Arduino Simulation 101: создание схем без оборудования

Работать с платами микроконтроллеров Arduino проще, чем когда-либо, благодаря всем ресурсам, доступным в Интернете. Вы можете найти бесчисленное количество руководств по аппаратному и программному обеспечению Arduino в Интернете, а само оборудование доступно по цене и доступно для людей из всех слоев общества. Но что произойдет, если вы захотите написать свой код до того, как купите оборудование Arduino?

Здесь на помощь приходит симуляция Arduino. Предлагая отличный инструмент для обучения и создания прототипов, хороший симулятор Arduino сослужит вам хорошую службу всякий раз, когда вы хотите протестировать код без использования аппаратного обеспечения.

Лучшие (бесплатные) эмуляторы/симуляторы Arduino онлайн

В истинном духе Arduino с открытым исходным кодом многие инструменты симулятора, доступные в Интернете, можно использовать бесплатно. Давайте рассмотрим три лучших бесплатных симулятора Arduino. Есть множество

отличные проекты Arduino для начинающих доступны онлайн, чтобы вы могли начать.

Онлайн-симулятор Wokwi для Arduino и ESP32

Wokwi Online Arduino and ESP32 Simulator — невероятно простой в использовании инструмент, дающий массу свободы при создании схем. Инструмент работает исключительно в вашем браузере, с широким спектром компонентов Arduino, доступных для игры, включая кнопки, дисплеи и множество датчиков.

Одним из основных преимуществ Wokwi является то, что он позволяет вам выбирать контакты ввода-вывода для каждого из ваших компонентов. Он также включает в себя все самые популярные и распространенные платы Arduino, чтобы обеспечить точную работу.

Схемы Autodesk Tinkercad

Онлайн-симулятор схем Tinkercad Circuits от Autodesk не так всеобъемлющ, как Wokwi, когда речь идет о компонентах, но интерфейс более современный и простой в использовании. С Tinkercad Circuits доступно только несколько плат микроконтроллеров, что делает этот инструмент лучшим для тех, кто использует платы Arduino Uno.

SimulIDE

SimulIDE — единственный симулятор Arduino в этом списке, который необходимо установить на ваш компьютер. Программное обеспечение доступно бесплатно для Windows, macOS и Linux, что делает его таким же простым, как Wokwi и Tinkercad Circuits.

Это программное обеспечение имеет очень старый пользовательский интерфейс, который поначалу может показаться пугающим. Однако, как только вы преодолеете это, SimulIDE станет отличным симулятором Arduino с одним из наиболее полных диапазонов компонентов, доступных в таком инструменте.

Как смоделировать схему и код Arduino

Каждый из этих симуляторов Arduino работает очень похоже, но стоит изучить их все, чтобы понять, какой из них лучше для вас. Чтобы все было честно, мы будем использовать один и тот же код и оборудование с каждым из симуляторов: стандартный пример Blink, который поставляется с Arduino IDE.

Как использовать Wokwi для создания схемы Arduino

Направляйтесь к Веб-сайт Вокви и прокрутите главную страницу вниз, чтобы найти Начинать с нуля раздел. Выбирать Ардуино Уно чтобы создать новый проект с предварительно загруженным (или выбранной вами платой).

В окне Simulation нажмите на синий значок «+» и выберите ВЕЛ из списка. Снова зайдите в то же меню и добавьте Резистор к проекту.

Нажмите на Arduino контакт заземления и перетащите новый провод к левой ножке светодиода. Следуйте этому, нажав контакт 13 на Arduino и подключив его к одному концу резистора. Подключите другой конец резистора к правой ноге светодиода.

Теперь пришло время добавить код. Удалите шаблон кода, загруженный с новым проектом, и вставьте код примера Blink в поле.

После завершения вы можете нажать зеленую кнопку воспроизведения (стрелка вправо), чтобы запустить симуляцию. Ваш светодиод должен мигать и выключаться.

Как использовать схему Tinkercad для создания схемы Arduino

Направляйтесь к Схема Autodesk Tinkercad сайт и войдите или создайте новую учетную запись, чтобы начать. Получив доступ к панели управления, прокрутите страницу вниз и выберите Создайте свой первый дизайн схем в разделе Цепи.

Теперь вы увидите пустой холст и список компонентов с правой стороны. Прокрутите список вниз или найдите «Arduino» и выберите Ардуино Уно R3 вариант из списка, чтобы добавить его на холст. Сделайте то же самое, чтобы добавить ВЕЛ и резистор к холсту.

Нажмите на Arduino контакт заземления и перетащите провод к левой ножке светодиода. Далее нажмите контакт 13 на Arduino и перетащите провод к ближайшей ноге резистора. Подключите другой конец резистора к правой ноге светодиода.

Tinkercad Circuits работает как с блочным, так и с кодовым программированием. Для этой демонстрации мы используем код, но вы также можете заставить его работать с блоками, если хотите. Нажмите Код в правой части экрана и выберите Текст из выпадающего списка. Вставьте код в это поле и нажмите Начать моделирование чтобы увидеть код в действии.

Как использовать SimulIDE для создания схемы Arduino

В отличие от Tindercad Circuits и Wokwi, SimulIDE — это загружаемое приложение. Направляйтесь к Веб-сайт SimulIDE, загрузите последнюю версию для вашей операционной системы, распакуйте файл и запустите внутри EXE-файл.

Мы еще не совсем готовы начать. Наряду с самой SimulIDE вам также необходимо загрузить устаревшую версию Arduino IDE. Arduino IDE 1.8.19, если быть точным. Направляйтесь к Сайт Ардуино, загрузите zip-версию для вашей операционной системы и распакуйте ее.

Запустите SimulIDE и выберите Новый файл значок над правым холстом. Далее выберите Настройки шестеренке слева от значка «Новый файл», нажмите Настройки компилятора, и убедитесь, что Ардуино выбирается из выпадающего меню устройств. Установите путь к инструменту в каталог Arduino IDE, который вы скачали. В нашем случае это F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Теперь пришло время добавить немного оборудования. Найдите Ардуино Уно, ан ВЕЛ, и резистор из списка в левой части экрана и перетащите их на левое полотно. Как и другие цепи, подключите контакт заземления Arduino к заземляющей ножке светодиода. Соединять контакт 13 на Arduino к одному концу резистора, а другой конец резистора к свободной ножке светодиода.

Вставьте код в правый холст. Отсюда нажмите на Отлаживать значок над правым холстом, сохраните файл под новым именем и дождитесь завершения процесса. Нажать на Бегите к точке останова значок над правым холстом, чтобы запустить симуляцию.

Какой симулятор Arduino лучше для вас?

Как видите, построение схемы в Wokwi, Tinkercad Circuits или SimulIDE — аналогичный процесс. Однако каждый из этих инструментов выделяется по разным причинам, и процесс, через который мы только что прошли, позволяет легче увидеть их сильные стороны.

• Вокви: Легкий, простой в использовании и поддерживаемый сообществом энтузиастов, Wokwi — хороший выбор для всех, кто начинает работать с моделированием Arduino. Список его деталей не такой полный, как в SimulIDE, но в нем есть все необходимое для создания сложных схем Arduino без какого-либо оборудования.
• Схемы Тинкеркад: Благодаря поддержке Autodesk, Tinkercad Circuits стал гладким и современным и получает регулярные обновления. У него не очень широкий набор компонентов, но есть готовые проекты и блочное программирование, что делает его отличным для новых пользователей. Tinkercad Circuits работает даже в мобильных браузерах.
• SimulIDE: Несмотря на сложность настройки, немногие симуляторы микроконтроллеров могут сравниться с SimulIDE. Благодаря сотням компонентов, обширным параметрам настройки и точному отладчику этот инструмент способен выполнять сложные проекты, такие как Портативная видеоигра на Arduino.

Начните программировать на Arduino

Если у вас нет под рукой Arduino, использование одного из этих симуляторов — отличный способ начать учиться программировать его и планировать электронный проект.

Arduinos — отличный инструмент для любого начинающего программиста или производителя. Они просты в использовании, доступны и доставляют массу удовольствия, а на сайте MakeUseOf есть множество статей, которые помогут вам начать работу. Если вы хотите сделать портативную игровую консоль или настольный термометр, стоит начать воплощать свои мечты с Arduino уже сегодня.