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今!ソフトウェアエンジニアがハードウェアに手を出すには
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Transcript
ࠓʂιϑτΣΞΤϯδχΞ͕ ϋʔυΣΞʹखΛग़͢ʹ େ٢ࣉ.pm 2025/09/06 11:25ʙ @mackee_w
͡Ίʹ ͳͥʮϋʔυΣΞΛ࡞Ζ͏ʂʯ ͱ͍͏Λ͢Δͷ͔
! CAUTION ! ͜ͷτʔΫΛཱͤ͞ΔͨΊͷ ۃͳҙݟΛ͜Ε͔Βड़·͢
ੈେ AI࣌
ʮख࡞ΓιϑτΣΞʯͷՁ͕૬ରతʹݮΓͭͭ͋Δ • ίʔσΟϯάΤʔδΣϯτʹ Αͬͯ࡞ΒΕͨιϑτΣΞΛ ద༻Ͱ͖ΔྖҬ͕֦େ • ࣗΒͷखͰίʔσΟϯά͢Δ࣌ ͕ؒݮͬͨ • ࣮༻తͳΛ࡞Δͱ͍͏ߦҝͷ
༰͕ม࣭ͭͭ͋͠Δ ࢈ۀֵ໋ʹΑͬͯొͨ͠ྗ৫ػ
ख࡞Γ͢ΔتͼΛײ͍ͯͨ͡Զͨͪ… • ͓ͦΒ͘ྺ࢙ͷৗͱͯ͜͠ͷྲྀΕ͔ΒٯΒ͑ͳ͍ • AIͷϚωʔδϟʔͱͯ͋͠Δఔੜ͖͍͚ͯΔͰ͠ΐ͏ • AIΛΘͣʹࣗΒͷखͰΛ࡞ΔߦҝʮΞʔτʯʮಓָʯʹด͡ࠐ ΊΒΕͯ͠·͏ͷ͔ʁ • ιϑτΣΞྖҬͰଟ͕ͦ͘͏ͳΔ͔͠Εͳ͍
ҰମԿΛಘ͍ͯͨɾԿ͕ࣦΘΕͨͷ͔ • ιϑτΣΞͷར: ɾෳͷίετ͕ۃݶ·Ͱখ͍͞ • ࠓ·Ͱʮઃܭͷίετʯͦ͏Ͱͳ͔ͬͨ • AIʹΑͬͯʮઃܭͷίετʯ·Ͱখ͘͞ͳͬͨ • ԶͨͪԿʹتͼΛײ͍ͯͨ͡ͷ͔ͱ͍͏ͱʮઃܭͷίετʯΛ͏
͜ͱͩͬͨͷ͔͠Εͳ͍ • HowΛ࣮ߦ͢Δͷָ͍ͬͯ͠͡ΌΜ
͜ͷτʔΫͷఏҊ ιϑτΣΞͰͳ͘ ϋʔυΣΞͳΒͲ͏͔
ιϑτΣΞͱϋʔυΣΞͷରൺ • ιϑτΣΞશମ࠷దʹ͍͍ͯΔ • ίϐʔ͕༰қͳͷͰɺͲ͜Ͱಈ͘࠷େެతʹͳΔ • ෳࡶʹͳΓ͕ͪͳͷͰҰͭ࡞ͬͨͷΛ͍·Θ͍ͨ͠ • ϋʔυΣΞ෦࠷దʹ͍͍ͯΔ •
͏ڥʹ߹Θͤͨ࠷దԽΛͯ͠ϝϦοτ͕ࣦΘΕͳ͍(͜ͱ͕͋Δ) • ͦ͜·Ͱෳࡶʹ࡞Βͳ͍ͯ͘ʹͳΔ͜ͱ͕ଟ͍
ϋʔυΣΞͷ࡞Δଆʹͱͬͯͷྑ͍ͱ͜Ζ • AIʹཔΕͳ͍ྖҬ͕·ͩͨ͘͞Μ͋Δ • 3DϞσϦϯά, ճ࿏Λ࡞Δ, ϋϯμΛ͢Δ, ΈཱͯΔ, ෦બఆ… •
ʮखΛಈ͔͍ͨ͠ʯͱߟ͑Δਓʹͱͬͯྑ͍ͷͰͳ͍͔ • ϋʔυΣΞAIίʔσΟϯάొҎલͷιϑτΣΞΤϯδχΞϦ ϯάͷঢ়ଶʹཹ·͍ͬͯΔͱݴ͑Δ • ͔ͦͯ͜͜͠ΒAIίʔσΟϯάొҎޙʹ͍͘ͷ͠Β͘ͳͦ͞͏
୭ʁ macopy GitHub: mackee X: mackee_w, mixi2: macopy ໘ന๏ਓΧϠοΫ όοΫΤϯυ,
SRE, ΞʔΩςΫτ ISUCON11༏উ, ISUCON12ग़
એ: ΞϯνੜAIͰͳ͍ https://fortee.jp/yapc-fukuoka-2025/proposal/ fb 1e7046-74ea-4856-9311-7b7cd62a6018
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https://gihyo.jp/book/2025/978-4-297-15070-9
࠷ۙͷࣄ: Ξʔέʔυड • ήʔϜᝑମͷܗΛͨ͠ΦϑΟεΤϯτϥ ϯεͷडػ • ࢲιϑτΣΞͱ෦ج൘Λ୲ • σδλϧϑΝϒϦέʔγϣϯ(CNC/3Dϓ Ϧϯλ)ͱWebٕज़Ͱग़དྷ͍ͯΔ
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CNC • গྔੜ࢈ͷΤίγεςϜͷॆ࣮ • தࠃʹج൘ൃ͔ͳΓ༰қʹ • ੜAIʹखॿ͚ͯ͠Β͑ΔྖҬ࣮͔ͳΓ͋Δ
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ϋʔυΣΞؔͰ͋Δ • ೖྗͱग़ྗͷΈ߹Θ͕ܾͤ·ΕɺΓιϑτΣΞ ͷʹग़དྷΔ • ೖྗͷྫ: εΠον, ηϯα, ϚΠΫ, Χϝϥ
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ೖग़ྗ + MCUͷద༻ྫ: Ϛϧνίϓλʔ • ैདྷϔϦίϓλʔػցػߏͱߏ্ ͷͰ҆ఆͯ͠ඈΔػցͩͬͨ • ϚϧνίϓλʔηϯαͱιϑτΣ ΞͰߴʹϞʔλʔͷϑΟʔυόο
ΫΛߦ͍ͳ͕ΒඈͿػց • ϋʔυΣΞͷҰ෦ιϑτΣΞԽʹ Αͬͯ࡞Γ͘͢ͳΔ͜ͱ͕͋Δ Alexander Glinz - photo by Alexander Glinz / uploaded by Joadl, CC BY-SA 3.0 at, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29727889ʹΑΔ
ʮೖྗʯͷྫ
ೖྗεΠον • εΠονͱిؾΛಋ௨ͤͨ͞Γஅ͢ Δ෦ • େମϓϧΞοϓଓ͢Δ • େମpinMode(PIN, INPUT_PULLUP) ͢Ε෦ϓϧΞοϓճ࿏͕ΘΕͯ
εΠονҎ֎ͷ෦͍Βͳ͍ • ยํάϥϯυ(0V)ଆ https://www.kailh.net/products/kailh-box-v2-switch-set
ϩʔλϦʔΤϯίʔμ • εςοϓ͕͋ΔμΠϠϧ • தεΠονͷू߹ • ॴʹΑͬͯಋ௨͢ΔϐϯͷΈ߹Θ͕ͤ มΘΔ • Մม߅ث(ޙड़)ͱҧͬͯແݶʹճͤΔ
https://akizukidenshi.com/catalog/g/g106357/
Մม߅ • ͜Ε·Ͱͱҧ͍ΞφϩάͰೖྗ • େ͖ͳిྲྀΛྲྀ͢ͱ೩͑ΔͷͰɺ LEDϞʔλʔͳͲͷग़ྗΛม͑Δͷ ʹྻͰೖΕΔͷආ͚ͳ͍ͱ͍͚ ͳ͍͜ͱͷҰͭ • ѹճ࿏ʹͯ͠MCUͷADCͰిѹΛ
ݟΔ https://akizukidenshi.com/catalog/g/g114996/
ηϯαͷྨ • Թ࣪ • Ξφϩάग़ྗͷ͋Εσδλϧ৴߸ͷͷ ͋Δ • ՃɾδϟΠϩɾ࣓ؾ • ୯ମͩͱΞφϩά͕͋Γࠞࡌͩͱσδλϧ৴߸
• ࣓ؾ, ಈମݕ, র, CO2, Χϝϥ, ֎ઢ, ϚΠΫ etc… https://akizukidenshi.com/catalog/g/g107003/
σδλϧ৴߸ͷछྨ • MCUʹܨ͙ηϯαଆͷϐϯͷ͕গͳ͍΄ͲMCUͷϐϯͷઅʹͳ ΓɺઢͷखؒݮΔͷͰخ͍͠ • 1-Wire(1ຊ), I2C(2ຊ), SPI(4ຊ), CAN(2ຊ), USB(2ຊʙ)ͳͲ
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ϚτϦΫεLEDύωϧ • ͜Ε5VͰಈ͘, HUB75ͱ͍͏৴߸ͰޫΔ • HUB75͜ͷखͷύωϧͰҰൠతͳ৴ ߸ํࣜ • ϥΠϒϥϦ͋Δ •
ύωϧ͝ͱʹগ͠ํݴ͕͋Δ • ॳظԽํ๏ͳͲ
Addressable LED • WS2812B, SK6812 etc… • ϑϧΧϥʔLED͔ͭݸผ੍ޚՄೳͳͭ • ిݯ(3.7Vʙ5.3V,
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σΟεϓϨΠ • I2CSPIͰ୯৭ϑϧΧϥʔදࣔՄೳͳ ͷ͕ଟ͘ग़ճ͍ͬͯΔ • OLED, ӷথ • ѻ͏ͨΊͷϥΠϒϥϦଟ͘ଘࡏ •
ߴͳMCUͰ͋ΕHDMIΪϦΪϦ ಈ࡞͢Δ͜ͱ͋Δ(PicoDVI) https://akizukidenshi.com/catalog/g/g115560/ https://akizukidenshi.com/catalog/g/g114435/
Ϟʔλʔ • αʔϘϞʔλʔ • ֯Λࢦఆ͢Δ • 360࿈ଓճసαʔϘͱ͍͏ຊདྷ֯Λද͢৴߸ ͰΛܾΊΔͭ͋Δ • εςοϐϯάϞʔλʔ
• ϐϯͷग़ྗΛΦϯΦϑ͢Δ͜ͱͰ෦ͷి࣓ੴΛ ੍ޚͯ࣠͠Λճసͤ͞Δ • ύϫʔ͕͋Δ https://akizukidenshi.com/catalog/g/g108761/ https://akizukidenshi.com/catalog/g/g108761/
ϞʔλʔυϥΠό • εςοϐϯάϞʔλʔϞʔλʔ υϥΠόΛհ੍ͯ͠ޚ͢Δ • A4988͍ͬͯ͏IC͕3DϓϦϯλͷ Ϟʔλʔ੍ޚͰ͔ͭͯఆ൪ͩͬ ͕ͨɺϐϩϐϩ͏Δ͍͞ͷͰ੩͔ ͳϞʔυ͕͋ΔTMC2209͕େମ ΘΕΔ
https://akizukidenshi.com/catalog/g/g129377/
ؔ(MCU)ͷ෦
MCU/ϚΠίϯϘʔυ • ͔ͭͯPICAVRͳͲ8bitϚΠίϯ͕ఆ൪͕ͩͬͨࠓSTM32ESP32ɺRP2040ͳͲ 32bit ARMRISC-VͳͲͷϚΠίϯ͕ΘΕΔ • ϐϯ͑͞ΓΕͲΜͳMCUΛબΜͩͬͯྑ͍ • ͕ɺҰൠతʹిࢠ࡞͚ϚΠίϯϘʔυΛબͿͷ͕ྑ͍Ͱ͠ΐ͏ •
Arduino, M5Stack, micro:bit, Raspberry Pi Pico
MCUͱϚΠίϯϘʔυͷࠩҟ • ্͕RP2040ͰԼ͕ͦΕΛੵΜͩ Raspberry Pi Pico • ΄ͱΜͲͷMCU୯ମͰಈ͔ͳ͍ɻप ลճ࿏͕ඞཁ •
ݱͷMCUϋϯμ͚͕ඞཁ • ͦͯ͠RP2040खϋϯμ΄΅ෆՄೳ
पลճ࿏(υΩϡϝϯτͷݟํ) • ϋʔυΣΞσβΠϯ(PDF)ͬͯͭʹ ࡌͬͯ·͢ • MCUʹΑͬͯσʔλγʔτʹࡌͬ ͍ͯΔέʔε͋Δ • NotebookLMʹ৯Θͤͯฉ͘ •
࣮ࡍʹͦͷϖʔδΛݟͯཪΛऔΔ
M5StackͷҒେ͞ • MCUΛଂͯ͠ϘλϯσΟεϓϨΠ͕ ͍͍ͭͯΔϚΠίϯϘʔυM5Stackʹ έʔε͕ॳΊ͔Β͍͍ͭͯΔ • ʮ࠷ऴతʹέʔε͕ඞཁͳͷʹͳͥ έʔε͕͍ͯͳ͍Μͩͱ͔ʯ[1] https://shop.m5stack.com/products/m5stack-core2-esp32-iot-development-kit-v1-1 1:
https://techno-note.net/article/2023/08/04/617
தࠃMCUͷຄڵ • தࠃʹΞϝϦΧઃܭͷICͷޓΛ࡞ͬͯ͏จԽ(?)͕͋Γɺͦ͜ ͔Β͜Ε·Ͱݟͨ͜ͱͳ͍ϝʔΧʔͷΒͳ͍νοϓ͕ग़ͯ͘Δ • ΞϦΤΫ100ԁγϣοϓͷΨδΣοτΛ։͘ͱग़ͯ͘Δ • WCHࣾͷCH552Eͱ͍͏ͷ͕100ԁͷͤ͘ʹUSB͠ΌΕΔ • WCHࣾͷ(ࢲͷ)ॳݟ͍ͬ͢USB-Serialม
• ࠓͰSTM32ͬΆ͍ܗͷRISC-VϚΠίϯചͬͯΔ
ԿͰϑΝʔϜΣΞΛॻ͔͘ • IoTɾిࢠ࡞քͷڞ௨ޠ Arduino • ͩ͜ΘΓ͕ͳ͚ΕҰ൪҆ఆײ͕͋Δҹ • ΠϯλϓϦλܕͰࢼ͍͢͠MicroPython • C/C++ͰMCU͚SDKΛͬͯॻ͘
• Rust Embedded, TinyGo, PicoRuby, zig etc… ϦϯΨɾϑϥϯΧ
Raspberry Pi (not Pico) • GPIOͱ͍͏ΦϯΦϑͷ৴߸I2C/SPIͳͲΛѻ͑Δࢠ͕͋Δ • ࠷ॳ͜ΕͰࢼͯ͠ΈΔͷ͍͍͔͠Εͳ͍ • HUB75֤छσΟεϓϨΠ༻ͷϥΠϒϥϦ͋Δ
• ͓͖ͳݴޠͰॻ͚ΔɾωοτϫʔΫʹ؆୯ʹܨ͕Δ • ফඅిྗɾ҆͞ɾϑΥʔϜϑΝΫλͷࣗ༝ͳͲͰMCUʹεςοϓ Ξοϓ(μϯʁ)͍ͯ͘͠ͷྑ͍Ͱ͠ΐ͏
۩ମతͳϢʔεέʔε
۩ମతͳέʔε: ਓؒ༻αϯΩϡʔϋβʔυ • εΠονΛԡ͢ͱं༻ͷΟϯΧʔ͕ ໓+LEDϚτϦΫεύωϧʹʮ͋Γ͕ͱ ͏ʯ͕දࣔ͞ΕΔ
ೖग़ྗͷਤ https://www.amazon.co.jp/dp/B0D5LSV8N9 https://amzn.asia/d/aTgCYzd
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ΟϯΧʔ෦ • ं༻ͳͷͰ12VͰಈ͘ • MCU3.3VͰۦಈ͢Δ • ۦಈͰ͖ͳ͍ • ϑΥτϦϨʔΛ༻ͯ͠MCUग़ ྗʹԠͯ͡12VΛม͑Δ
ग़ྗํ๏ʹ͓࡞๏(ΠϯλϑΣʔε)͕͋Δ • ΠϯλϑΣʔε͕ҟͳΔͱ • ιϑτΣΞ: ΤϥʔΛు͘, ෆશʹಈ͘ • ϋʔυΣΞ: ՐΛਧ͘,
ԎΛਧ͘, શ͘ಈ͔ͳ͍, ෆ҆ఆʹಈ͘ • ࠓճͷέʔεͰ݁ͨ͠͠Β • ిྗ͕Γͳͯ͘Ϧηοτ͢Δ, ҉͘ޫΔ, ʑߟ͑ΒΕΔ • ཧΠϯλϑΣʔε੩తܕͰͳ͍͔͠Εͳ͍
ϑΝʔϜΣΞ • Arduino IDEͰॻ͍ͯྑ͔͕ͬͨɺPlatformIOͷCLI൛Ͱѻͬͨ • neovimͰॻ͖͔ͨͬͨͷͰ • ϥΠϒϥϦPlatformIOͰಋೖ • ͜ͷنͩͱΤʔδΣϯτͰͳ͍ੜAIͰेίʔυΛॻ͚Δ
࡞ͬͯಈ͖࢝ΊΔͱͬͱ͜͏͍͕ͨ͠ग़Δ • ͓ͦΒ͘࠷ॳϝΠϯϧʔϓͷத͚ͩͰ݁͢ΔίʔυʹͳΔ • εΠον͕ԡ͞ΕͨΒ͏͙͢Ԡ͍ͨ͠ • ଞͷ͜ͱΛ͍ͬͯΔؒʹೖྗ͕͋ͬͨΒ͙͢Ԡ͍ͨ͠ • ׂΓࠐΈΛ͍·͠ΐ͏ͳͲ •
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࠶ܝ: ϋʔυΣΞؔͰ͋Δʁ ೖग़ྗ͚ͩͰཱ͢Δʂ...ؒҧ͍
ϋʔυΣΞΛಈ͔͢ʹిݯ͕ඞཁ • ೖग़ྗɾMCUΛۦಈͤ͞ΔͨΊͷిݯ • ྲྀిݯ, ަྲྀిݯ • εΠονϯάిݯ, LiPoόοςϦʔ •
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ࢲͷղܾࡦ: USB PD͔ΒऔΔ • USB PD 3.0Ͱ5VҎ֎ʹ9V, 12V͕औΕΔ • τϦΨʔέʔϒϧɾϘʔυͱ͍͏ͷͰUSB
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ैདྷͷϋʔυΣΞ(ిࢠ࡞)ͷΨϫࣄ • λΧνͷέʔε, ϑϦεΫ, 100ԁγϣοϓ, Ϩΰ Kuraken, CC BY-NC-ND https://www.
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࠷ۙ3DϓϦϯλɾϨʔβʔΧολʔͰ έʔεΛࣗ࡞Ͱ͖Δ • ༻్ʹ߹ΘͤͨϐολϦͷαΠζͰ࡞Ͱ ͖Δ • ҰͳΒ3DϓϦϯλͰྑ͠ • ྔ࢈ͳΒ(͋Δఔ)ϨʔβʔΧολʔ Ͱྑ͠
• ࣗͰػࡐΛ࣋ͨͳͯ͘αʔϏε͕ ͋Δ https://www.printables.com/model/267869-raspberry-pi-pico-case-snap fi t-screwless
খنɾιϑτΣΞͰΕΔྖҬ͕૿͑ͭͭ ͋Δ • 3DϓϦϯλɾϨʔβʔΧολʔͱ͍ٕͬͨज़Ͱɺث༻͕͞ͳͯ͘ ͋ΔఔͷྖҬ·Ͱ࠶ݱੑ͕͋ΔܗͰ࡞ΕΔ • ҎલίετͷͰσΟεΫϦʔτճ࿏Ͱ͍ͬͯͨ͜ͱ MCUઐ༻ICͰ؆୯ʹѻ͑ΔΑ͏ʹͳͬͨ • ιϑτΣΞΤϯδχΞͰ͋ͬͯɺܦݧΛ׆͔ͯ͠ϋʔυΣΞΛ
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