最初のセクション「Arduinoアプリケーションの開発手順 パート1」では、私のプロセスの最初のステップを説明しました。アイデア出しと回路設計の開発です。今回は、パーツリスト、配線のヒント、そして配線作業を助けるブレッドボード表示図付きのFritzing図をご紹介します。
パーツリスト（部品表）
| 概要説明 | Digi-Key品番 | メーカー品番 | 数量 |
|---|---|---|---|
| Arduino Mega2560 ATMEGA2560 | 1050-1018-ND | A000067 | 1 |
| 抵抗器 10kΩ 5% 1/4W | CF14JT10K0CT-ND | CF14JT10K0 | 9 |
| 押しボタンスイッチ SPST 0.5A 12V | 519PB-ND | 50-0015-00 | 9 |
| 抵抗器 84.5Ω 1% アキシャル 1/4W | 84.5XBK-ND | MFR-25FBF52-84R5 | 9 |
| 抵抗器 150Ω 5% アキシャル 1/4W | CF14JT150RCT-ND | CF14JT150R | 9 |
| LED 青/赤 2色 T-1 3/4 スルーホール | 1497-1018-ND | XLMDKCBD59M | 9 |
| フックアップワイヤ 22AWG 単線 6x25フィート | 1528-1743-ND | 1311 | 1 |
| ラジオペンチ* | PA1180-ND | PA1180 | 1 |
| ワイヤストリッパ 10～22AWG 撚り線用 | WM3674-ND | 0640160040 | 1 |
- の付いた説明はオプションの部品です。以下の配線のヒントを参照してください。私が部品を購入したときの合計費用は、94.82米ドルでした。ラジオペンチを除いた部品表へのリンクは次のとおりです。価格は変更される可能性があります。https://www.digikey.com/short/zq489v 請求価格は必要な数量に基づいて下がるため、リンクではいくつかの部品の金額を修正するかどうかを尋ねられます。
パーツ選択の注意
実際に計算した値は、青色LEDが85Ω、赤色LEDが152Ωでした。抵抗を直列に配線して足し算で正確な抵抗値を得ようとするよりも、1つの抵抗で近似した方が便利な場合があります。これらのLEDは、上のように修正された抵抗値で供給される実際の電流で動作します。試験電流より少し高い電流なら、電気的な制約からLEDの寿命が短くなる可能性があるだけで、両者の値は極めて近い値です（ほとんどのデータシートには絶対最大電流定格があり、私が選んだこれらの抵抗は間違いなく許容範囲内にあります）。10kΩ抵抗は一般的なプルダウン抵抗の一種で、経験上この値が一般のようです。このために何か計算する必要はありませんでした。私はただ、40mA以下の2色で共通カソードの双方向LEDを選びました。赤と青は全く違う色なので便利でした。共通カソード設計により、どこでも同じグランド点を使うことができます。最後に、コードの実装を容易にするために、非モーメンタリボタンを選択しました。モーメンタリボタンではデバウンスが問題になることがあるのは知っています（プログラミングでトラブルシューティングを追加したくなかったのです）。唯一の注意点は、最後に1人のプレーヤーがすべてのボタンをリセットしなければならないことですが、それもプログラムの一部として、勝ちや引き分けの条件が揃ったらリセットできるようにするつもりです。もう1つ注意してほしいのは、物理的なブレッドボード上の実際の配線は、Fritzingの図と100％一致しているわけではありません。私は、計算値に十分近い別の抵抗と、もう少し配線を簡単にするために別のブレッドボードを用意しました。ブレッドボードは、ご自分の設計に合ったものを使ってください。図に忠実に従ってもいいし、手持ちのものや買ったもので適当に作ってもかまいません。配線は、正しくつながっていることを確認するだけなので、柔軟に対応できます。
Fritzingを用いた物理的な配線図
Fritzingは、Arduinoを含む様々なプロジェクトの配線図を作成することができる、非常に便利なプログラムです。このプログラムには、プリインストールされたボード、パーツ、リファレンスが豊富に用意されています。プログラムの使い方については、このプロジェクトの範囲外なので割愛します。必要なのは、配線用に作成した図だけなので、必要な方はこれを組み立てるのにお役立てください（参考までに、記事の末尾にPDFを掲載します）。
ここでも、青色LEDの実際の抵抗値は、部品表の物理的な抵抗値とは一致しないことに注意してください。Fritzingでは85Ωとなっていますが、その値の部品は見つかりませんでした。また、上の図では部品表に書いた1個のLEDにつき2個のLEDを図面に描かなければならなかったのですが、Fritzingには正しい共通カソードの部品がなかったので、即席で作りました。ボタンも、Fritzingには近い非モーメンタリボタンがなかったので、私が持っているものと一致しません。物理的な部品のピンが4本ではなく2本になっている以外は、同じように配線されています（データシートの品番をご覧ください）。 Fritzingではブレッドボードビューから配線（回路図ビューが自動生成されます）することができます。しかし、配線にバグがあることに気づいたので、実際には電気回路図を先に作成し、それから物理的なブレッドボードの配線を行いました。このような視覚的な配線図は、実際のブレッドボード上で配線する際にとてもわかりやすく、物理的な配線に基づいた電気回路図がどのように見えるか、概念を結びつけるのに役立ちます。
物理的な配線のヒントとセットアップ写真
ここでは、ブレッドボードの配線に関する実用的なヒントを紹介します。
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接続の種類ごとに異なる色のワイヤを使用してください。異なる色を使用すれば、配線の間違いが減り、正しい接続を確実に行うことができます。色の選択には一貫性を持たせてください。
例えば、赤色LEDから直列抵抗への接続に赤色のワイヤ、すべてのボタンとその入力に青色のワイヤ、青色LEDから直列抵抗への接続に黄色のワイヤ、グランドに緑色のワイヤ、青色LED抵抗の反対側からArduinoの出力ポートへの接続に白（Fritzingでは見やすいようにグレー表示）のワイヤ、赤色LED抵抗の反対側からArduinoの出力ポートへの接続に黒のワイヤを使っています。このため、部品表にはAdafruitの22AWGワイヤキットを提案しました。 -
必要以上に長い配線は作業しにくいので、ワイヤストリッパでポートにちょうど届く長さにカットしてください。
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常に、できる限りコンパクトにしようと目指す必要はありません。できるだけコンパクトにするのは見栄えがいいかもしれませんが、近くにある部品で配線の位置を確認しようとすると、混乱することがあります。また、コンパクトに配置された部品の間に指やペンチを入れるのも大変です。
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ワイヤリードが付いている部品は、余分なリードの長さを切り取っておくようにしましょう。ブレッドボードに近いところにあると便利です。
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電線やリード線を曲げるには、ラジオペンチを使用します。指より小さいものを使うことで、できるだけコンパクトにまとめることができるだけでなく、指では届かないところにも手が届くようになります。また、指はあまり精密な曲げツールではないので、リード線やワイヤがかなりぐちゃぐちゃになってしまうこともあります。私は部品表で1本提案しました。
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このプロジェクトのように入出力が多いものに取り組む場合は、最も便利なポートに接続するようにします。できるだけ近いポートにワイヤを配置し、必要な他のポートにアクセスできることを確認してください。これにより、プログラムのセットアップが容易になり、図がより管理しやすくなり、プロジェクトが整理されます。
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配線を整理することで、目に見える部分やアクセスしたい部分の邪魔にならないようにします。LEDを配線で覆ってしまうと、プロジェクトの趣旨が台無しになってしまいますし、ボタンを覆ってしまうと、配線を緩ませることなしに、ボタンを押すことはできないでしょう。
ブレッドボードにセットアップした写真がこちらです。
次回の投稿では、ゲームのロジックを制御するアプリケーション開発の最初のステップについて説明します。
Fritzing Bread BoardのPDFはこちらからダウンロードできます。TTTFRZ_brdbdPDF.pdf（2.9 MB）