Arduinoの変数とデータ型｜int・float・Stringの使い分け

変数とは何か（箱のたとえで理解する）

変数とは、一言でいうと「名前の付いた箱」です。箱の中に数字や文字を入れておき、その名前を呼べば、いつでも中身を取り出したり書き換えたりできます。

int sensorValue = 512;
// int      → 箱に入れられる中身の種類（データ型）
// sensorValue → 箱の名前（変数名）
// 512      → 今、箱に入っている中身（値）

ただし、この「箱」には1つ重要な決まりがあります。それは「1つの箱には、決めた種類の中身しか入れられない」ということです。たとえば、整数専用の箱に「こんにちは」という文字を入れようとしたり、文字専用の箱に小数を入れようとしたりすると、エラーになったり、意図しない結果になったりします。つまり、この「箱の種類」にあたるのが、この記事のテーマであるデータ型です。

変数の基本的な使い方はArduinoのコードの書き方（コピペ可20選）でも扱っていますが、この記事ではデータ型そのものに焦点を絞って、さらに詳しく掘り下げます。正式な定義はArduino公式のUsing Variables in Sketches ↗で確認できます。

データ型とは何か・なぜ使い分けるのか

データ型とは「その箱に、どんな種類の中身を、どれくらいの大きさまで入れられるか」を決めるルールです。Arduinoのようなマイコン（小さなコンピューター）は、パソコンと違ってメモリ（記憶できる容量）がとても少ないという特徴があります。そのため、型を正しく選ぶことがとても重要になります。

int型｜整数を扱う（範囲とオーバーフロー）

intは「integer（整数）」の略で、Arduinoで最もよく使われる型です。小数点のない整数を、-32,768〜32,767の範囲で扱えます。

例1：ピン番号やセンサー値をintで扱う

int ledPin = 8;             // ピン番号
int sensorValue = 0;        // センサーの読み取り値
void loop() {
  sensorValue = analogRead(A0);  // 0〜1023なのでintで十分
}

たとえば、ピン番号（0〜13程度）も、analogRead()の結果（0〜1023）も、余裕をもってintの範囲に収まります。analogRead・analogWriteそのものの使い方はanalogRead・analogWriteの使い方で詳しく解説しています。したがって、特別な理由がない限り、整数はまずintを検討するのが基本方針です。

例2：範囲を超えるとどうなるか（オーバーフロー）

int count = 32767;   // intの最大値
count = count + 1;    // 1を足すとどうなる？
Serial.println(count);  // 32768ではなく、-32768と表示される

より詳しい仕様は、Arduino公式のint言語リファレンス ↗にまとまっています。

float型｜小数を扱う（精度の落とし穴）

floatは小数点を含む数を扱う型です。電圧の計算（例：2.73V）や、平均値の計算など、整数だけでは表現できない値を扱う時に使います。たとえば、温湿度センサーが返す「24.6℃」のような値も、まさにfloatの出番です。実際の配線・コード例はArduinoで温湿度センサーを使う方法｜DHT11・DHT22の使い分けで確認できます。

例3：センサー値を電圧に変換する（float の出番）

int rawValue = analogRead(A0);          // 0〜1023（整数でよい）
float voltage = rawValue * (5.0 / 1023.0);  // 電圧は小数になるのでfloat
Serial.println(voltage);  // 例：2.73

例4：int同士の割り算で小数点が消える罠

int a = 5;
int b = 2;
float result = a / b;   // 2.5になってほしいが…
Serial.println(result); // 実際には 2.00 と表示される

FIX ↓

float result = a / (float)b;   // bをfloatに変換してから割り算する
// または
float result = (float)a / b;   // aをfloatに変換してから割り算する
Serial.println(result);        // 2.50 と表示される

float型そのものの定義は、Arduino公式のfloat言語リファレンス ↗を参照してください。

文字列を扱う｜char配列とString型の違い

Arduinoで文字や文章（文字列）を扱う方法は、実は1つではありません。大きく分けてchar配列（C言語スタイルの文字列）とString型（オブジェクトとしての文字列）の2種類があり、それぞれ得意・不得意が異なります。

例5：char（1文字だけ）とchar配列（複数文字）

char grade = 'A';                 // シングルクォートで1文字だけ
char message[] = "Hello Arduino"; // ダブルクォートで複数文字（char配列）
Serial.println(grade);    // A
Serial.println(message);  // Hello Arduino

charは本来「1文字だけ」を入れる箱です。しかし、char message[]のように[]を付けて宣言すると、文字を並べて入れられる「箱の集合（配列）」になり、結果として文章を保存できます。つまり、これがC言語スタイルの文字列で、「文字列は文字の配列である」という考え方に基づいています。配列そのものの基本的な使い方はArduinoの配列の使い方｜複数センサーの値を一元管理するでも扱っているので、あわせて読むと理解が深まります。

例6：String型で文字列を扱う（初心者に扱いやすい方法）

String message = "Hello Arduino";        // String型（大文字のS）
String name = "Arduino";
String greeting = "Hello, " + name + "!"; // +でつなげられる（結合）
Serial.println(greeting);  // Hello, Arduino!

String型は+で文字列同士をつなげたり、.length()で文字数を調べたり、.indexOf()で特定の文字を探したりと、便利な機能（メソッド）がたくさん用意されています。そのため、char配列を直接操作するより、初心者には扱いやすく感じられるはずです。

比較：char配列とStringはどう選ぶか

char・Stringそれぞれの正式な定義は、Arduino公式のchar言語リファレンス ↗とString()言語リファレンス ↗に掲載されています。

その他のよく使う型｜bool・byte・long・unsigned long

int・float・String以外にも、Arduinoでは目的に応じたいくつかの型がよく使われます。それぞれ具体例で見ていきましょう。

例7：bool（はい/いいえの2択）

bool isPressed = false;
isPressed = digitalRead(2) == LOW;
if (isPressed) {
  Serial.println("ボタンが押されています");
}

trueかfalseの2択しか入らない、最小サイズの型です。そのため、ボタンの状態や、条件の結果を保存しておく変数によく使われます。boolを使ったif文の書き方はArduinoのif文の書き方完全ガイド｜ボタン・センサーで条件分岐をマスターする書き方で詳しく解説しています。

例8：byte（0〜255の小さな整数）

byte brightness = 128;   // analogWriteに渡す値（0〜255）は
analogWrite(9, brightness);  // byte型で十分収まる

0〜255の範囲しか使わないと分かっている値には、intよりもメモリの少ないbyteが向いています。たとえば、analogWrite()に渡す明るさの値などが代表例です。

例9：long と unsigned long（大きな整数・時間の記録）

long totalSteps = 1500000;         // intでは収まらない大きな数
unsigned long startTime;           // millis()の戻り値専用
void setup() {
  startTime = millis();            // 起動からの経過時間（ミリ秒）
}

longはintの4倍のメモリ（4バイト）を使う代わりに、約-21億〜21億という非常に大きな整数を扱えます。unsigned longはマイナスの値を扱わない代わりに、0〜約42億という、さらに広い範囲の正の整数を扱えます。millis()（起動してからの経過時間）の戻り値は、このunsigned longで受け取るのが決まりです。millis()を使ってdelay()に頼らずに時間管理する書き方はArduinoのmillis()でdelayを使わない書き方で詳しく解説しています。

bool・byte・long・unsigned longの各仕様は、Arduino公式のbool・byte・long・unsigned long ↗の各言語リファレンスでまとめて確認できます。

型を混ぜて計算する時の注意点

異なる型同士を計算に混ぜると、Arduinoは自動的にどちらかの型に合わせて計算します（これを暗黙の型変換と呼びます）。便利な反面、意図しない結果につながることもあるので、代表的なパターンを押さえておきましょう。

例10：int × float の計算

int count = 3;
float price = 1.5;
float total = count * price;   // int × float → floatとして計算される
Serial.println(total);          // 4.50

つまり、片方でもfloatが混ざっていれば、計算全体がfloatとして行われます。これは4章で見た「int同士だけは危険」という話の裏返しでもあります。

例11：byteの範囲を超えるとどうなるか

byte value = 250;
value = value + 10;   // 260になってほしいが…
Serial.println(value); // 実際には 4 になる（260 - 256）

例12：StringとintをつなげるにはString()で変換する

int sensorValue = 512;
String message = "センサー値: " + String(sensorValue);  // intをStringに変換してから結合
Serial.println(message);  // センサー値: 512

文字列と数字は、そのままでは結合できません。そこで、String(数字)のように書くことで、数字を文字列に変換してから結合できます。

実践コード：型を組み合わせたセンサーログ

最後に、ここまで学んだ型を1つのコードにまとめた実践例です。ここでは、bool・int・float・Stringを、それぞれの得意分野で使い分けています。

const int SENSOR_PIN = A0;
const int BUTTON_PIN = 2;
const int THRESHOLD = 700;
void setup() {
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  int rawValue = analogRead(SENSOR_PIN);            // int：整数の生データ
  float voltage = rawValue * (5.0 / 1023.0);        // float：電圧に変換
  bool isAlert = rawValue >= THRESHOLD;             // bool：しきい値判定の結果
  bool buttonPressed = digitalRead(BUTTON_PIN) == LOW;  // bool：ボタンの状態
  String status = isAlert ? "警告" : "正常";         // String：人が読むための状態表示
  Serial.print("値: ");
  Serial.print(rawValue);
  Serial.print(" / 電圧: ");
  Serial.print(voltage);
  Serial.print("V / 状態: ");
  Serial.print(status);
  if (buttonPressed) {
    Serial.print(" / ボタン押下あり");
  }
  Serial.println();
  delay(200);
}

コードのポイントを分解して読む

あわせて確認しておきたいこと

出力結果をシリアルモニタで見やすく確認するコツはArduinoのシリアルモニタ活用術｜デバッグを爆速にするコツを、センサーごとの特性や配線はブレッドボード完全攻略ガイドや圧センサーを用いた電子工作の基礎編で解説しています。

型の選び方チェックリスト

「この値、どの型にすればいいんだろう？」と迷った時は、まず上から順番にこのチェックリストを確認してみてください。