Arduino Simulation 101: Създаване на схеми без хардуер

Работата с микроконтролерни платки Arduino е по-лесна от всякога, благодарение на всички ресурси, достъпни онлайн. Можете да намерите безброй ръководства за хардуер и софтуер на Arduino в мрежата, а самият хардуер е достъпен и достъпен за хора от всички сфери на живота. Но какво се случва, ако искате да напишете своя код, преди да се ангажирате с закупуването на хардуер на Arduino?

Тук се намесва симулацията на Arduino. Предлагайки страхотен инструмент за обучение и създаване на прототипи, един добър симулатор на Arduino ще ви служи добре, когато искате да тествате код, без да използвате хардуер.

Най-добрите (безплатни) Arduino емулатори/симулатори онлайн

В истинския дух на отворен код на Arduino, много от инструментите за симулатор, достъпни онлайн, са безплатни за използване. Нека разгледаме три от най-добрите безплатни симулатори на Arduino. Има много страхотни проекти на Arduino за начинаещи достъпни онлайн, за да започнете.

Wokwi Online Arduino и ESP32 симулатор

Онлайн симулаторът на Arduino и ESP32 на Wokwi е невероятно лесен за използване инструмент, предлагащ много свобода при създаване на вашите схеми. Инструментът работи изключително във вашия браузър, с широк набор от компоненти на Arduino, достъпни за игра, включително бутони, дисплеи и множество сензори.

Едно от основните предимства на Wokwi е, че ви позволява да избирате I/O щифтовете, които искате за всеки от вашите компоненти. Той също така включва всички най-популярни и често срещани Arduino платки, за да осигури точно изживяване.

Схеми на Autodesk Tinkercad

Онлайн симулаторът на вериги Tinkercad Circuits на Autodesk не е толкова изчерпателен, колкото Wokwi, що се отнася до компонентите, но интерфейсът е по-модерен и по-лесен за използване. Само няколко микроконтролерни платки се предлагат с Tinkercad Circuits, което прави инструмента най-добър за тези, които използват Arduino Uno платки.

SimulIDE

SimulIDE е единственият Arduino симулатор в този списък, който трябва да бъде инсталиран на вашия компютър. Софтуерът е достъпен безплатно за Windows, macOS и Linux, което го прави също толкова лесен за достъп, колкото Wokwi и Tinkercad Circuits.

Този софтуер има потребителски интерфейс от старата школа, който може да изглежда смущаващ в началото. След като преминете през това обаче, SimulIDE е отличен симулатор на Arduino с един от най-изчерпателните набори от компоненти, налични в инструмент като този.

Как да симулираме Arduino схема и код

Всеки от тези симулатори на Arduino работи доста подобно, но си струва да ги проучите всички, за да получите представа кой е най-добрият за вас. За да запазим нещата справедливи, ще използваме един и същ код и хардуер с всеки от симулаторите: стандартният пример за Blink, който идва с Arduino IDE.

Как да използвате Wokwi за създаване на Arduino верига

Насочете се към Уеб сайт на Wokwi и превъртете надолу началната страница, за да намерите Започни от нулата раздел. Изберете Ардуино Уно за да създадете нов проект с него (или избраната от вас дъска) предварително зареден.

В прозореца Симулация щракнете върху синята икона "+" и изберете LED от списъка. Отидете отново в същото меню и добавете a Резистор към проекта.

Кликнете върху Arduino GND щифт и плъзнете новия проводник към левия крак на светодиода. Следвайте това, като щракнете щифт 13 на Arduino и го свържете към единия край на резистора. Свържете другия край на резистора към десния крак на светодиода.

Сега е време да добавите кода. Изтрийте кодовия шаблон, зареден с новия проект, и поставете примерния код на Blink в полето.

След като приключите, можете да щракнете върху зеления бутон за възпроизвеждане (стрелка надясно), за да стартирате вашата симулация. Вашият светодиод трябва да мига и да се изключва.

Как да използвате Tinkercad Circuit за създаване на Arduino Circuit

Насочете се към Autodesk Tinkercad Circuit уебсайт и влезте или създайте нов акаунт, за да започнете. След като имате достъп до таблото за управление, превъртете надолу страницата и изберете Създайте своя първи дизайн на вериги в раздел Вериги.

Сега ще видите празно платно и списък с компоненти от дясната страна. Превъртете надолу в списъка или потърсете „Arduino“ и изберете Arduino Uno R3 опция от списъка, за да го добавите към платното. Направете същото, за да добавите LED и а резистор към платното.

Кликнете върху Arduino GND щифт и плъзнете жицата към левия крак на светодиода. След това щракнете щифт 13 на Arduino и плъзнете проводника до най-близкия крак на резистора. Свържете другия край на резистора към десния крак на светодиода.

Tinkercad Circuits работи както с блоково, така и с кодово програмиране. За тази демонстрация използваме код, но вие можете да накарате това да работи и с блокове, ако желаете. Кликнете Код вдясно на екрана и изберете Текст от падащото меню. Поставете кода в това поле и натиснете Стартирайте симулацията за да видите кода в действие.

Как да използвате SimulIDE за създаване на Arduino верига

За разлика от Tindercad Circuits и Wokwi, SimulIDE е приложение за изтегляне. Насочете се към Уебсайт на SimulIDE, изтеглете най-новата версия за вашата операционна система, разопаковайте файла и стартирайте EXE файла вътре.

Все още не сме напълно готови да започнем. Наред със самия SimulIDE, вие също трябва да изтеглите наследена версия на Arduino IDE. Arduino IDE 1.8.19, за да бъдем точни. Насочете се към Уебсайт на Arduino, изтеглете zip версията за вашата операционна система и я разопаковайте.

Стартирайте SimulIDE и изберете Нов файл икона над дясното платно. След това изберете Настройки зъбно колело вляво от иконата за нов файл, щракнете върху Настройки на компилатораи се уверете, че Ардуино се избира от падащото меню на устройствата. Задайте Пътя на инструмента към изтеглената от вас директория Arduino IDE. В нашия случай това е F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Сега е време да добавите малко хардуер. Намерете Ардуино Уно, ан LEDи а резистор от списъка вляво на екрана и ги плъзнете в лявото платно. Подобно на другите вериги, свържете GND щифт на Arduino към земния крак на светодиода. Свържете се щифт 13 на Arduino към единия край на резистора, а другия край на резистора към свободния крак на светодиода.

Поставете кода в дясното платно. Оттук щракнете върху Отстраняване на грешки икона над дясното платно, запазете файла с ново име и изчакайте процесът да завърши. Кликнете върху Бягайте до точка на прекъсване икона над дясното платно, за да стартирате симулацията.

Кой симулатор на Arduino е най-добър за вас?

Както можете да видите, изграждането на верига в Wokwi, Tinkercad Circuits или SimulIDE е подобен процес. Всеки от тези инструменти обаче се откроява по различни причини и процесът, през който току-що преминахме, улеснява виждането на силните им страни.

• Уокви: Лек, лесен за използване и подкрепен от ентусиазирана общност, Wokwi е добър избор за всеки, който започва със симулацията на Arduino. Неговият списък с части не е толкова изчерпателен, колкото SimulIDE, но има всичко необходимо за създаване на сложни Arduino вериги без никакъв хардуер.
• Вериги на Tinkercad: Благодарение на поддръжката на Autodesk, Tinkercad Circuits е гладък и модерен и получава редовни актуализации. Той няма много широка колекция от компоненти, но включва предварително направени проекти и блоково програмиране, което го прави чудесен за нови потребители. Tinkercad Circuits работи дори в мобилни браузъри.
• SimulIDE: Въпреки че е предизвикателство за настройка, малко симулатори на микроконтролери могат да се сравнят със SimulIDE. Със стотици компоненти, изчерпателни опции за настройки и точен инструмент за отстраняване на грешки, този инструмент е в състояние да изпълнява сложни проекти като Ръчна видео игра Arduino.

Започнете с програмирането на Arduino

Ако нямате Arduino под ръка, използването на един от тези симулатори е чудесен начин да започнете да се учите да програмирате такъв и да планирате електронен проект.

Arduinos са страхотен инструмент за всеки начинаещ програмист или производител. Те са лесни за използване, достъпни и много забавни, а на сайта MakeUseOf има много статии, които да ви помогнат да започнете. Независимо дали искате да направите преносима игрова конзола или настолен термометър, струва си да започнете с мечтите си за Arduino днес.