抵抗を使う
  プルダウン抵抗
  
  36　PWM出力
  PWM出力の基本
  PWM出力を行えるピン
  Arduino言語でのPWM出力
  CircuitPythonでのPWM出力
  
  37　アナログ入力
  アナログ入力の基本
  アナログ入力を利用できるマイコンとピン
  Arduino言語でのアナログ入力
  CircuitPythonでのアナログ入力
  
  38　シリアル入出力
  シリアル入出力の基本
  Arduino言語でのシリアル入出力
  CircuitPythonでのシリアル入出力
  Raspberry Pi ＋ Blinkaでシリアルポートを使う
  
  39　I2Cを使った接続
  I2C
  I2C接続に使うピン
  Arduino言語でのI2Cのピン番号の指定
  CircuitPythonでのI2Cの使い方
  
  40　SPIを使った接続
  SPI
  SPI接続に使うピン
  Arduino言語でのSPIの使い方
  CircuitPythonでのSPIの使い方
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  電飾ピアノ
  
  
  
  第8章　モーターの制御
  
  41　ブラシ付きモーターの制御
  ブラシ付きモーター
  モーターの制御に使うモータードライバ
  マイコンとTB6612FNGの接続
  モーターの回転と停止
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  42　サーボモーターの制御
  サーボモーター
  マイコンとサーボモーターとの配線
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  43　ステッピングモーターの制御
  ステッピングモーター
  モータードライバを通したマイコンとの接続
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  プラレールの自動ポイント切り替え器
  
  
  
  第9章　情報の表示
  
  44　キャラクタディスプレイ
  キャラクタディスプレイの基本
  利用前の準備
  Arduino IDEでの利用手順
  CircuitPythonでの利用手順
  
  45　OLEDディスプレイ（Arduino言語の場合）
  OLEDディスプレイの基本
  OLEDディスプレイの接続
  ライブラリのインストール
  プログラムの先頭部分
  setup関数に入れる処理
  OLEDディスプレイへの表示
  
  46　カラー液晶ディスプレイ（Arduino言語の場合）
  カラー液晶ディスプレイの基本
  マイコンとカラー液晶ディスプレイの接続
  TFT_eSPIライブラリのインストール
  User_Setup.hの書き換え
  プログラムの先頭部分の記述
  setup関数での初期化
  各種の描画処理
  
  47　CircuitPythonでの液晶ディスプレイ系の操作
  displayioによる描画
  ライブラリのインストール
  ライブラリの読み込み
  ディスプレイの初期化
  画面への表示
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  パルスオキシメーター
  
  
  
  第10章　センサーの制御
  
  48　温度／気圧／湿度センサー
  主な温度／気圧／湿度センサー
  DHT11／DHT22の接続
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  49　モーションセンサー
  モーションセンサーの基本
  MPU6050とマイコンとの配線
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  50　距離センサー
  距離センサーの基本
  HC-SR04とマイコンとの配線
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  51　色センサー
  色センサーの基本
  TCS34725とマイコンの接続
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  52　GPS
  GPSの基本
  マイコンとの接続
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  脈拍に連動して動く猫耳
  
  
  
  第11章　各種のプログラミング
  
  53　AD変換
  AD変換モジュール
  Raspberry Piとの接続
  ADS1115のライブラリのインストール
  ADS1115の初期化
  アナログ値を得る
  
  54　ファイルの読み書き
  ファイルの読み書きに必要なもの
  マイコンとSDカードモジュールの接続
  Arduino言語でのプログラミング
  CircuitPythonでのプログラミング
  
  55　Wi-Fiへの接続
  Arduino言語でのプログラミング手順
  CircuitPythonでのプログラミング手順
  
  56　ホスト名で接続できるようにする
  mDNSの基本
  Arduino言語でのプログラミング手順
  CircuitPythonでのプログラミング手順
  
  57　マイコンをHTTPサーバーとして動作させる（Arduino言語の場合）
  HTTPサーバーの基本
  プログラミングの手順
  ESP32系／Raspberry Pi Pico WをWebサーバーとして動作させる
  
  58　マイコンをHTTPサーバーとして動作させる（CircuitPythonの場合）
  ライブラリのインストール
  プログラミングの手順
  CircuitPythonで書き換えてWebサーバーとして動作させる
  
  59　マイコンからWebサーバーにアクセスする基本
  簡易HTTPSアクセス用ライブラリの組み込み
  SSLのルート証明書の取得
  プログラム作成の手順
  
  60　マイコンからWebサーバーにアクセスする基本（CircuitPythonでプログラミング）
  ライブラリのインストール
  import文の追加
  SSLのルート証明書の追加
  初期化の処理
  Webページの情報の取得
  
  61　スマートフォンに通知を送信する
  IFTTT
  IFTTTを使う準備
  アプレットの作成
  Arduino言語のプログラムで通知を送信する
  CircuitPythonのプログラムで通知を送信する
  
  マイコン電子工作でこんなことができる
  プラレールの電動踏切

• 内容紹介

  マイコン電子工作を始めたい＆もっと楽しみたい！　プログラミングを上達させたい！　そんな声にお応えできる全ページカラーのガイドブックが登場。Arduino、Raspberry Pi、ESP32といった定番マイコンの基本から、実践的な電子工作のためのプログラミングまで体系的に学べます。
  
  本書の前半では、ハードウェアの基礎知識からプログラム作りの基本ルール、開発環境の構築までを丁寧に解説します。
  
  ▼▽ArduinoやRaspberry Pi、ESP32など、用途に合わせたマイコンの選び方▼▽
  ▼▽マイコン向けのプログラミング環境からプログラム作りの超基本▼▽
  ▼▽PythonとArduino言語によるプログラミング環境構築方法▼▽
  
  後半では、デバイスやモジュールを思いどおりに動かすための制御テクニックを解説します。
  
  ▼▽デジタル入出力、アナログ入力、PWM出力、I2CやSPIによる接続手法▼▽
  ▼▽ブラシ付きモーター・サーボモーター・ステッピングモーターといった各種モーターの制御▼▽
  ▼▽ディスプレイへの情報表示と、温度・距離・モーションなどのセンサー制御▼▽
  
  基礎から応用までを網羅しており、ご自分の経験に合わせて着実に電子工作のレベルが上がります。「自分で作ったモノをプログラムで自由に動かす楽しさ」を、ぜひ本書によって深めてください。電子工作の第一歩を踏み出す＆電子工作の奥深さを堪能する、そのための最適なスタートガイドです。

• 著者について

  藤本 壱 (フジモト ハジメ)
  1969年兵庫県伊丹市生まれ。神戸大学電子工学科卒。中学生のころにBASIC言語でプログラミングを始め、機械語、C言語、PHP、JavaScriptなど多くの言語でプログラミングを行ってきた。1993年から2019年まではPC関係のフリーライターとして、雑誌や書籍の原稿の執筆を行ってきた。2020年からは群馬医療福祉大学の教員として勤務している。2016年にRaspberry Piで電子工作を始め、その後Arduinoも使うようになり、現在は主にESP32で電子工作を行っている。また、ビジュアルプログラミング環境でさまざまなプログラミングを楽しむための「Tsumicky」というプロジェクトを進めている。YouTubeチャンネル「HFChannel」（https://www.youtube.com/@HFChannel1969）で、電子工作をはじめ多くの動画を公開している。

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