Arduino のスケッチを AI で生成する方法

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この記事で学習できること

Arduino のプログラム（スケッチ）は、初心者にとってハードルが高く感じられることがあります。しかし近年は、AI を使ってスケッチを自動生成できるようになり、プログラミング経験が少なくても高度なプロジェクトを短時間で作れるようになりました。この記事では、以下を初心者にも分かりやすく解説します。

AI を使って Arduino のスケッチを生成する方法
実際のプロンプト例
生成されたコードの確認ポイント
動作確認の手順
AI を使う際の注意点
応用例

AIを使ってスケッチを生成するメリット

AI を使うことで、次のようなメリットがあります。特に Arduino 初心者にとって、AI は強力な学習パートナーになります。

コードを書く時間を大幅に短縮できる
プログラミング初心者でも複雑な処理を実装できる
センサーやモジュールの使い方を学びやすい
エラーの原因を AI に質問して解決できる
回路図や改善案まで提案してもらえる

使用する AI ツール

この記事では、一般的な AI チャットツールを使用します。どの AI でも構いませんが、以下のような機能があると便利です。

コード生成
コードの解説
エラー修正
回路図の説明
プロンプトに応じた改善提案

スケッチを生成するためのプロンプト例

AI に正確なコードを生成してもらうには、プロンプト（指示文）が重要です。以下は実際に使えるプロンプト例です。

● LED を1秒ごとに点滅させるコード

「Arduino Uno で 13 番ピンの LED を 1 秒ごとに点滅させるスケッチを作ってください。」

● 温度センサーの値を表示するコード

「Arduino と LM35 温度センサーを使って、温度をシリアルモニタに表示するコードを作ってください。」

● MPU6050 の角度を取得するコード

「MPU6050 のピッチとロール角度を取得して、シリアルモニタに表示するスケッチを生成してください。」

RGB LEDを違う周期で光らせる回路

AIでスケッチを生成する回路を準備します。 [Arduino用のUNO R3 最終版スタータキット]にRGB LEDが含まれています。RGB LEDは一つのパッケージにRGBのLEDが内蔵されています。ArduinoとRGB LEDの接続は下記のようにします。

RGB LEDを下図のように違った周期で点灯します。下図のHiでLEDが点灯し、Loでは消灯します。どのLEDが点灯するかで目で見える色が変わります。例えば、青と赤のLEDが同時に点灯すればMagenta(赤紫)になります。

AIに指示する点灯させるプロンプト（指示文）の作成

RGB LEDを点灯する仕様を決めて、プロンプト（指示文）を作成しました。

以下の仕様で、Arduino UNOのスケッチを作って
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Serialモニタは9600 bpsに設定する

Dgital 5ピンに青 LEDを接続
Dgital 6ピンに緑 LEDを接続
Dgital 7ピンに赤 LEDを接続

初期は、Pin 5,6,7はLoとする。HiでLEDが点灯する。

プログラムを開始すると、それぞれのpinを独立して以下の周期でHi、Loに切り替える。

5ピン 1秒 Hi 1秒 Lo
6ピン 2秒 Hi 2秒 Lo
7ピン 4秒 Hi 4秒 Lo

Serialモニタに、1秒ごとに、5pin、6pin、7PinのHi、Loの状態およびLEDの合成色の目安を表示する。

AIの生成したスケッチ

// ピン番号の定義
const int BLUE_PIN = 5;
const int GREEN_PIN = 6;
const int RED_PIN = 7;

// LED状態管理
bool blueState = LOW;
bool greenState = LOW;
bool redState = LOW;

// タイマー管理
unsigned long prevBlueMillis = 0;
unsigned long prevGreenMillis = 0;
unsigned long prevRedMillis = 0;
unsigned long prevPrintMillis = 0;

// 各LEDのON/OFF周期
const unsigned long BLUE_ON = 1000, BLUE_OFF = 1000;   // 1秒ON、1秒OFF
const unsigned long GREEN_ON = 2000, GREEN_OFF = 2000; // 2秒ON、2秒OFF
const unsigned long RED_ON = 4000, RED_OFF = 4000;     // 4秒ON、4秒OFF

// 現在のON/OFF時間管理
unsigned long blueInterval = BLUE_OFF;
unsigned long greenInterval = GREEN_OFF;
unsigned long redInterval = RED_OFF;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(BLUE_PIN, OUTPUT);
  pinMode(GREEN_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RED_PIN, OUTPUT);

  // 初期状態をLOW
  digitalWrite(BLUE_PIN, LOW);
  digitalWrite(GREEN_PIN, LOW);
  digitalWrite(RED_PIN, LOW);
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();

  // 青LED制御
  if (currentMillis - prevBlueMillis >= blueInterval) {
    prevBlueMillis = currentMillis;
    blueState = !blueState;
    digitalWrite(BLUE_PIN, blueState);
    blueInterval = blueState ? BLUE_ON : BLUE_OFF;
  }

  // 緑LED制御
  if (currentMillis - prevGreenMillis >= greenInterval) {
    prevGreenMillis = currentMillis;
    greenState = !greenState;
    digitalWrite(GREEN_PIN, greenState);
    greenInterval = greenState ? GREEN_ON : GREEN_OFF;
  }

  // 赤LED制御
  if (currentMillis - prevRedMillis >= redInterval) {
    prevRedMillis = currentMillis;
    redState = !redState;
    digitalWrite(RED_PIN, redState);
    redInterval = redState ? RED_ON : RED_OFF;
  }

  // 1秒ごとに状態を表示
  if (currentMillis - prevPrintMillis >= 1000) {
    prevPrintMillis = currentMillis;

    Serial.print("Pin5(BLUE): ");
    Serial.print(blueState ? "Hi" : "Lo");
    Serial.print(" | Pin6(GREEN): ");
    Serial.print(greenState ? "Hi" : "Lo");
    Serial.print(" | Pin7(RED): ");
    Serial.print(redState ? "Hi" : "Lo");

    // 合成色の目安
    Serial.print(" | Color: ");
    if (blueState || greenState || redState) {
      if (blueState && greenState && redState) Serial.print("White");
      else if (blueState && greenState) Serial.print("Cyan");
      else if (blueState && redState) Serial.print("Magenta");
      else if (greenState && redState) Serial.print("Yellow");
      else if (blueState) Serial.print("Blue");
      else if (greenState) Serial.print("Green");
      else if (redState) Serial.print("Red");
    } else {
      Serial.print("Off");
    }
    Serial.println();
  }
}