【小学生向けプログラミング】初心者キットで作る「呼吸するライト」｜LEDがゆっくり明るくなって消える装置

画面の中じゃなくて、本物のLEDが動くプログラミング

学校でScratchはやってるんだけど、もう少し違うプログラミングに挑戦したいんだ。何かおすすめの最初の一歩ってある?

最高の質問だね。今日は「呼吸するライト」を紹介するよ。LEDがゆっくり明るくなって、ゆっくり消える、本当に呼吸してるみたいに見えるんだ。プログラム1ファイルだけで作れて、Scratchから一歩進む最初の作品にぴったりなんだよ。

今回は、Scratchをやったことがある小学生のお子さんに向けて、Arduino初心者キットだけで作れる「呼吸するライト」を紹介します。

LEDがゆっくり明るくなって、ゆっくり消える、その繰り返しで本当に呼吸しているように見える装置です。配線は2か所だけ、プログラムも20行ほどで作れるので、Scratchから次のステップに進む最初の作品としておすすめです。

この記事で作るもの

LEDがゆっくり明るくなる (約2秒)
一番明るくなったあと、ゆっくり消える (約2秒)
これを延々と繰り返す
速さもプログラムで自由に変えられる

使う部品

部品	役割	個数
Arduino UNO R3	装置の頭脳	1
LED	呼吸する部分	1
抵抗330Ω	LEDを保護	1
ブレッドボード	配線をする台	1
ジャンパーワイヤー	つなぐ線	2本

部品はたった5種類だけ。電子工作の中でも少ない部品数で試せるレベルです。

完成までの流れ

急がず、1時間半くらいかけて取り組むとちょうど良いボリュームです。

flowchart TD A["Step1
配線する"] --> B["Step2
IDEを開く"] B --> C["Step3
プログラム
を書き込む"] C --> D["Step4
速さを変えて
遊ぶ"]

配線図 (とてもシンプル)

        a b c d e
       +─────────+
[+]rail| . . . . . | ← 使わない
[-]rail| . . . . . | ← GND (Arduino GND から)
       +─────────+
row 5  | X . . . . | ← 330Ω 上足 (D9 から)
row 6  | X . . . . | ← 330Ω 下足+LED アノード
row 8  | X . . . . | ← LED カソード ([-]rail)
       +─────────+

部品同士のつながり

Arduino       LED + 抵抗
  D9   ────→   330Ω → LED アノード
  GND  ←────   LED カソード

LEDには向きがあります。長い足がアノード (プラス側)、短い足がカソード (マイナス側) です。間違えるとLEDが光らないので注意しましょう。

プログラム

Arduino IDEに次のスケッチをコピーして、書き込みボタンを押すだけです。

#define LED_PIN 9

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

int speedMs = 8;

void loop() {
  // ゆっくり明るくする (0 → 255)
  for (int brightness = 0; brightness <= 255; brightness++) {
    analogWrite(LED_PIN, brightness);
    delay(speedMs);
  }

  // ゆっくり暗くする (255 → 0)
  for (int brightness = 255; brightness >= 0; brightness--) {
    analogWrite(LED_PIN, brightness);
    delay(speedMs);
  }
}

プログラムが何をしているか

プログラムを見てみると、たった2つのことしかしていません。

プログラムの中身

「0から255まで少しずつ明るくする」と「255から0まで少しずつ暗くする」を、ずっと繰り返しているだけ。

この明るさ調整は、高速にON/OFFを繰り返してその割合を変える「PWM」という仕組みでArduinoが実現してくれます。analogWriteに0〜255の数字を渡すと、その割合に応じて明るさが変わります。

プログラムの動きを図にすると

flowchart TD A[Start] --> B[明るさ0] B --> C[8ms待つ] C --> D["明るさ+1"] D --> E{"255に
なった?"} E -->|No| C E -->|Yes| F[8ms待つ] F --> G[明るさ-1] G --> H{"0に
なった?"} H -->|No| F H -->|Yes| B