マイコンとは

マイコンとは、最近のほとんどの冷蔵庫や洗濯機など電気機器に組み込まれた、その電気機器を制御するための電子部品を指します。

電気機器を制御するための小さなコンピュータで、マイクロコントローラやMCU（Micro Controller Unit）やマイクロコンピュータとも呼ばれます。

マイコンの搭載された炊飯器では、ボタンを押すだけでご飯を炊くことができます。これは、ボタンを押す操作（入力）に対して、ご飯を炊くためのヒーターを通電（出力）するというプログラムがマイコンに組み込まれているからです。

試作用マイコンの種類

試作用マイコンは目的や用途別に様々な種類が存在します。下記に一部を紹介します。

この中だとArduinoとRaspberry Piは汎用性が高く、幅広く使われています。どんなところで使われているか実用例を見てみましょう。

試作用マイコンがどのように使われているかをいくつか紹介したいと思います。

水温や気温、湿度をセンサで観測し、それらのデータをリモートで確認することができるものです。事例ではカメですが、センサを変えることで様々な動物に対応が可能です。

先生たちの居室の扉を見ると、左下のボードが貼ってあると思います。これを見ることで先生の動向が分かりますが、現地まで行くのはなかなかに大変です。

そこでマイコンで行き先を管理し、LINEでどこに居るかを調べられるようなシステムを当研究室では採用しています。

下のQRコードを読み取り、トーク画面の「今どこ？」をタップすると現在の状況が分かる仕組みです。

くら寿司では会計のシステムにRaspberry Piが使われています。各席レーンの上流と下流にカメラ付きRaspberry Piを配置し、お皿を取ったかどうかを判別する仕組みが2020年から採用されました。

今では店舗内ディスプレイやテイクアウトシステムにもRaspberry Piが活用されているみたいです。

北九州高速鉄道株式会社では列車発着の掲示板にRaspberry Piを採用しています。

Raspberry Piは安定性が高いため、屋外で使用してもシステムが落ちにくいほか、壊れてしまっても安価で修理コストが低いことが理由で採用されたようです。

このように、試作用マイコンは個人開発に用いられるだけでなく、企業のシステムに組み込まれるケースもあります。ぜひ身の回りでどんなマイコンが使われているかを調べてみましょう。

Arduinoは、電子工作初心者から上級者まで幅広く活用されているオープンソースのプロトタイピング・プラットフォームです。

汎用マイコンを搭載した試作用ボードで、開発環境が無料でマルチプラットフォームに対応しています。PCとシリアル通信で接続できるため、別途プログラマ(書き込み機)を用意する必要がありません。

また、本体ボードに加えさまざまな機能を持つシールド(拡張ボード)が充実しています。センサーやモーター、ディスプレイなどを自在に組み合わせられるため、目的に合わせた電子工作を行うことができます。

さらに、ライブラリが豊富なため初心者でも比較的簡単にArduinoを動かすことができます。インターネットから既存のコードをコピー&ペーストするだけでも、動作させることが可能です。

Arduinoは本来、学生が「モノづくり」を体験できるようにと考案されました。センサーでデータを読み込み、自分でコードを書いて何かを動かすことで、プログラミングの面白さを実感できるのが魅力です。

Arduinoにはいくつかの種類が存在します。

上段はArduinoシリーズです。Arduino UNOが良く使われる機種です。Arduino NANOはボード長が43mmしかなく、小さい装置を開発するのに適しています。

下段は互換機です。Arduinoはオープンソースなので、自由に使用、変更、再配布ができます。そのため、構成や機能を改変し、ニーズに合った製品を発売する企業が多く存在します。

ESP-WROOM-02はArduinoに搭載されていないwifiアンテナが搭載されています。ATtiny10は画像だと大きく見えますが、米粒程度の大きさしかないマイコンになっています。

ESP32はEspressif社(エスプレッシフ)が提供するwifiとBluetoothを内蔵するマイコンです。他にも内蔵温度センサやホールセンサ、SDカードスロットなど機能がたくさん搭載されていますが、1000円程度で買うことができます。

今回配布しているものはカメラ付きの少し高機能なものになっています。

箱の中にはUSBケーブルとマイコンが同梱されています。マイコンを詳しく見ると、無線機やスイッチ、マイコンチップが表面実装されています。

以上でマイコンについて簡単ですが解説しました。

当サイトではArduinoとESP32についての記事もあるので、ぜひご覧ください。