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製品概要
Arduino UNO R3の8MHz版相当のTRYGEARです。
プログラミングで多用するスイッチ,LED,スピーカーを搭載しています。また、電源電圧が3.3Vであるため、OLED/TFTディスプレイやI2Cセンサーなどを電圧変換回路なしに接続できます。電源電圧が5V用の拡張モジュールや、シールドを接続すると壊れることがあるのでお気を付けください。
- TRYGEARシリーズの開発基板の特長を備え、Arduino UNO R3と同様ATmega328Pを搭載しています。ハードウェアの直接操作を含めArduino UNO R3で整備された教材や培ってきた知識をそのまま利用できます。
- 動作電圧は3.3Vに設定されており、近年の3.3V対応のOLED/TFTディスプレイ、センサーモジュールなどを電圧変換回路を付与せずに直接接続できます。
- 動作電圧の3.3V化に伴い、動作周波数は8MHzになっていますが、高速な演算機能を必要としない入門教育における実験・演習では、基本的に処理速度の低下は問題となりません。
- Arduino言語(C/C++)が使用できます。Arduino UNO R3/R4同様、Python(CircuitPython/MicroPython)は使用できません。
■ オンボード・インターフェース
Arduino UNOに対し拡張されている機能を以下に列挙します。
- タクトスイッチ x3
- 圧電スピーカー
- LED x3
- RCサーボ端子 x2
- OLEDディスプレイコネクタ
- TFTディスプレイコネクタ
- I2Cコネクタ x2
■ 互換モデル「TRYGEAR-AVR」の特長
「TRYGEAR-AVR」は、世界中の教育現場で標準機となっている「Arduino UNO R3」と全く同じMCU「ATmega328P」を採用した、究極の互換・次世代教育用マイコン基板です。これまでに世界中で蓄積されてきた膨大な教材、指導書、プログラム（スケッチ）、そして教育ノウハウのすべてをそのまま継承しながら、従来のブレッドボード演習が抱えていた課題を一挙に解決できます。
なお、本基板は近年の主要なセンサーやディスプレイ（3.3V駆動）と安全に直接接続できるよう、MCUを3.3V・8MHz駆動で設計しています。
1. レジスタ操作やアセンブラまで対応する「安心の継続性」
Arduino UNO R3用に作成されたプログラムは、MCUの機能や性能を限界まで引き出すための「内蔵ペリフェラルの利用」「レジスタの直接操作」「割り込み要因ごとの割り込みベクタ」「機種依存形式のプログラム記述」、さらには「アセンブラコード」にいたるまで基本的にすべてそのまま動作し、既存の指導書や教育ノウハウを継承できます。何から何までそのまま使用できるので異なるマイコン基板を使用していることを忘れるほどです。
唯一、大学や高専の高度な演習で行われるような「レジスタの直接操作」によってタイマーや通信速度を制御しているシステムの場合のみ、クロック（8MHz）に合わせた定数の微調整が必要となりますが、これも「マイコンの動作クロックと周波数計算の関係」を学生が深く論理的に学ぶ、最高の発展演習テーマとなります。
2. 入出力やセンサーの追加配線で立ち止まらない「驚きの発展性」
従来のArduino UNO R3を用いた演習では、「Lチカ」の次のステップに進む際、ブレッドボードでの複雑な配線手順や、部品の取り回しに多くの時間を奪われていました。「TRYGEAR-AVR」では、Lチカの後にスイッチと連携させたり、確認音を追加したりといったシステムの拡張をよどみなく進めることができます。授業時間が配線エラーのデバッグで消えることなく、学習者が自発的に先へと進んでいく状況に、多くの指導者が驚きを隠せないはずです。
さらに、従来のUNO R3で最新のI2CセンサーやTFT/OLEDディスプレイを扱うには、信号線の「電圧変換回路（5V↔3.3V）」を追加して配線する必要があり、これが初心者教育の大きな障壁となっていました。「TRYGEAR-AVR」は、近年の主要デバイスをコネクターに挿すだけでダイレクトかつ安全に使用できる回路設計を採用。教育者は演習で使用するデバイスの選択や構成に頭を悩ませることなく、高度な発展的応用演習に取り組むことができます。
3. 多様な演習を考慮した「柔軟性の高い端子割り当て」
「TRYGEAR-AVR」には豊富なオンボード入出力が搭載されているため、一見すると外部回路の接続に利用できる端子が制限されているように感じられます。しかしながら、独自の回路設計の工夫により、従来のArduino UNO R3とほぼ同様にすべてのコネクタ端子を外部回路との接続・拡張にフル活用できるよう設計されています。
オンボードの3つのタクトスイッチ：
あらかじめ意図的にプルアップ抵抗を配置していません。これにより、スイッチを使用しない課題では、端子を単なる汎用入出力（GPIO）として外部回路の拡張に活用できます。また、あえて「プルアップがない状態のスイッチ入力の不安定さ（浮遊状態）」を体験させる、一歩踏み込んだ演習にも最適です。
LEDとRCサーボコネクタが接続されている2つの端子：
ATmega328PのハードウェアPWM出力が可能な端子に直結されています。RCサーボの角度制御やLEDの滑らかな調光演習において、
- プログラムによるディレイ（遅延）を使用する方法
- タイマー割り込みを使用する方法
- タイマーのハードウェアPWM機能を使用する方法
など、初心者向けの簡易的なコードから、実務に耐えうる高度な制御プログラミングまで、段階的に深く学べる設計となっています。なお、これらのピンはLEDと電流制限抵抗によりプルダウンされた回路構成となっていることに留意すれば、汎用入出力（GPIO）として外部回路の拡張に問題なく活用できます。
オンボードの圧電スピーカー：
貴重なデジタルピン（D0〜D13）を1本も占有（ロック）することなく駆動できるよう、MCUの余剰端子を有効活用した独自の配線を採用しています。これにより、ビープ音やアラーム音などの音声出力を手軽に演習に組み込みながらも、外部拡張用のデジタル端子は従来のUNOと全く同じ自由度で、各種センサー等の接続に利用可能です。れた回路となっていることに注意すれば、端子を汎用入出力（GPIO）として外部回路の拡張に活用できます。
4. 純正ツールチェーンによる「Arduino C/C++プログラミング」
Arduino IDEに標準実装されている純正のツールチェーン（コンパイラや書き込みツール）をそのまま利用可能です。学校のPC演習室などで導入する際も、アカウント権限の制限等でトラブルになりがちな「専用ドライバーやサードパーティ製ツールの追加インストール」が一切不要です。
プログラミング
Arduino IDEのボード選択では、[ツール]->[ボード]->[Arduino AVR Boards]から[Arduino Pro orPro Mini]を選択してください。すると[ツール]メニューの下の方に[Processor: xxxx]というメニューが出てくるので、[ATmega328P (3.3V, 8MHz)]を選択してください。
回路図
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