【初心者向け】直感的にわかる！Arduino（アルディーノ）で初めての電子工作 / デジタル回路設計の基礎を学ぼう from Udemy

これからArduino（アルディーノマイコン）を触ってみたい！Arduinoなどに搭載されるマイコン（マイクロコンピュータ）を使ったプログラミングに知識ゼロから挑戦してみたい！
オームの法則などの電気回路の基礎知識は少しあるものの、実際に自分の手で回路設計して何か形になるものを作ってみたい！
デジタル回路の知識が全くないのでこのコースをきっかけに勉強してみたい！

そういった方のニーズに応えるため、本コースを制作しました。

コースの前半では、LEDを点滅させる簡単な回路から始めます。小さな成功体験を積み重ねながら、徐々に難易度を上げていきましょう。

デジタル回路とアナログ回路はどう違うのか？
Arduino以外に必要な電子部品を一式揃えるにはどこで購入すれば良いか？
LEDを点滅させるシンプルなデジタル回路設計はどのようにすれば良いのか？
リモコンなどに使われるプッシュスイッチで動くデジタル回路の設計方法を学びたい。
スピーカーなどのボリューム調整用のつまみに使われる可変抵抗とArduinoとの接続方法やプログラミング方法を学びたい。

といった回路設計に付随して必要になる様々な基礎知識をゼロから学べるのはもちろん、

本コースを通じて、

プッシュスイッチと電子ブザーを使った電子ピアノを開発したり、
7セグメントLEDを使った時限爆弾風カウントダウンタイマーを開発したり、
人感センサーを使って人を検知し、LEDを点灯させる回路設計のノウハウも学べます。

本コースを学び終える頃には、自らの手で様々な回路設計や電子工作を行う際に必要になるデジタル回路設計の基礎知識を習得することができます。

私たちの身の回りには、実は電子工作を活用できる場面が多々あります。

このコースをきっかけに回路設計や電子工作の楽しさを体感し、組み込み開発ができるエンジニアとしての第一歩を踏み出しましょう。

本コースは英語のドキュメントを活用する場面がありますが、講師の解説がついていますので、頑張って学んでいきましょう。

それではコースの中でお会いできることを楽しみにしています。

Arduinoとは・・・

「Arduinoボート」および「Arduino IDE」から構成されるシステムです。

「Arduinoボード」はマイコン、入出力ポートを備えた基板（マイコンボード）であり、Arduino UNOやArduino Nanoなどがそれに相当します。

「Arduino IDE」はプログラムを作成・コンパイル・デバッグをし、それをArduinoボードに転送するための統合開発環境と呼ばれるPC上で動作させる一種のソフトウェアです。

プログラムを組み込むことで、モータの制御やセンサの状態検知などを行うことができます。

外部の電子部品の入出力機能を持ち、デジタルやアナログ出力、シリアル通信処理ができるようになっており、

またプログラミング処理能力を持ち、計算処理や割り込み処理機能なども持ち合わせています。

今回のコースでは、C言語を使っていきますのでプログラミングに触れることもできます。

このコースは「直感的にわかる！電気回路/電子回路の基礎を学ぼう」の待望の続編コースになります。

このコースだけでも受講を進めることは可能ですが、前作も受講することでより理解が深まります。

What's inside

Syllabus

イントロダクション

Udemyの基本操作方法

Q&A機能の使い方

デジタル回路の基礎が理解できるようになります。

マイコンとは？

（クイズ）マイコンの説明として正しいものはどれか？

マイコンボードとは？

（クイズ）マイコンボードの説明として「間違っている」ものはどれか？

Arduino開発に入る前に、まずはデジタル回路とは？というところからご説明していきます。

なぜマイコンチップ単体ではなく、いろいろ部品がくっついているマイコンボードを使うのだろう？なんて思ったことはありませんか？

ここでは試作にマイコンボード使うメリットについて紹介していきます。

本コースの受講に便利なArduino開発キットについて

（準備）Arduino開発キットを準備しよう

Arduinoの開発環境構築ができるようになります。

このセクションで学ぶこと

ここではArduinoの開発環境セットアップの方法を解説していきます。

昔はWindowsでなければ作れないことも多かったですが、今はMacでも開発が可能です。

Arduinoにプログラムの書き込みテストをしよう

Arduinoマイコンボードの配線図の読み方

Arduinoプログラムの基本構成

LEDの点滅周期を変更したプログラムを作成し動作検証しよう。

いよいよ、実際にLEDを点滅させるプログラムを作っていきます。

Arduinoでスイッチ入力を扱えるようになります。

イントロ

スイッチの動作原理を学ぼう

オームの法則の復習

改めて「ショート」とは？

（クイズ）ここの電圧は何ボルト？

Arduinoと外付けスイッチの繋ぎ方（回路図編）

スイッチとArduinoを実際に配線してみよう

スイッチ入力に合わせてLEDが光るプログラムを書き込もう

（演習）スイッチ入力に合わせてLEDの光か反転出力するプログラムを開発しよう

デジタル回路でアナログ出力を模擬できるPWM制御を使いこなせるようになります。

（演習）今まで学んだ知識を使ってLEDの明るさを制御するプログラムを作成せよ

（解答例）LEDの明るさをプログラムで変更する方法

PWM用のanarogWrite関数を使ってみよう

憧れをLED点滅を実際にやってみよう！

（演習）LEDのフェード速度を変更するプログラムに書き換えよ

電子ピアノを開発できるようになります。

周波数と音との関係

ブザーの動作原理を学ぼう

（演習）2Hzの波形を作るプログラムを作ろう

アクティブブザーとパッシブブザーの違い

パッシブブザーで音を鳴らそう

tone関数を使って簡単に周波数を変更しよう

tone関数で音が出る時間をコントロールする方法

パッシブブザーでドレミの音が出るようにする方法

スイッチに連動して音を出す方法

スイッチを３つ配線しよう

電子ピアノを完成させよう

（復習）スイッチをArduinoに配線しよう

Arduinoでアナログ入力を扱えるようになります。

可変抵抗とは？

可変抵抗とArduinoとの接続方法

可変抵抗からの入力電圧に合わせてLEDの点滅周期を変更する方法

LEDの点灯数を可変抵抗で制御する方法

LEDバーアレイとArduinoの配線方法

LEDバーアレイを駆動するプログラムを作ろう

自作関数の作り方を学ぼう

（演習）自作関数を作ってみよう

LEDバーアレイを駆動するプログラムを完成させよう

7セグメントLEDを使いこなせるようになります。

7セグメントLEDのデータシートの読み方

7セグメントLEDを光らせてみよう

7セグメントLEDとArduinoとの配線方法

7セグメントLEDで数字を表示するプログラムを開発しよう

（演習）数字を関数化し、カウントできるプログラムを開発しよう

カウントダウンタイマーを設計・開発できるようになります。

（演習）プッシュスイッチを配線しよう

スイッチを押したらカウントダウンするプログラムを作ろう

アクティブブザーの配線方法

カウントダウンタイマーを完成させよう

人感センサー（焦電型赤外線センサー）を使いこなせるようになります。

人感センサー（ or PIRセンサー or焦電型赤外線センサー）のデータシートの読み方

人感センサーとArduinoを接続する回路設計に挑戦しよう

人感センサーを検知するプログラムを開発しよう

最後に

（ボーナスレクチャー）次のコース案内

Good to know

Know what's good

, what to watch for

, and possible dealbreakers

Provides a solid foundation in digital electronics, building upon basic electrical concepts

Delves into Arduino programming, integrating C language elements

Covers a range of practical applications, from LED blinking to sensor-based projects

Taught by Atsushi Hamada, an experienced professional in embedded systems design

Requires no prior knowledge of electronics or programming, making it suitable for beginners

Serves as a foundation for further exploration in Arduino-based projects and embedded systems

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Activities

Be better prepared before your course. Deepen your understanding during and after it. Supplement your coursework and achieve mastery of the topics covered in 【初心者向け】直感的にわかる！Arduino（アルディーノ）で初めての電子工作 / デジタル回路設計の基礎を学ぼう with these activities:

Review Basics of Electricity and Electronics

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Understand the basic concepts of electricity and electronics to build a strong foundation for the course.

Browse courses on Electricity

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Review Ohm's law and its applications.
Understand the concepts of voltage, current, and resistance.
Analyze simple electrical circuits using circuit analysis techniques.

Follow Online Tutorials on Digital Circuit Design

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Gain hands-on experience in designing and analyzing digital circuits to enhance your understanding.

Show steps

Find online tutorials or courses on digital circuit design.
Follow the tutorials step-by-step, building circuits and simulating them.
Experiment with different circuit designs and analyze their behavior.

Solve Practice Problems on Digital Circuit Analysis

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Strengthen your analytical skills by practicing problem-solving techniques in digital circuit analysis.

Browse courses on Boolean Algebra

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Find practice problems or assignments on digital circuit analysis.
Attempt to solve the problems independently, using appropriate techniques.
Check your solutions against provided答案 or consult online resources for guidance.

Five other activities

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Build a Simple Digital Logic Circuit

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Apply your knowledge and skills by building a functional digital logic circuit, reinforcing your understanding and practical abilities.

Browse courses on Logic Gates

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Design a simple digital logic circuit based on your understanding.
Gather the necessary components, such as logic gates, resistors, and LEDs.
Assemble the circuit on a breadboard or perfboard.
Test and debug the circuit to ensure it functions as intended.

Create a Digital Circuit Design Tutorial

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Enhance your understanding by teaching others. Create a tutorial that explains a specific digital circuit design concept.

Show steps

Choose a specific topic in digital circuit design that you want to explain.
Develop a clear and concise explanation of the topic, using diagrams and examples.
Record yourself explaining the topic or create a written tutorial with illustrations.
Publish your tutorial online or share it with others.

Participate in Peer Study Groups

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Engage with classmates or fellow learners to exchange knowledge, clarify concepts, and support each other's learning.

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Find or form a study group with peers who are also taking the course.
Meet regularly to discuss course material, solve problems together, and share insights.
Take turns presenting concepts to the group and facilitating discussions.

Mentor Junior Students or Beginners in Digital Circuits

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Solidify your understanding by sharing your knowledge and skills with others, helping them grasp concepts and develop their abilities.

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Identify opportunities to mentor junior students or beginners who are interested in learning about digital circuits.
Provide guidance, support, and encouragement to your mentees.
Share your knowledge and experience through discussions, demonstrations, and hands-on activities.

Contribute to Open-Source Digital Circuit Design Projects

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Expand your knowledge and make a meaningful contribution by participating in open-source projects related to digital circuit design.

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Find open-source projects on platforms like GitHub that focus on digital circuit design.
Review the project documentation and identify areas where you can contribute.
Submit code contributions, bug fixes, or feature enhancements to the project.
Engage with other contributors and participate in project discussions.

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