要約
LEDとタクトスイッチだけで、入力→処理→出力という組み込みの基本思考を最短で体得する。配線、コード、デバッグ、拡張までを一気通貫で解説。

想定読者

• Arduino未経験〜初心者
• ハード寄りの思考を最短で掴みたい人

この記事で得られること

• 入力（ボタン）と出力（LED）の因果設計
• チャタリング対策と状態遷移の基礎
• バグの切り分け手順と拡張の勘所

---

目次

1. 必要なもの
2. 配線図と回路の考えかた
3. 最小コード（まずは点灯）
4. チャタリング対策（時間で整える）
5. 状態遷移で“押すたびにトグル”
6. 典型トラブルと切り分け
7. 学びを拡張する3ステップ
8. まとめ
9. 付録：コピペ用スケッチ一式
10. SEOメモ（キーワード/メタ/FAQ構造化）

---

1. 必要なもの

• Arduino Uno互換（他でも可）
• ブレッドボード
• タクトスイッチ 1個
• LED 1個
• 抵抗 220Ω ×1（LED用）
• ジャンパワイヤ数本

以降は内部プルアップを使うためボタン用の抵抗は不要。

---

2. 配線図と回路の考えかた

• LED：Arduino D13 に直列220Ωを挟んでLEDアノード、カソードはGND。
• ボタン：片側をD2、もう片側をGND。D2はINPUT_PULLUPで論理1に保たれ、押すと0になる。

設計ポイント

• 入力はノイズを含む。機械接点はチャタリングで数ms揺れる。
• 出力は人間に見える変化を与える。ここではLEDのON/OFF。
• 真ん中の処理は状態遷移で表現すると破綻しにくい。

---

3. 最小コード（まずは点灯）

const int LED_PIN = 13;
void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
}

電気が通ると光る。出力の“基準”を先に確認。

---

4. チャタリング対策（時間で整える）

狙い：押した瞬間の短いガタつきを無視。**“一定時間同じ状態なら採用”**が基本。

const int BTN_PIN = 2;
const int LED_PIN = 13;

unsigned long lastChange = 0;
const unsigned long DEBOUNCE_MS = 20;

int stableState = HIGH;     // PULLUPなので非押下=HIGH
int lastRaw     = HIGH;

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

void loop() {
  int raw = digitalRead(BTN_PIN);
  if (raw != lastRaw) {
    lastChange = millis();
    lastRaw = raw;
  }

  if (millis() - lastChange > DEBOUNCE_MS) {
    stableState = raw; // 安定してから採用
  }

  digitalWrite(LED_PIN, stableState == LOW ? HIGH : LOW);
}

ここでは“押している間だけ点灯”。時間で入力を整えるのが組み込み思考の最小単位。

---

5. 状態遷移で“押すたびにトグル”

狙い：エッジ（立ち下がり）を1回検出→LEDの状態を反転。押下の瞬間だけを使う。

const int BTN_PIN = 2;
const int LED_PIN = 13;

unsigned long lastChange = 0;
const unsigned long DEBOUNCE_MS = 20;

int lastRaw = HIGH;
int debounced = HIGH;
int prevDebounced = HIGH;

bool ledOn = false;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BTN_PIN, INPUT_PULLUP);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
}

void loop() {
  // 1) デバウンス
  int raw = digitalRead(BTN_PIN);
  if (raw != lastRaw) {
    lastChange = millis();
    lastRaw = raw;
  }
  if (millis() - lastChange > DEBOUNCE_MS) {
    debounced = raw;
  }

  // 2) 立ち下がりエッジ検出: HIGH -> LOW
  if (prevDebounced == HIGH && debounced == LOW) {
    ledOn = !ledOn;               // 状態遷移
    digitalWrite(LED_PIN, ledOn ? HIGH : LOW);
  }

  prevDebounced = debounced;
}

状態機械の見取り図

• LED=OFF –(押下エッジ)→ LED=ON
• LED=ON –(押下エッジ)→ LED=OFF

“入力イベント”をエッジに限定すると、多重反応が消える。

---

6. 典型トラブルと切り分け

症状	原因の仮説	テスト
LEDが点かない	極性逆、抵抗未接続、ピン番号違い	D13へ直接digitalWrite(HIGH)で確認
反応が鈍い	DEBOUNCEが長すぎ	10–20msで調整
勝手に切り替わる	浮遊入力	INPUT_PULLUPか外部プルダウンで必ず固定
長押しで連続トグル	エッジ検出漏れ	prevとcurrentで遷移条件を厳密化

切り分け順

1. 出力単体確認 → 2. 入力の安定化 → 3. 事件（エッジ）定義 → 4. 状態遷移

---

7. 学びを拡張する3ステップ

1. 長押し機能：500ms以上の押下で別動作。pressStartと長さ比較。
2. 点滅パターン：非ブロッキングなmillis()タイマで複数周期。
3. マルチボタン：同じデバウンス関数を配列化して再利用。

---

8. まとめ

• 入力→処理→出力をLEDとボタンで固めると他デバイスへ展開しやすい。
• 時間と状態を明示するのが組み込み思考。
• バグは切り分け順序で最短到達。

---

9. 付録：コピペ用スケッチ一式（最終版）

// Arduino超入門：押すたびにLEDトグル（デバウンス+立ち下がり検出）

const int BTN_PIN = 2;
const int LED_PIN = 13;

unsigned long lastChange = 0;
const unsigned long DEBOUNCE_MS = 20;

int lastRaw = HIGH;
int debounced = HIGH;
int prevDebounced = HIGH;

bool ledOn = false;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BTN_PIN, INPUT_PULLUP);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
}

void loop() {
  int raw = digitalRead(BTN_PIN);
  if (raw != lastRaw) { lastChange = millis(); lastRaw = raw; }
  if (millis() - lastChange > DEBOUNCE_MS) { debounced = raw; }

  if (prevDebounced == HIGH && debounced == LOW) {
    ledOn = !ledOn;
    digitalWrite(LED_PIN, ledOn ? HIGH : LOW);
  }
  prevDebounced = debounced;
}

---

10. SEOメモ

推奨タイトル（クリック狙い）

• Arduino超入門：LEDとボタンだけで“組み込み思考”を最速で身につける
• 初心者向けArduinoチュートリアル｜ボタン入力とLEDで学ぶデバウンスと状態遷移

スラッグ

arduino-beginner-led-button-debounce-state-machine

メタディスクリプション（140–160文字）

Arduino超入門。LEDとボタンだけで入力・処理・出力の基礎を体得。配線、デバウンス、エッジ検出、状態遷移、トラブル対処まで最短で解説。

見出し構成（Hタグ）

• H1：Arduino超入門：LEDとボタンだけで“組み込み思考”を身につける
• H2：必要なもの / 配線と回路 / 最小コード / デバウンス / 状態遷移 / トラブル / 拡張 / まとめ
• H3：症状別チェック、3ステップ拡張など

主要キーワード

• Arduino 初心者
• LED ボタン 配線
• デバウンス
• INPUT_PULLUP
• 状態遷移 立ち下がり検出
• 組み込み 思考 入門

内部リンク案

• “millis()でノンブロッキング点滅”解説記事
• “センサ入力で状態機械を組む”実装例

FAQ構造化マークアップ（JSON-LD）

<script type="application/ld+json">
{
  "@context": "https://schema.org",
  "@type": "FAQPage",
  "mainEntity": [{
    "@type": "Question",
    "name": "ボタンに抵抗は必要ですか？",
    "acceptedAnswer": {
      "@type": "Answer",
      "text": "INPUT_PULLUPを使う場合は不要です。ピンをGNDに落とす配線にします。"
    }
  },{
    "@type": "Question",
    "name": "チャタリングは何msで対策すべき？",
    "acceptedAnswer": {
      "@type": "Answer",
      "text": "一般的に10–20msで良好です。部品や配線で最適値は変わるため調整してください。"
    }
  },{
    "@type": "Question",
    "name": "長押しと短押しを分けるには？",
    "acceptedAnswer": {
      "@type": "Answer",
      "text": "押下開始時刻を記録し、押している間の経過時間で閾値判定します。"
    }
  }]
}
</script>