Arduino Simulation 101: Vytvorte obvody bez hardvéru

Práca s doskami mikrokontrolérov Arduino je jednoduchšia ako kedykoľvek predtým, a to vďaka všetkým zdrojom dostupným online. Na webe nájdete nespočetné množstvo príručiek k hardvéru a softvéru Arduino a samotný hardvér je cenovo dostupný a dostupný pre ľudí zo všetkých oblastí života. Čo sa však stane, ak chcete napísať kód predtým, ako sa zaviažete k nákupu hardvéru Arduino?

Tu prichádza na rad simulácia Arduino. Dobrý simulátor Arduino, ktorý ponúka skvelý nástroj na učenie a prototypovanie, vám dobre poslúži vždy, keď budete chcieť otestovať kód bez použitia hardvéru.

Najlepšie (bezplatné) emulátory / simulátory Arduino online

V skutočnom duchu Arduina s otvoreným zdrojovým kódom sa mnohé nástroje simulátora dostupné online dajú použiť zadarmo. Poďme preskúmať tri z najlepších bezplatných simulátorov Arduino v okolí. Existuje veľa skvelé začiatočnícke Arduino projekty k dispozícii online, aby ste mohli začať.

Wokwi Online Arduino a simulátor ESP32

Wokwi Online Arduino a ESP32 Simulator je neuveriteľne jednoduchý nástroj na použitie, ktorý ponúka veľa slobody pri vytváraní vašich obvodov. Tento nástroj funguje výhradne vo vašom prehliadači s komplexným radom komponentov Arduino, s ktorými je možné hrať, vrátane tlačidiel, displejov a množstva senzorov.

Jednou z hlavných výhod Wokwi je, že vám umožňuje vybrať si vstupno-výstupné kolíky, ktoré chcete pre každý z vašich komponentov. Obsahuje tiež všetky najpopulárnejšie a najbežnejšie dosky Arduino, ktoré poskytujú presný zážitok.

Autodesk Tinkercad Circuits

Online simulátor obvodov Tinkercad Circuits od Autodesku nie je taký komplexný ako Wokwi, pokiaľ ide o komponenty, ale rozhranie je modernejšie a jednoduchšie na používanie. S obvodmi Tinkercad je k dispozícii iba niekoľko dosiek mikrokontrolérov, vďaka čomu je tento nástroj najlepší pre tých, ktorí používajú dosky Arduino Uno.

SimulIDE

SimulIDE je jediný simulátor Arduino v tomto zozname, ktorý musí byť nainštalovaný na vašom počítači. Softvér je k dispozícii zadarmo v systémoch Windows, MacOS a Linux, vďaka čomu je prístupný rovnako ľahko ako okruhy Wokwi a Tinkercad.

Tento softvér má veľmi staré používateľské rozhranie, ktoré sa môže na prvý pohľad zdať odstrašujúce. Keď to však prekonáte, SimulIDE je vynikajúci simulátor Arduino s jednou z najkomplexnejších sérií komponentov dostupných v nástroji, ako je tento.

Ako simulovať Arduino obvod a kód

Každý z týchto simulátorov Arduino funguje celkom podobne, ale stojí za to preskúmať ich všetky, aby ste získali predstavu o tom, ktorý je pre vás najlepší. Aby sme udržali veci spravodlivé, použijeme rovnaký kód a hardvér s každým zo simulátorov: štandardný príklad Blink, ktorý sa dodáva s Arduino IDE.

Ako použiť Wokwi na vytvorenie obvodu Arduino

Zamierte na Webová stránka Wokwi a prejdite nadol na domovskú stránku, aby ste našli Začať úplne od začiatku oddiele. Vyberte Arduino Uno vytvoriť nový projekt s predinštalovaným (alebo vami vybranou doskou).

V okne Simulácia kliknite na modrú ikonu „+“ a vyberte LED zo zoznamu. Znova prejdite do toho istého menu a pridajte a Rezistor k projektu.

Kliknite na Arduino GND kolík a potiahnite nový drôt k ľavej nohe LED. Postupujte podľa tohto kliknutím kolík 13 na Arduino a jeho pripojenie k jednému koncu odporu. Pripojte druhý koniec odporu k pravej nohe LED.

Teraz je čas pridať kód. Odstráňte šablónu kódu, ktorá sa načítala s novým projektom, a prilepte ukážkový kód Blink do poľa.

Po dokončení môžete kliknúť na zelené tlačidlo prehrávania (šípka doprava) a spustiť simuláciu. Vaša LED by mala blikať a zhasnúť.

Ako použiť obvod Tinkercad na vytvorenie obvodu Arduino

Zamierte na Autodesk Tinkercad Circuit Ak chcete začať, prihláste sa alebo si vytvorte nový účet. Keď budete mať prístup k ovládaciemu panelu, prejdite nadol po stránke a vyberte Vytvorte si svoj prvý návrh obvodov v sekcii Okruhy.

Teraz uvidíte prázdne plátno a zoznam komponentov na pravej strane. Prejdite nadol v zozname alebo vyhľadajte „Arduino“ a vyberte položku Arduino Uno R3 možnosť zo zoznamu pridať ho na plátno. Urobte to isté, ak chcete pridať LED a a odpor na plátno.

Kliknite na Arduino GND kolík a potiahnite drôt k ľavej nohe LED. Ďalej kliknite kolík 13 na Arduino a potiahnite drôt k najbližšej nohe odporu. Pripojte druhý koniec odporu k pravej nohe LED.

Tinkercad Circuits pracuje s blokovým aj kódovým programovaním. Pre túto ukážku používame kód, ale ak chcete, môžete to urobiť aj s blokmi. Kliknite kód na pravej strane obrazovky a vyberte Text z rozbaľovacej ponuky. Vložte kód do tohto poľa a stlačte Spustite simuláciu aby ste videli kód v akcii.

Ako používať SimulIDE na vytvorenie obvodu Arduino

Na rozdiel od Tindercad Circuits a Wokwi je SimulIDE aplikácia na stiahnutie. Zamierte na Webová stránka SimulIDE, stiahnite si najnovšiu verziu pre váš operačný systém, rozbaľte súbor a spustite súbor EXE vo vnútri.

Ešte nie sme celkom pripravení začať. Okrem samotného SimulIDE si musíte stiahnuť aj staršiu verziu Arduino IDE. Presnejšie povedané, Arduino IDE 1.8.19. Zamierte na Webová stránka Arduino, stiahnite si verziu zip pre váš operačný systém a rozbaľte ju.

Spustite SimulIDE a vyberte Nový súbor ikonu nad pravým plátnom. Ďalej vyberte nastavenie ozubené koliesko vľavo od ikony Nový súbor kliknite na Nastavenia kompilátoraa uistite sa, že Arduino sa vyberie z rozbaľovacej ponuky zariadení. Nastavte cestu k nástroju na adresár Arduino IDE, ktorý ste si stiahli. V našom prípade je to F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Teraz je čas pridať nejaký hardvér. Nájsť Arduino Uno, an LEDa a odpor zo zoznamu na ľavej strane obrazovky a presuňte ich na ľavé plátno. Rovnako ako ostatné obvody, pripojte GND kolík Arduina k zemnej nohe LED. Pripojte sa kolík 13 na Arduino na jeden koniec odporu a druhý koniec odporu na voľnú nohu LED.

Prilepte kód na pravé plátno. Odtiaľ kliknite na Debug ikonu nad pravým plátnom, uložte súbor s novým názvom a počkajte na dokončenie procesu. Klikni na Utekajte do bodu zlomu ikonu nad pravým plátnom na spustenie simulácie.

Ktorý simulátor Arduino je pre vás najlepší?

Ako môžete vidieť, budovanie okruhu vo Wokwi, Tinkercad Circuits alebo SimulIDE je podobný proces. Každý z týchto nástrojov však vyniká z iných dôvodov a proces, ktorým sme práve prešli, uľahčuje pochopenie ich silných stránok.

• Wokwi: Ľahký, ľahko použiteľný a podporovaný nadšenou komunitou, Wokwi je dobrou voľbou pre každého, kto začína so simuláciou Arduino. Jeho zoznam dielov nie je taký komplexný ako SimulIDE, ale má všetko, čo potrebujete na vytvorenie zložitých obvodov Arduino bez akéhokoľvek hardvéru.
• Okruhy Tinkercad: Vďaka podpore Autodesk je Tinkercad Circuits elegantný a moderný a dostáva pravidelné aktualizácie. Nemá veľmi širokú zbierku komponentov, ale obsahuje vopred pripravené projekty a blokové programovanie, vďaka čomu je skvelý pre nových používateľov. Tinkercad Circuits dokonca funguje aj v mobilných prehliadačoch.
• SimulIDE: Aj keď je nastavenie náročné, len málo simulátorov mikrokontrolérov sa môže rovnať SimulIDE. So stovkami komponentov, komplexnými možnosťami nastavení a presným debuggerom je tento nástroj schopný komplexných projektov, ako je napr Ručná videohra Arduino.

Začnite s programovaním Arduino

Ak nemáte po ruke Arduino, použitie jedného z týchto simulátorov je skvelý spôsob, ako sa začať učiť programovať a plánovať elektronický projekt.

Arduinos sú skvelým nástrojom pre každého začínajúceho programátora alebo výrobcu. Sú ľahko použiteľné, prístupné a sú zábavné a na stránke MakeUseOf je množstvo článkov, ktoré vám pomôžu začať. Či už si chcete vyrobiť prenosnú hernú konzolu alebo stolný teplomer, oplatí sa začať so svojimi snami Arduino už dnes.