UIAPrubyとは？ — はじめての方へ
数百円から始めるRuby電子工作
「Rubyで電子工作をやってみたい」——そう思っても、
高価なボード、複雑なセットアップ、専用ソフト…
とハードルを感じていませんか？
UIAPruby は、そのハードルをぐっと下げます。
数百円のマイコン UIAPduino（CH32V003ベース）と、
手持ちのChrome/Edgeブラウザだけ。
普段書いているRubyの文法でLEDを光らせ、ブザーを鳴らし、ボタンで制御できます。
ブラウザ内の @ruby/prism でコードを解析し、
独自の軽量バイトコード（.uap）に変換。
WebHIDでSDカードへ直接転送し、マイコン上のTinyVMが実行します。
インストール不要・クラウド不要。すべてブラウザの中で完結。
Rubyist が電子工作へ踏み出す入口を、
Wakayama.rb
が作りました。
✏️ Rubyコードを書く
→
⚙️ ブラウザ内コンパイル
→
📤 SDカードへ転送
→
▶ TinyVMが実行
🔧 必要なハードウェア
- UIAPduino SD版（CH32V003、v1.2.3以降推奨）
- MicroSDカード（FAT32フォーマット）
- USBケーブル（Micro-B または Type-C）
- LED / タクトスイッチ / ブザーなど（実験用）
💻 必要なソフトウェア
- Google Chrome または Microsoft Edge（最新版）
- このページ — WebHID対応ブラウザのみ動作
- Arduino IDE（スケッチ初回書き込み時のみ）
- UIAP_HID ボードパッケージ v1.2.3以降
⚡ クイックスタート（4ステップ）
-
1
UIAPrubyRunner スケッチを書き込む（初回のみ）
下の「9. UIAPduino スケッチ」からコードをコピー／ダウンロードして、 Arduino IDEでUIAPduinoに書き込みます。
FQBN:UIAP_HID:ch32v:CH32V003:pnum=V14,usb=webhid,opt=oslto -
2
Rubyコードを書く
エディタにRubyコードを入力します。サンプルボタンですぐ試せます。
例：led = GPIO.new(2, GPIO::OUT)→ D2ピンをLED出力に設定
loop do led.toggle; sleep(0.5); end→ 0.5秒ごとに点滅 -
3
「コンパイル」ボタンを押す
ブラウザ内でRubyコードをAST解析し、TinyVM用.uapバイトコードへ変換します。
✓ OK と表示されれば生成完了です。 命令数・サイズ・推定実行時間も確認できます。 -
4
デバイスに接続 → SDカードに送信 → RUN
USBケーブルでUIAPduinoを接続し「デバイスに接続」をクリック。 「📤 SDカードに送信」でSCRIPT.UAPを転送し、 「▶ RUN」で実行開始。Device Logに実行状況が表示されます。
💡 ファイル名をSCRIPT.UAPにしておくと、次回以降はUSB接続しなくても 電源投入と同時に自動実行されます。単体動作させる際に便利です。
📌 ピン配置リファレンス
UIAPduino SD 版 対応ピン一覧
| Arduinoピン番号 | CH32V003ポート | PWM | ADC | 用途・備考 | UIAPruby記法 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | PC0 | ✅ | — | LED出力（基板上LED） | GPIO.new(2, GPIO::OUT) |
| 3 | PC1 | — | — | SDA (I2C — 未対応) / HC-SR04 TRIG | Ultrasonic.new(3, 4) |
| 4 | PC2 | — | — | SCL (I2C — 未対応) / HC-SR04 ECHO | Ultrasonic.new(3, 4) |
| 5 | PC3 | ✅ | — | PWMブザー（圧電ブザー推奨） | PWM.new(5) |
| 11 | PD1 | — | — | タクトスイッチ（PULL_UP使用） | GPIO.new(11, GPIO::IN | GPIO::PULL_UP) |
| 0, 1, 12, 15, 16 | PA1/PA2/PD2/PD5/PD6 | — | ✅ | アナログ入力（ADC対応ピン） | ADC.new(0) 〜 |
| 6 | PC4 | ✅* | ✅* | ⚠ SDカード SS専用 — 使用不可 | — |
| 7 / 8 / 9 | PC5 / PC6 / PC7 | — | — | ⚠ SDカード SCK/MOSI/MISO専用 — 使用不可 | — |
⚠ 6(SS)・7(SCK)・8(MOSI)・9(MISO) はSDカードのSPI通信に専用です。GPIOには使用できません。
ピン6はPWM・ADC対応ですが、SDカード搭載版では使用不可です（* 印）。
ピン6はPWM・ADC対応ですが、SDカード搭載版では使用不可です（* 印）。
1. Ruby ソースエディタ
⏳ @ruby/prism WASM 読み込み中...
UIAPruby v1 — Ruby構文を @ruby/prism でAST解析し、UIAPduino TinyVM用 UAP1 バイトコードへ変換します。
UIAPduino 上では Ruby VM を実行しません。
2. ライブラリ管理 (require / require_relative)
登録されたライブラリを
require "name" または require_relative "name" で読み込めます。
3. コンパイル結果
— 未コンパイル
—
命令数
—
UAP サイズ (bytes)
—
推定実行時間 (ms)
8.3 形式推奨 / 最大 26 文字
4. UAP ファイル操作
LED: D2 (PC0) / PWM Buzzer: D5 (PC3) / Button: D11 (PD1 PULL_UP) から試してください。
⚠ D7(SCK) D8(MOSI) D9(MISO) D6(SS) は SD カード SPI 専用のため GPIO に使用できません。
⚠ D7(SCK) D8(MOSI) D9(MISO) D6(SS) は SD カード SPI 専用のため GPIO に使用できません。
💡 ファイル名を SCRIPT.UAP にすると、UIAPduino に電源を入れるだけで自動実行されます。
USB 接続・RUN ボタン操作なしで単体動作するので、完成したスクリプトの運用に便利です。
USB 接続・RUN ボタン操作なしで単体動作するので、完成したスクリプトの運用に便利です。
5. SD カード — ファイル管理
デバイスに接続すると SD カードのファイル一覧が表示されます。
6. Device Log
UIAPrubyRunner.ino を書き込んだ UIAPduino SD を USB 接続し、「デバイスに接続」を押してください。
7. HID Console
8. UAP1 フォーマット v1
ファイルヘッダー（8 バイト）
オフセット
サイズ
内容
0x00
4 bytes
magic "UAP1" (0x55 0x41 0x50 0x31)
0x04
1 byte
version = 1
0x05
1 byte
flags = 0
0x06
uint16 LE
code_size (bytecode のバイト数)
TinyVM 命令セット v1（リトルエンディアン）
Opcode
命令
引数
サイズ
0x00
END
—
1
0x01
WAIT_MS
uint16 ms
3
0x02
GPIO_MODE
uint8 pin, uint8 mode (0=IN 1=OUT 2=IN_PULLUP 3=IN_PULLDOWN)
3
0x03
GPIO_WRITE
uint8 pin, uint8 value
3
0x04
GPIO_READ
uint8 pin, uint8 reg
3
0x05
PWM_FREQ
uint8 pin, uint16 freq
4
0x06
JMP
int16 relative_offset
3
0x07
JZ
uint8 reg, int16 relative_offset
4
0x08
JNZ
uint8 reg, int16 relative_offset
4
0x09
GPIO_TOGGLE
uint8 pin
2
0x0A
LOAD_Q16
uint8 reg, int32 value
6
0x0B–0x0E
ADD/SUB/MUL/DIV_Q16
uint8 dst, uint8 src
3
0x0F–0x14
CMP_<op>_Q16
uint8 lhs, uint8 rhs, uint8 out_reg
4
0x15
LOAD_BOOL
uint8 reg, uint8 value
3
0x16
PRINT_STR
uint8 flags, uint8 len, byte[len] str (flags: 0x01=newline 0x02=inspect)
3+N
0x17
HALT
uint8 error_code
2
0x18
ADC_READ
uint8 pin, uint8 reg → Q16.8 (0〜255) ピン: 0,1,12,15,16
3
0x1A
ULTRASONIC_READ
uint8 trig, uint8 echo, uint8 reg → Q16.8 cm (0=タイムアウト) HC-SR04
4
0x19
PRINT_REG
uint8 flags, uint8 reg → Q16.8 を "n.nn" 形式で出力 (flags: 0x01=newline)
3
JMP/JZ/JNZ の offset は命令直後位置からの相対バイトオフセット (int16)。
レジスタ R0–R3 は int32_t。Q16.8 固定小数: 1.0=256, 0.5=128。
レジスタ R0–R3 は int32_t。Q16.8 固定小数: 1.0=256, 0.5=128。
9. UIAPruby API v1
GPIO / PWM
| Ruby 記法 | 変換後命令 | Phase |
|---|---|---|
led = GPIO.new(2, GPIO::OUT) | GPIO_MODE pin=2 OUTPUT | 1 |
button = GPIO.new(11, GPIO::IN | GPIO::PULL_UP) | GPIO_MODE pin=9 INPUT_PULLUP | 1 |
led.on / led.high / led.write(1) | GPIO_WRITE pin, 1 | 1 |
led.off / led.low / led.write(0) | GPIO_WRITE pin, 0 | 1 |
led.toggle | GPIO_TOGGLE pin | 1 |
buzzer = PWM.new(5) | GPIO_MODE pin=5 OUTPUT | 1 |
buzzer.frequency(440) | PWM_FREQ pin, 440 | 1 |
buzzer.off / buzzer.frequency(0) | PWM_FREQ pin, 0 | 1 |
buzzer.tone(440, 0.2) | PWM_FREQ 440 → WAIT_MS 200 → PWM_FREQ 0 | 1 |
button.low? / button.high? | GPIO_READ pin, R0 + JNZ/JZ | 2 |
sleep(0.2) / wait_ms(200) | WAIT_MS 200 | 1 |
print / puts / p / putc | PRINT_STR | 3 |
raise "msg" / raise unless cond | PRINT_STR + HALT | 4 |
def name … end | インライン展開 | 5 |
break / next | JMP loop_end / loop_start | 6 |
g = 0.1 * 0.5 / Q16.8 演算 | LOAD_Q16 + MUL_Q16 … | 7 |
require_relative "path" | compile-time include | 8 |
sensor = ADC.new(0) ピン: 0,1,12,15,16 | — (初期化なし) | ADC |
puts sensor.read / print sensor.read | ADC_READ pin,R0 + PRINT_REG | ADC |
sonar = Ultrasonic.new(3, 4) 任意のGPIOピン | GPIO_MODE trig OUT + GPIO_MODE echo IN | US |
puts sonar.read / print sonar.read | ULTRASONIC_READ trig,echo,R0 + PRINT_REG | US |
10. UIAPduino スケッチ
FQBN: UIAP_HID:ch32v:CH32V003:pnum=V14,usb=webhid,opt=oslto