マイコンArduinoで電子工作！交差点の信号機を作ろう🚥（Part1）

2025年8月19日

みなさんのお子さんは信号機好きですか？(笑)
うちのともしくんは、信号機がとても大好きです！

いつも、トミカの信号機で遊んでいるのですが、

つい最近、ともしくんがこんなこと↓を言い出しまして・・・

ともしくん

本物の交差点みたいに、連動してる信号機で遊びたい！

でも、そんなの売ってないし・・・じゃあ、マイコン買って作ってみようか！
ってことで、作ってみました^^

Part1（本ページ）では、“ブレッドボード上でPC接続で動く信号機”を紹介します。

作りたい信号機のイメージ

こんな感じの、典型的な十字路交差点の信号機を作ろうと思います。

パターンA：東西の道路が通行（青）、南北の道路が停止（赤）
パターンB：東西の道路が停止（赤）、南北の道路が通行（青）
パターンAとBを交互に繰り返します。

使用したマイコン

マイコンは、ELEGOOのArduino UNO R3スターターキットを購入しました。

ELEGOO Arduino用UNO R3スターターキットレベルアップチュートリアル付

信号機以外にも何か作りたくなるかも？と思ってこのセットにしたのですが、他のパーツは不要、と言う方は↓の初心者スターターキットでもいいと思います。

ELEGOO UNO R3基本部品初心者スターター互換キットチュートリアル Arduino用

ArduinoのIDE（統合開発環境）は以下ページから取得できます。
>>https://www.arduino.cc/en/software/
日本語化は、ArduinoIDEの「File -> Preferences」　を選択し、Languageを日本語に変更すればOKです。

スターターキットには色々な部品が入っていますが、今回は信号機を作るので、使用する部品は以下になります。
（すべてスターターキットに含まれています。）

Arduino本体
USBケーブル
ブレッドボード
ジャンパー線×11本
抵抗（10kΩ）×10個
LED（赤）×4個
LED（黄）×2個
LED（青）×4個

電子回路

まずは、ブレッドボード上で回路を組んで信号を作ってみます。

抵抗に向きはありませんが、LEDには向きがあるので注意してください。
足が長い方が＋側（アノード）、足が短い方が－側（カソード）です。

実際の回路はこんな感じです。
LEDと抵抗とジャンパー線が、ぎゅうぎゅうに並んでいます(笑)

プログラム（スケッチ）

プログラムはこんな感じ。長い・・・
分かりやすさ優先で、コメント多め＆かなりべた書きな感じのコードになっています。

// Crossroad Signal
// 十字路交差点の車両信号・歩行者信号のプログラム

// Define Pins
// 車両信号機1
#define CAR_SIG1_R 12    // 赤
#define CAR_SIG1_Y 11    // 黄
#define CAR_SIG1_B 10    // 青

// 歩行者信号機1
#define PED_SIG1_R 9    // 赤
#define PED_SIG1_B 8    // 青 

// 車両信号機2
#define CAR_SIG2_R 6    // 赤
#define CAR_SIG2_Y 5    // 黄
#define CAR_SIG2_B 4    // 青

// 歩行者信号機2
#define PED_SIG2_R 3    // 赤
#define PED_SIG2_B 2    // 青

// 全信号消灯
void all_low(){
  // 車両信号機1　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG1_B, LOW);
  digitalWrite(CAR_SIG1_Y, LOW);
  digitalWrite(CAR_SIG1_R, LOW);

  // 歩行者信号機1　消灯
  digitalWrite(PED_SIG1_B, LOW);
  digitalWrite(PED_SIG1_R, LOW);

  // 車両信号機2　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_B, LOW);
  digitalWrite(CAR_SIG2_Y, LOW);
  digitalWrite(CAR_SIG2_R, LOW);

  // 歩行者信号機2　消灯
  digitalWrite(PED_SIG2_B, LOW);
  digitalWrite(PED_SIG2_R, LOW);
}

void setup() {
  // 車両信号機1　初期化
  pinMode(CAR_SIG1_B, OUTPUT);
  pinMode(CAR_SIG1_Y, OUTPUT);
  pinMode(CAR_SIG1_R, OUTPUT);

  // 歩行者信号機1　初期化
  pinMode(PED_SIG1_B, OUTPUT);
  pinMode(PED_SIG1_R, OUTPUT);

  // 車両信号機2　初期化
  pinMode(CAR_SIG2_B, OUTPUT);
  pinMode(CAR_SIG2_Y, OUTPUT);
  pinMode(CAR_SIG2_R, OUTPUT);

  // 歩行者信号機2　初期化
  pinMode(PED_SIG2_B, OUTPUT);
  pinMode(PED_SIG2_R, OUTPUT);

  // 全信号　消灯
  all_low();
}

void loop() {
  //====== 道路1通行（青）－道路2停止（赤） ======//
  // 車両信号機1　青　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG1_B,HIGH);
  // 歩行者信号機1　青　点灯
  digitalWrite(PED_SIG1_B,HIGH);

  // 車両信号機2　赤　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_R,HIGH);
  // 歩行者信号機2　赤　点灯
  digitalWrite(PED_SIG2_R,HIGH);

  delay(10000);

  //====== 道路1停止（黄）－道路2停止（赤） ======//
  // 車両信号機1　青　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG1_B,LOW);
  // 車両信号機1　黄　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG1_Y,HIGH);
  // 歩行者信号機1　青　点滅
  for( int i=0 ; i<6; i++){
    digitalWrite(PED_SIG1_B,HIGH);
    delay(500);
    digitalWrite(PED_SIG1_B,LOW);
    delay(500);
  }

  // 車両信号機2　赤　点灯維持
  // 歩行者信号機2　赤　点灯維持

  //====== 道路1停止（赤）－道路2停止（赤） ======//
  // 車両信号機1　黄　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG1_Y,LOW);
  // 車両信号機1　赤　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG1_R,HIGH);
  // 歩行者信号機1　青　消灯維持
  // 歩行者信号機1　赤　点灯
  digitalWrite(PED_SIG1_R,HIGH);

  // 車両信号機2　赤　点灯維持
  // 歩行者信号機2　赤　点灯維持

  // 信号切替待ち
  delay(3000);
  
  //====== 道路1停止（赤）－道路2通行（青） ======//
  // 車両信号機1　赤　点灯維持
  // 歩行者信号機1　赤　点灯維持

  // 車両信号機2　赤　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_R,LOW);
  // 車両信号機2　青　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_B,HIGH);
  // 歩行者信号機2　赤　消灯
  digitalWrite(PED_SIG2_R,LOW);
  // 歩行者信号機2　青　点灯
  digitalWrite(PED_SIG2_B,HIGH);

  delay(10000);

  //====== 道路1停止（赤）－道路2停止（黄） ======//
  // 車両信号機1　赤　点灯維持
  // 歩行者信号機1　赤　点灯維持

  // 車両信号機2　青　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_B,LOW);
  // 車両信号機2　黄　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_Y,HIGH);
  // 歩行者信号機2　青　点滅
  for(int i=0; i<6; i++) {
    digitalWrite(PED_SIG2_B,HIGH);
    delay(500);
    digitalWrite(PED_SIG2_B,LOW);
    delay(500);
  }

  //====== 道路1停止（赤）－道路2停止（赤） ======//
  // 車両信号機1　赤　点灯維持
  // 歩行者信号機1　赤　点灯維持

  // 車両信号機2　黄　消灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_Y,LOW);
  // 車両信号機2　赤　点灯
  digitalWrite(CAR_SIG2_R,HIGH);
  // 歩行者信号機2　青　消灯維持
  // 歩行者信号機2　赤 点灯
  digitalWrite(PED_SIG2_R,HIGH);

  // 信号切替待ち
  delay(3000);
  
   //====== 全信号　消灯 ======//
  all_low();
}