【プログラミング自由研究】初心者キットで作る「PCからLEDを操る装置」｜シリアル通信入門

2026年6月15日

PCのキーボードからLEDを操る装置を作ろう

PCとArduinoがどうつながってるのか興味があるんだ。プログラミング自由研究のテーマにできる?

いいテーマだね。「PCからLEDを操る装置」を作って、シリアル通信の流れを学ぼう。PCのシリアルモニタに文字を打つと、それに応じてLEDが点いたり消えたりするんだ。

今回は、PCとArduinoの通信に興味があるお子さんに向けて、初心者キットだけで作れる「PCからLEDを操る装置」を紹介します。

シリアルモニタで「r」と打つと赤LEDが点く、「g」で緑、「b」で青、「x」で全部消える、というシンプルな操作で、PCから命令を送ってArduinoが返事をする双方向のやり取りを体験できる作品です。

この記事で作るもの

PCのシリアルモニタからキー入力
r/g/b/xの文字で3色LEDを個別操作
受け取った文字をPC側にエコーバック
シリアル通信の基本を学べる

使う部品

部品	役割	個数
Arduino UNO R3	頭脳	1
LED (赤、緑、青)	3色の表示	各1
抵抗330Ω	LED保護	3
ブレッドボード	配線	1
ジャンパーワイヤー	つなぐ	8本前後

配線図

        a b c d e
       +─────────+
[-]rail| . . . . . | ← GND
       +─────────+
row 5  | X . . . . | ← 330Ω 上 (D9)
row 6  | X . . . . | ← 330Ω 下+赤LED+
row 8  | X . . . . | ← 赤LED- ([-])
row 11 | X . . . . | ← 330Ω 上 (D10)
row 12 | X . . . . | ← 330Ω 下+緑LED+
row 14 | X . . . . | ← 緑LED- ([-])
row 17 | X . . . . | ← 330Ω 上 (D11)
row 18 | X . . . . | ← 330Ω 下+青LED+
row 20 | X . . . . | ← 青LED- ([-])
       +─────────+

プログラム

#define RED 9
#define GREEN 10
#define BLUE 11

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RED, OUTPUT);
  pinMode(GREEN, OUTPUT);
  pinMode(BLUE, OUTPUT);
  Serial.println("LED操作 スタート!");
  Serial.println("r=赤, g=緑, b=青, x=消す");
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    char c = Serial.read();
    if (c == '\n' || c == '\r') return;  // 改行は無視
    Serial.print("受信: ");
    Serial.println(c);

    switch (c) {
      case 'r':
        digitalWrite(RED, HIGH);
        break;
      case 'g':
        digitalWrite(GREEN, HIGH);
        break;
      case 'b':
        digitalWrite(BLUE, HIGH);
        break;
      case 'x':
        digitalWrite(RED, LOW);
        digitalWrite(GREEN, LOW);
        digitalWrite(BLUE, LOW);
        break;
    }
  }
}

プログラムの動き

flowchart TD A[起動] --> B{"シリアルに
データ?"} B -->|No| B B -->|Yes| C[1文字読む] C --> D[エコーバック] D --> E{何の文字?} E -->|r| F[赤ON] E -->|g| G[緑ON] E -->|b| H[青ON] E -->|x| I[全消灯] F --> B G --> B H --> B I --> B