マイコンとシングルボードコンピュータとは？一言でいうと
マイコン（マイクロコントローラ）は、CPU・メモリ・入出力の回路を1つのチップにまとめた小さなコンピュータで、OSなしで1つのプログラムを動かし続けます。シングルボードコンピュータ（SBC）は、パソコンとしての機能を1枚の基板にまとめたもので、LinuxなどのOSの上で複数のプログラムを動かします。
Arduino UNO はマイコンボードの代表で、UNO R3 は ATmega328P（16MHz）、フラッシュメモリ32KB、SRAM 2KB を載せています。後継の UNO R4 Minima は Arm Cortex-M4 の Renesas RA4M1（48MHz）で、SRAM 32KB、フラッシュ256KB です（Arduino公式、2026年9月時点）。
Raspberry Pi 5 はSBCの代表で、4コアの Arm Cortex-A76（2.4GHz）を載せ、メモリは1GB〜16GB、OSは Raspberry Pi OS が動きます。一方、同じブランドの Raspberry Pi Pico は RP2040（2コアの Cortex-M0+、最大133MHz、SRAM 264KB）を載せたマイコンボードで、C言語や MicroPython で動かします（Raspberry Pi公式、2026年9月時点）。
マイコンボード
- OSなし
- 動くプログラム書き込んだ1つのプログラムを動かし続ける
- 代表的なボードArduino UNO、Raspberry Pi Pico
SBC
- OSLinux などの OS（Raspberry Pi OS）
- 動くプログラムOS の上で複数のプログラムを動かす
- 代表的なボードRaspberry Pi 5
同じ Raspberry Pi の名前でも、Pico は OS を持たないマイコンボード。
ArduinoとRaspberry Piは何が違う？比較表で見る
- 1
センサ・モータ
現場で測る・動かす
- 2
マイコン
決まった周期でセンサを読み、モータを動かす
- 3
SBC
集めたデータを処理・蓄積し、送信する（ゲートウェイの役割）
- 4
クラウド
データを受け取る
タイミングが大事な入出力はマイコン、処理と通信は OS のある SBC に任せる。
| 項目 | Arduino UNO R3（マイコンボード） | Raspberry Pi 5（SBC） |
|---|---|---|
| OS | なし。書き込んだプログラムだけが動く | Raspberry Pi OS（Linux） |
| 処理の能力 | ATmega328P、16MHz、SRAM 2KB | 4コア Cortex-A76、2.4GHz、メモリ1〜16GB |
| 入出力の電圧 | 5V | 3.3V（入力も3.3Vまで。5Vの信号を直接入れない） |
| アナログ入力 | 6本（10ビット、0〜5Vを0〜1,023で読む） | 40ピンの端子の機能一覧にない。外付けのA/D変換ICを使う |
| タイミング | 決まった周期の入出力を組みやすい | OSが複数の処理を切り替えるため、処理の時刻が揺れることがある |
| 起動と電源 | 電源を入れればすぐ動く | OSの起動を待つ。終了の手順を踏んでから電源を切る |
| 向く役割 | センサの読み取り、モータの制御、低消費電力の端末 | カメラ画像の処理、データの蓄積、クラウドへの送信、ゲートウェイ |
試作では、両方を組み合わせることもよくあります。決まった周期でセンサを読みモータを動かす部分をマイコンに任せ、集めたデータの処理や送信をSBCに任せる分担です。この「現場の機器とクラウドの間に立つ」役割はIoTゲートウェイとはで解説しています。
アナログ入力の読み取り（ビット数と1段の幅）はA/D変換とサンプリング定理、モータの動かし方はアクチュエータとはへ。
GPIO・I2C・SPI・UARTはどう使い分ける？
センサや周辺の部品とつなぐ方法は、次の4つを押さえておけば試作のほとんどの場面を説明できます。Raspberry Pi の公式ドキュメントでは、40ピンの端子にI2C（データ GPIO2・クロック GPIO3）、SPI（MOSI・MISO・SCLK・CE）、シリアル（TX GPIO14・RX GPIO15）の機能が割り当てられています（2026年9月27日確認）。
| 方式 | 使う信号線 | 特徴 | つなぐものの例 |
|---|---|---|---|
| GPIO | 1本ずつ | オン・オフの入出力。PWMで明るさや速さを調整できる | スイッチ、LED、リレー、モータドライバ |
| I2C | データ（SDA）とクロック（SCL）の2本 | 機器ごとのアドレスで、同じ2本に複数台をつなげる | 温湿度センサ、気圧センサ、加速度センサ |
| SPI | クロック・送信（MOSI）・受信（MISO）・選択（CS/CE） | 送受信を同時に行え、速い。機器ごとに選択の線を分ける | 外付けA/D変換IC、表示パネル、メモリ |
| UART | 送信（TX）と受信（RX） | クロックの線がなく、通信速度を両側で合わせる。基本は1対1 | GNSSモジュール、通信モジュール、パソコンとの接続 |
たとえば Sensirion の温湿度センサ SHT40 は I2C で値を出力します（2026年9月27日確認）。Raspberry Pi でアナログ出力のセンサを読みたいときは、SPI や I2C でつなぐ A/D 変換 IC を使うのが定番の構成です。
Raspberry Pi の公式ドキュメントは、3.3Vの部品に5Vを使わないこと、モータを端子に直接つながないことを注意しています。5Vで動くセンサの信号をつなぐときは、電圧を変換する回路を入れます。
IoT中級ではどこで問われる？
IoTシステム技術検定 中級の公式ページに示された出題カテゴリのうち、「IoTシステムのプロトタイピング技術」5〜15% に当たります（2026年9月27日確認）。80問に換算すると4〜12問のカテゴリで、その中でボードの違いが何問出るかは公表されていません。
公式テキスト『IoT技術テキスト 第4版』では、第6章「IoTシステムのプロトタイピング開発」に当たる範囲です。章とカテゴリの対応は当サイトの推定で、使っているのは目次の章名だけです。センサの接続の話は「センサ／アクチュエータ技術と通信方式」とも重なります。
4択の形としては、当サイトの作問の観点で次のようなものが考えられます（出題の傾向や頻度を示すものではありません）。
- マイコンとSBCの違いについて適切な記述を選ぶ
- 用途に合うボードや役割分担を選ぶ
- I2C・SPI・UARTの信号線や特徴の組合せを選ぶ
- 試作の配線や電圧についての誤りを見つける
試作全体の進め方はIoTプロトタイピングの進め方、試験の形式はIoTシステム技術検定 中級とはへ。合格基準は公式に非公開です。
取り違えやすい点は？
| つまずき | 正しい整理 | 見分け方 |
|---|---|---|
| Raspberry Piの製品はすべてLinuxが動くと思う | Raspberry Pi Pico はOSを持たないマイコンボード | 製品名に「Pico」があるか |
| Arduino UNOでもLinuxが動くと思う | UNOはOSなしで1つのプログラムを動かす | 「OS」「マルチタスク」の記述 |
| Raspberry Piでアナログ電圧をそのまま読めると思う | 40ピンの端子の機能一覧にアナログ入力はなく、外付けのA/D変換ICを使う | 「アナログ入力」の有無 |
| 5Vのセンサ信号をRaspberry Piに直接つなげると思う | 端子は3.3V。5Vの信号は電圧の変換が必要 | 電圧の数字 |
| I2CとSPIの信号線の数を逆に覚える | I2Cはデータとクロックの2本、SPIは選択線を含めて4本以上 | 「アドレス」ならI2C、「選択線」ならSPI |
| UARTにもクロックの線があると思う | UARTは非同期で、通信速度を両側で合わせる | 「非同期」「ボーレート」の記述 |
確認問題1
ボードの比較で正しいものは？
Arduino UNO R3 と Raspberry Pi 5 の比較として、最も適切なものはどれか。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
正解：3。UNO R3 はアナログ入力を6本持ちます。Raspberry Pi の40ピンの端子の機能一覧にはアナログ入力がなく、外付けのA/D変換ICを使います。
1 は説明が逆で、Linuxが動くのはRaspberry Pi 5、OSなしで動くのがUNOです。2 は端子が3.3Vなので誤りです。4 はOSが動いているため、終了の手順を踏んでから電源を切るのが基本です。
確認問題2
2本の線で複数台をつなぐ方式は？
データとクロックの2本の信号線を共有し、機器ごとのアドレスで相手を区別して、1つのマイコンに複数のセンサをつなげる方式はどれか。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
正解：1。I2Cはデータ（SDA）とクロック（SCL）の2本で、アドレスを使って複数の機器とやり取りします。
2 のSPIは送信・受信・クロックに加えて機器ごとの選択線を使う方式です。3 のUARTはクロックの線がなく、基本は1対1の通信です。4 のPWMは通信方式ではなく、オンとオフの時間の割合で出力を調整する方法です。
確認問題3
試作の構成で誤りはどれ？
マイコンボードとSBCを使ったIoTの試作の構成として、最も適切でないものはどれか。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
正解：4。Raspberry Pi の端子は3.3Vで、5Vの信号を直接入れると壊れるおそれがあります。電圧を変換する回路を入れる必要があります。
1 と 2 は、マイコンとSBCの得意分野に合わせた適切な分担です。3 はアナログ入力を持たない Raspberry Pi でアナログのセンサを読むための適切な構成です。
確認問題のあとは何をすればいい？
迷った問題は「OSがあるか」「端子の電圧は何Vか」「アナログを直接読めるか」の3点で見直してください。ボードの選び方の問題は、ほとんどがこの3点で判断できます。
他のカテゴリと混ぜて本番と同じ4択で確かめるなら、登録不要のIoT中級の無料お試し20問で全問の解説まで確認できます。