ロボットプログラミング教室 part1: Arduinoとは

Arduinoについて


▲Arduino Uno

▲ESP-WROOM-32 開発キット

Arduinoとは、「扱いやすいハードウェアとソフトウェアからなる、オープンソースのプラットフォーム」です。 簡単に言ってしまうと、センサの値を読み取ることや、LEDを光らせること、モータを動かす信号を送ること…など様々なことができる装置 (正確にはそのためのプログラムを実行できる装置)と、そこにプログラムを書き込むためのソフトウェアのことです。

以下のリンクから、Arduinoの公式ページを見ることができます。
https://www.arduino.cc

Arduinoは、電子工作をする上で必須と言えるくらい重要なものです。
プログラムを実行し指令を出す、いわば脳のようなものと考えることができます。
もともと電子工作やプログラミングを簡単に行うために開発されたもので、初心者にも扱いやすいよう作られています。

オープンソースであり、公式以外からも多種多様な製品が出ています(いわゆる互換品)。 「3. ロボットアーム制御」で一例として使用するESP-WROOM-32もArduinoの互換品の一つです。
[参考] https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

環境設定

ここからは、「3. ロボットアームの制御」を行う場合に必要な環境設定について解説します。 お持ちのパソコンをご用意ください。解説はWindowsを例に行いますので、Windowsパソコン推奨です。

本企画の「3. ロボットアームの制御」では、Arduino UnoもしくはESP-WROOM-32 開発キットを使用します。これを使えるようにするため、 パソコンの方で環境設定をする必要があります。以下の手順にしたがって操作を進めてください。
※別のArduinoも使うことができますが、それに合わせた環境設定を行う必要があるため、それらの解説は割愛します。

[Arduino Uno、ESP32共通]

Arduino IDEをパソコンにインストールする。
以下のリンクから飛ぶページで、Arduino IDEをインストールする。
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
使用しているパソコンのOSに対応するところをクリックする。
Windowsを使っている場合、"Windows app"をクリックする。

[Arduino Uno、ESP32共通]

"JUST DOWNLOAD"をクリックする。

[Arduino Uno、ESP32共通]

Microsoft Storeが表示されるので、「入手」をクリックする。

[Arduino Uno、ESP32共通]

写真のような表示になるので、「インストール」をクリックする。

[Arduino Uno、ESP32共通]

インストールが完了すると、写真のような表示になるので、「起動」をクリックする。

[Arduino Uno、ESP32共通]

「プライベートネットワーク」をクリックしてチェックをつけ、「アクセスを許可する」をクリックする。
2枚目のような表示になれば問題ない。

[ESP32のみ]

以下のリンクに飛び、"Stable release link: "に続くURLをコピーする。
https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/docs/arduino-ide/boards_manager.md

[ESP32のみ]

先ほどのページの左上の「ファイル」→「環境設定」をクリックする。

[ESP32のみ]

表示されるページの「追加のボードマネージャのURL:」の右の欄に先ほどコピーしたURLを貼り付け、右下の"OK"をクリックする。

[ESP32のみ]

「ツール」→「ボード:"Arduino Uno"」→「ボードマネージャ...」をクリックする。

[ESP32のみ]

表示されたページの検索欄に、"esp32"と入力する。

[ESP32のみ]

表示されたものの「インストール」をクリックする。
インストールが終了したら、「閉じる」をクリックする。

[ESP32のみ]

「ツール」→「ボード:"Arduino Uno"」→"ESP32 Arduino"→"ESP32 Dev Module"をクリックする。

[ESP32のみ]

Arduino IDEの右下に"ESP32 Dev Module"と表示されていれば問題ない。

[Arduino Uno、ESP32共通]

「ツール」→「シリアルポート」を確認する。

[ESP32のみ]

この状態でESP-WROOM-32 開発キット(以後、「ESP32」)をUSBケーブルでパソコンに接続すると、右下に
「デバイスのセットアップ ' CP2102N USB to UART Bridge Controller 'をセットアップしています。」
というポップアップが表示される。
少したつと、次に
「デバイスの準備ができました ' CP2102N USB to UART Bridge Controller' は、セットアップが終わり、準備が整いました。」
というポップアップが表示される。

[Arduino Uno、ESP32共通]

「ツール」→「シリアルポート」で、Arduino Unoもしくは ESP32をパソコンにUSB接続したことで新たに表示されたCOMポートをクリックする。

※ここまでの手順で、ESP32に対応するシリアルポートが出現しない場合は、以下の手順を行ってください。 シリアルポートが出現した場合には、これ以降の手順は行う必要はありません。
以下のリンクのページに飛び、「ドライバファイルへの直リンク:」に続くリンクをクリックする。
https://www.s-itoc.jp/files/original/20190313135601016cf89adf1.pdf

ドライバファイルがダウンロードできたら、「ファイルを開く」をクリックする。

"pololu-cp2102-windows-121204"を右クリックし、「すべて展開」をクリックする。

「展開」をクリックする。

"pololu-cp2102-windows"をダブルクリックして開く。

"pololu-cp2102-setup-x64"をダブルクリックして開く。

この表示が出たら、「はい」をクリックする。

ESP32をUSB接続し、Arduino IDEで、「ツール」→「シリアルポート」を確認し、 先ほどは表示されていなかったCOMポートが出現していれば解決している。
※ここまでの手順を行っても、「シリアルポート」が出現しない場合には、 パソコンのOSが最新の状態にアップデートされているか確認してください。 もしそうでなかった場合は、アップデートした後にもう一度ESP32をパソコンに接続してみてください。

お疲れ様です!これにて環境構築は終了しました!

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