Arduino言語の学習・勉強方法

当記事では、Arduino言語の学習・勉強方法について、詳しく解説します。

Arduino言語では、中身は「C言語/C++」なので難易度は高いのですが、Arduino言語オリジナルの関数・ライブラリを活用することで、ある程度簡単に使いこなすことが可能です。

Arduino言語とは？

Arduino言語は、プログラムのことを「スケッチ」と言ったりして簡単そうなイメージがありますが、実際の中身は「C言語/C++」だと言えます。

そのため、JavaScriptなどのスクリプト言語に比べて、習得するまでの難易度は非常に高いのです。

しかも、Arduino言語は、Arduinoボード(マイコンボード)に書き込むための、組み込みソフト用の言語なので、ソフトウェアの知識だけでなく、電子部品・電子回路などと言ったハードウェアの知識も必要になってきます。

ただ、Arduino言語には、C言語/C++と違い、Arduino言語オリジナルの便利な標準関数・ライブラリが用意されているので、C言語/C++を完全にマスターしなくても基本的な所だけ覚えれば、十分に使いこなすことができます。
(もちろん、C言語のポインタや構造体など応用的な部分もプログラムで使うことも可能です。)

そこで、当記事では、これからArduino言語を使ってArduinoボードを動かしたい方のために、Arduino言語の学習・勉強方法のガイドラインをご紹介していこうと思います。

C言語だけを先に学習する

Arduino言語を学習するに当たって、まずはPC上でC言語だけを先に一通り学習してしまうのがおすすめです。

Arduino言語に限らず、初心者がいきなりマイコンボードとブレッドボードに組んだ電子回路を接続して動かすとなると、もし想定したとおりに動作しないと「ソフトウェアが悪いのか」、「ハードウェアが悪いのか」判断がつかないと思います。

そこで、PC上にIDE(統合開発環境)をインストールして、C言語の学習書を参考にしながら勉強を進めていけば、ソフトウェアの問題だけに絞れる分、途中で挫折する可能性が少なくなるはずです。

IDEであれば、Visual Studio Communityが無料で利用できますし、C言語の歴史が古い分、優れた学習書や解説サイトがたくさんあります。実際に当サイト管理人が読んだC言語の学習書を一部紹介します。

Visual Studio Communityのダウンロードは以下のリンク先になります。

Cの絵本

『Cの絵本』は、はじめてC言語を学習する方向けにおすすめです。豊富なイラストを使ってC言語の解説をしているので、プログラミング初心者でもイメージしやすい構成になっています。

なお、第4章のポインタ、第7章の構造体の説明については内容的に難しいので、現状での理解が難しいと感じたら、ひとまず飛ばしてしまっても構いません。

ポインタはデバイスのアドレスの読み取りや書き込みのプログラムを作成する際などに便利ですが、Arduino言語ではよく使う操作を標準関数・ライブラリとして提供されているので、ある程度C言語を理解したら、Arduinoボードを実際に動かしてみたほうが良いと思います。

苦しんで覚えるC言語

『苦しんで覚えるC言語』は、先程紹介した『Cの絵本』と違ってイラストは全く使わず、主に文章とプログラムで解説している学習書ですが、くどいほど細かく丁寧に解説されているのが特徴です。

特にC言語学習者にとって、つまずきやすい「ポインタ」の解説はとてもわかりやすく、当サイト管理人も、この本を読んでようやく理解することができました。

『Cの絵本』も十分に良書だとは思いますが、所々説明が曖昧だったり、わかりにくい部分があるので、この本を読むことで、「C言語」への理解が深まると思います。

さらに、各章ごとの練習問題があるので、これらの問題を解くことで着実にC言語の実力を身に着けられるでしょう。

市販書籍とほぼ同等の内容で、以下のWEBサイトでも学習することができます。

また、「苦しんで覚えるC言語」筆者のMMGamesさんはC言語初心者向けに、自身が作成したIDE(統合開発環境)を公開しており、Visual Studioと比較して、動作が軽量でたいへん使いやすいIDEとなっています。

ただし、すでに更新が止まっており、公式に対応しているOSがWindows2000/XP/Vista/7となっているので、注意が必要です。
(一応、当サイト管理人が確認した限りでは、Windows10でも動作しました。)

C++の絵本

『C++の絵本』は、『Cの絵本』と同じ会社から出版されている姉妹本です。Arduino言語のI2CやサーボモーターのライブラリはC++で作られているので、ある程度の理解は必要です。

ですが、全てをマスターする必要はなく、実際にArduino言語でこれらのライブラリを使う際に参照する程度で十分だと思います。

Arduinoボードでサンプルプログラム(サンプルスケッチ)を動かす

PC上でのC言語に慣れてきたら、今度はArduinoボードで実際にサンプルプログラムをどんどん動かしてみましょう。

Arduino言語の関数・ライブラリを活用すれば、十分に大抵の電子部品・モジュールを動作させることは可能なので、C言語を完全にマスターするまで頑張るのではなく、ある程度、C言語の基礎的な部分を理解したら、実際にArduinoボードを動かした方が良いと個人的には思います。

初めてArduinoボードを購入するのであれば、Arduino Uno(互換品含む)と電子部品を組み合わせたスターターキットがおすすめです。

以下の記事に詳しく解説してあるので、ぜひご覧ください。

また、当サイトでも、全てではありませんが、Arduino言語の関数・ライブラリを以下の記事でまとめており、さらに秋月電子通商で購入した電子部品・モジュールを動作させるサンプルプログラムを紹介しているので、ぜひ参考にしてみてください。

番外：S4A・ArduBlockを使ってみる

やはり、プログラミング初心者にとって、Arduino言語はハードルが高いので、先程紹介したC言語の学習書を読んでみても、難しいと感じる場合があると思います。

そんな場合は、S4AやArduBlockと言ったソフトウェアを導入することで、プログラム文ではなく、命令ブロックを配置することで、より簡単にプログラミを作成することができます。

S4Aは常にArduinoボードと通信して動作させる仕様になっており、単独でArduinoボードを動かすことができないので、当サイト管理人としてはArduBlockの方がおすすめです。

ArduBlockであれば、命令ブロックの組み合わせから、Arduino言語のプログラムを生成する仕様になっているので、後々、プログラム文でプログラミングすることに移行しやすいと思います。