Что делать, если у вас под рукой нету платы Arduino UNO, или любой другой Arduino. А у вас есть свежая идея или написанный алгоритм. Не беда, эмулятор ардуино поможет вам решить данную проблему. Достаточно будет сымитировать работу той или иной платы. Есть только большое НО. Виртуальная программа никогда не заменит реальную плату. Так что рекомендую эмулировать с пониманием, что не все процессы могут пойти гладко.
Из этой статьи вы узнаете:
Здравствуйте, друзья! Я очень рад приветствовать вас на страницах блога. Если вы наткнулись на эту статью, вероятно у вас под рукой нет устройства, и вы хотите попробовать отладить свой скетч.
Я понимаю, что сейчас куча магазинов, можно купить всё что угодно. Но к сожалению не все имеют возможность сразу приобрести электронную плату. Я не исключение, так как живу в Краснодарском крае, в городе Армавире. И купить плату я могу только через .
Совершенно недавно я случайно наткнулся на новую разработку — микроконтроллер под управлением . Самый сок заключается в том, что достаточно просто написать в текстовом файлике небольшой скрипт с нужными библиотеками, закидываете в мозг процессора и вуаля!
Имя этому проекту MicroPython . В России он не популярен. К сожалению невозможно купить. Можно заказать только в буржуйских магазинах. Но это достаточно дорого. Жалко, но что поделать.
Вот такая миниатюрка:
Американцы идут далеко вперёд. Может есть нечто подобное в России? Я чего-то не знаю? Напишите в комментариях...
Из эмуляторов я нашёл в интернете две программы — Virtual BreadBoard и AutoDesk Circuit.
Virtual BreadBoard
Данная программа выпущена самой компанией в 2015 году. В ней вы можете смоделировать схему совместимую с основной платой и шильдами. Написать код и опробовать на модели.
Теперь, я взял в руки мышку, скачал программу VBB версии 5.57 .
Вот такое у нас получается окошечко:
Что вы можете сделать в этом эмуляторе?
- С её помощью можно написать код для отладки программы;
- Можно собрать схему для испытаний и наладки;
- Virtual BreadBoard может эмулировать несколько компонентов и контроллеров Arduino.
Все созданные проекты могут работать автономно в этом конструкторе. Можете применять кучу элементов для построения своих электрических схем.
Все программы проходят обработку предпроцессором, потом компилируются в код.
Программа на борту у себя имеет:
- Компилятор;
- Редактор кода;
- Плату для ввода\вывода;
- Программный клиент;
- Модуль передачи прошивки на Arduino;
Autodesk Circuits
Есть ещё один не менее интересный онлайн эмулятор для Arduino. Маленькая деталь заключается в том, что всё на английском языке. Но когда это останавливало хорошего программиста. Ловите официальный сайт .
В веб-браузере без паяльника проводов и плат можете спокойно собирать схемы и обкатывать ваш код.
Можно накидывать различные компоненты из элементной базы к .
В бесплатной версии все ваши платы будут находиться в открытом доступе, то есть ваши проекты будут светиться у всех.
Есть другой вариант, платный — 25 $ в месяц, вам выделяют сервер для творчества. Я так думаю, в большей степени сервис нужен для проектировщиков.
Я лично предпочитаю всё делать на реальной плате, с реальным отладчиком, с реальными железками.
На эмуляторе никогда не будет идеальной модели. Как она будет работать на самом деле?
Но, моя задача выполнена, я нашёл возможные эмуляторы и рассказал об этом вам. Если я что-то не обозначил, пишите в комментариях, я исправлю.
До встречи в следующих статьях.
С уважением, Гридин Семён
Программа для электрических схем — это инструмент, используемый инженерами, для создания электронных схем с целью расчета и тестирования изделий на этапах проектирования, производства, а также эксплуатации. Точное отображение параметров производится при помощи масштаба. Каждый элемент имеет свое обозначение в виде символов, соответствующих ГОСТу.
Программа для электрических схем: зачем мне это нужно?
При помощи программы для электрических схем можно строить точные чертежи, а затем сохранять их в электронном виде или распечатывать.
ВАЖНО! Почти во всех программах для рисования схем есть готовые элементы в библиотеке, потому вручную их можно не чертить.
Такие программы бывают платными и бесплатными. Первые характеризуются большой функциональностью, их возможности значительно шире. Существуют даже целые автоматизированные системы проектирования САПР, которые успешно используются инженерами во всем мире. С применением программ для черчения схем работа не только полностью автоматизированная, а и предельно точная.
Бесплатные программы уступают по функциональным возможностям платному софту, однако с их помощью можно реализовать проекты начальной и средней сложности.
Программное обеспечение позволяет упростить работу и сделать ее более эффективной. Мы подготовили перечень популярных программ для создания схем, используемых специалистами во всем мире. Но для начала давайте разберемся, что собой представляют схемы и каких видов они бывают.
Программы: для каких схем предназначены?
Схема представляет собой конструкторский документ графического типа. На нем размещены в виде условных обозначений составляющие компоненты устройства и связи между ними.
Схемы являются частью комплекта конструкторской документации. В них содержатся данные, необходимые для проектирования, производства, сборки, регулирования, использования прибора.
Когда нужны схемы?
- Процесс проектирования. Они позволяют определить структуру разрабатываемого изделия.
- Процесс производства. Дают возможность продемонстрировать конструкцию. На их базе разрабатывается технологический процесс, способ монтажа и контроля.
- Процесс эксплуатации. При помощи схем можно определить причину поломки, правильный ремонт и техническое обслуживание.
Виды схем по ГОСТу:
- кинематические;
- газовые;
- энергетические;
- пневматические;
- гидравлические;
- электрические;
- комбинированные;
- оптические;
- деления;
- вакуумные.
В какой программе лучше работать?
Существует огромное количество платных и бесплатных программ для разработки электрических чертежей. Функционал у всех одинаковый, за исключением расширенных возможностей у платных.
Visio
QElectro Tech
sPlan
Visio
Плюсы QElectro Tech
- экспорт в формате png, jpg, bmp или svg;
- проверка работоспособности электрических цепей;
- легко создавать схемы электропроводки, благодаря наличию обширной библиотеки;полностью на русском языке.
Минусы QElectro Tech
- функционал ограниченный;
- создание схемы сети начальной и средней сложности.
- Этапы работы
Простой интерфейс. Коллекция фигур для сборки электрических схем располагается слева в главном окне. В правой стороне находится рабочая область.
- Создать новый документ.
- Перетащить при помощи мышки в рабочую область необходимое количество элементов для создания и симуляции желаемого результата.
- Соединить детали между собой. Соединения автоматически преобразуются в горизонтальные и вертикальные линии.
- Сохранить файл с расширением qet.
Есть функция постройки собственных элементов и сохранения в библиотеке. Фигуры можно использовать в других проектах. Софт на русском языке. Программа подходит для Linux и Windows.
sPlan
Программа для построения электронных и электрических схем, рисования плат. При переносе элементов из библиотеки их можно привязывать к сетке координат. Софт простой, но позволяет создавать чертежи и рисунки разной сложности.
Фото 3 - Процесс составления схемы в sPlan
Задача sPlan заключается в проектировании и разработке электронных принципиальных схем. Для упрощения работы разработчик предусмотрел обширную библиотеку с геометрическими заготовками обозначений электронных элементов. Есть функция создания элементов и сохранения их в библиотеке.
Этапы работы:
- Создать новый документ.
- Из библиотеки элементов перетащить необходимые. Фигуры можно группировать, поворачивать, копировать, вырезать, вставлять и удалять.
- Сохранить.
Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные (виды лицензий мы рассмотрим ниже). Уверены, что созданный нами краткий обзор поможет из разнообразия программных продуктов выбрать ПО, наиболее оптимальное для поставленной задачи. Начнем с бесплатных версий.
Бесплатные
Прежде, чем перейти к описанию программ кратко расскажем о бесплатных лицензиях, наиболее распространены из них следующие:
- Freeware – приложение не ограничено по функциональности и может использоваться в личных целях без коммерческой составляющей.
- Open Source – продукт с «открытым кодом», в который допускается вносить изменения подстраивая ПО под собственные задачи. Возможны ограничения на коммерческое использование и платное распространение внесенных модификаций.
- GNU GPL – лицензия практически не накладывающая на пользователя никаких ограничений.
- Public domain – практически идентична с предыдущим вариантом, на данный тип лицензии закон защиты авторских прав не распространяется.
- Ad-supported – приложение полностью функционально, содержит в себе рекламу других продуктов разработчика или других компаний.
- Donationware – продукт распространяется бесплатно, но разработчик предлагает внести пожертвования на добровольной основе для дальнейшего развития проекта.
Получив представление о бесплатных лицензиях можно переходить к ПО, распространяемому на таких условиях.
Microsoft Visio
Это простой в управлении, но в то же время весьма удобный редактор векторной графики, обладающий богатым функциональным набором. Несмотря на то, что основная социализация программы визуализация информации с приложений MS Office, ее вполне можно использовать для просмотра и распечатки радиосхем.
MS выпускает три платных версии, отличающихся функциональным набором и бесплатную (Viewer), которая интегрируется в браузер IE и позволяет с его помощью осуществлять просмотр файлов, созданных в редакторе. К сожалению, для редакции и создания новых схем потребуется приобрести полнофункциональный продукт. Заметим, что даже в платных версиях среди базовых шаблонов нет набора для полноценного создания радиосхем, но его несложно найти и установить.
Недостатки бесплатной версии:
- Недоступны функции редактирования и создания схем, что существенно снижает интерес к этому продукту.
- Программа работает только с браузером IE, что также создает массу неудобств.
Компас-Электрик
Данная ПО является приложением к САПР российского разработчика «АСКОН». Для ее работы требуется установка среды КОМПАС-3D. Поскольку это отечественный продукт, в нем полностью реализована поддержка принятых России ГОСТов, и, соответственно, нет проблем с локализацией.
Приложение предназначено для проектирования любых видов электрооборудования и создания к ним комплектов конструкторской документации.
Это платное ПО, но разработчик дает 60 дней на ознакомление с системой, в течение этого времени ограничения по функциональности отсутствуют. На официальном сайте и в сети можно найти множество видео материалов, позволяющих детально ознакомиться с программным продуктом.
В отзывах многие пользователи отмечают, что в системе имеется масса недоработок, которые разработчик не спешит устранять.
Eagle
Данное ПО представляет собой комплексную среду, в которой можно создать как принципиальную схему, так и макет печатной платы к ней. То есть, расположить на плате все необходимые элементы и выполнить трассировку. При этом, она может быть выполнена как в автоматическом, так и ручном режиме или путем комбинации этих двух способов.
В базовом наборе элементов отсутствуют модели отечественных радиокомпонентов, но их шаблоны могут быть скачены в сети. Язык приложения – Английский, но локализаторы, позволяющие установить русский язык.
Приложение является платным, но возможность его бесплатного использования со следующими функциональными ограничениями:
- Размер монтажной платы не может превышать размера 10,0х8,0 см.
- При разводке можно манипулировать только двумя слоями.
- В редакторе допускается работа только с одним листом.
Dip Trace
Это не отдельное приложение, а целый программный комплекс, включающий в себя:
- Многофункциональный редактор для разработки принципиальных схем.
- Приложение для создания монтажных плат.
- 3D модуль, позволяющий проектировать корпуса для созданных в системе приборов.
- Программу для создания и редактирования компонентов.
В бесплатной версии программного комплекса, для некоммерческого использования, предусмотрены небольшие ограничения:
- Монтажная плата не более 4-х слоев.
- Не более одной тысячи выводов с компонентов.
В программе не предусмотрена русская локализация, но ее, а также описание всех функций программного продукта можно найти в сети. С базой компонентов также нет проблем, в изначально их около 100 тыс. На тематических форумах можно найти созданные пользователями базы компонентов, в том числе и под российские ГОСТы.
1-2-3 схема
Это полностью бесплатное приложение, позволяющее укомплектовать электрощиты Хагер (Hager) одноименным оборудованием.
Функциональные возможности программы:
- Выбор корпуса для электрощита, отвечающего нормам по степени защиты. Выборка производится из модельного ряда Hager.
- Комплектация защитным и коммутационным модульным оборудованием того же производителя. Заметим, что в элементной базе присутствуют только сертифицированные в России модели.
- Формирование конструкторской документации (однолинейной схемы, спецификации, отвечающей нормам ЕСКД, отрисовка внешнего вида).
- Создание маркеров для коммутирующих устройств электрощита.
Программа полностью локализована под русский язык, единственный ее недостаток, что в элементной базе присутствует только электрооборудование компании-разработчика.
Autocad Electrical
Приложение на базе известной САПР Autocad, созданное для проектирования электросхем и создания для них технической документации в соответствии с нормами ЕСКД.
Изначально база данных включает в себя свыше двух тысяч компонентов, при этом, их условно графические обозначения отвечают действующим российским и европейским стандартам.
Данное приложение платное, но имеется возможность в течение 30-ти дней ознакомиться с полным функционалом базовой рабочей версии.
Эльф
Данное ПО позиционируется в качестве автоматизированного рабочего места (АРМ) для проектировщиков-электриков. Приложение позволяет быстро и корректно разработать, практически, любой чертеж для электротехнических проектов с привязкой к плану помещений.
Функционал приложения включает в себя:
- Расстановку УГО при проектировании электросетей, проложенных открыто, в трубах или специальных конструкциях.
- Автоматический (с плана) или руной расчет силовой схемы.
- Составление спецификации в соответствии с действующими нормами.
- Возможность расширения базы элементов (УГО).
В бесплатной демонстрационной версии отсутствует возможность создания и редактирование проектов, их можно только просмотреть или распечатать.
Kicad
Это полностью бесплатный программный комплекс с открытым кодом (Open Source). Данное ПО позиционируется в качестве системы сквозного проектирования. То есть, можно разработать принципиальную схему, по ней создать монтажную плату и подготовить документацию, необходимую для производства.
Характерные особенности системы:
- Для разводки платы допускается применение внешних трассировщиков.
- В программу встроен калькулятор печатной платы, размещение на ней элементов можно выполнить автоматически или вручную.
- По завершению трассировки система генерирует несколько технологических файлов (например, для фотоплоттера, сверлильного станка и т.д.). При желании можно добавить логотип компании на печатную плату.
- Система может создать послойную распечатку в нескольких популярных форматах, а также сгенерировать список используемых в разработке компонентов для формирования заказа.
- Имеется возможность экспорт чертежей и других документов в форматы pdf и dxf.
Заметим, что многие пользователи отмечают непродуманность интерфейса системы, а также тот факт, что для освоения ПО требуется хорошо изучить документацию к программе.
TinyCAD
Еще одно бесплатное приложение с открытым кодом, позволяющее создавать чертежи принципиальных схем и имеющее функции простого редактора векторной графики. В базовом наборе содержится сорок различных библиотек компонентов.
TinyCAD – простой редактор для принципиальных схем
В программе не предусмотрена трассировка печатных плат, но имеется возможность экспортировать список соединений в стороннее приложение. Экспорт производится с поддержкой распространенных расширений.
Приложение поддерживает только английский язык, но благодаря интуитивному меню проблем с освоением не возникнет.
Fritzing
Бесплатная среда разработки проектов на базе Arduino. Имеется возможность создания печатных плат (разводку необходимо делать вручную, поскольку функция автотрассировки откровенно слабая).
Следует заметить, что приложение «заточено» для быстрого создания набросков, позволяющих объяснить принцип работы проектируемого прибора. Для серьезной работы у приложения слишком мала база элементов и сильно упрощенное составление схемы.
123D Circuits
Это веб-приложение для разработки Arduino-проектов, с возможностью программирования устройства, симуляции и анализа его работы. В типовом наборе элементов присутствуют только основные радио-компоненты и модули Arduino. При необходимости пользователь может создать новые компоненты и добавить их в базу. Примечательно, что разработанную печатную плату можно заказать, непосредственно, в онлайн-сервисе.
В бесплатной версии сервиса нельзя создавать свои проекты, но можно просматривать чужие разработки, находящиеся в открытом доступе. Для полноценного доступа ко всем возможностям необходимо оформить подписку ($12 или $24 в месяц).
Заметим, что из-за бедного функционала виртуальная среда разработки вызывает интерес только у начинающих. Многие из тех, кто пользовался сервисом, обратили внимание на тот факт, что результаты симуляции расходятся с реальными показателями.
XCircuit
Бесплатное мультиплатформенное приложение (лицензия GNU GPL) для быстрого создания принципиальных схем. Функциональный набор минимальный.
Язык приложения – английский, программа не воспринимает русские символы. Также следует обратить внимание на нетипичное меню, к которому необходимо привыкнуть. Помимо этого контекстные подсказки выводятся на панель состояния. В базовый набор элементов входят УГО только основных радиодеталей (пользователь может создать свои элементы и добавить их).
CADSTAR Express
Это демонстрационная версия одноименной САПР. Функциональные ограничения коснулись лишь числа элементов, используемых в схеме разработки (до 50 шт) и количеств контактов (не более 300), что вполне достаточно для небольших радиолюбительских проектов.
Программа состоит из центрального модуля, в которых входит несколько приложений позволяющих разработать схему, создать для нее плату и подготовить пакет технической документации.
В базовый набор входит более 20 тыс. компонентов, дополнительно можно загрузить с сайта разработчика дополнительные библиотеки.
Существенным недостатком системы является отсутствие поддержки русского языка, соответственно, все техническая документация также представлена в сети на английском.
QElectroTech
Простое удобное и бесплатное (FreeWare) приложения для разработки электрических и электронных схем-чертежей. Программа является обычным редактором, никаких специальных функций в ней не реализовано.
Язык приложения – английский, но для него имеется русская локализация.
Платные приложения
В отличие от ПО, распространяемого по бесплатным лицензиям, коммерческие программы, как правило, обладают значительно большим функционалом, и поддерживаются разработчиками. В качестве примера мы приведем несколько таких приложений.
sPlan
Простая программа-редактор для черчения электросхем. Приложение комплектуется несколькими библиотеками компонентов, которые пользователь может расширять по мере необходимости. Допускается одновременная работа с несколькими проектами, путем их открытия в отдельных вкладках.
Чертежи, сделанные программой, хранятся в виде файлов векторной графики собственного формата с расширением «spl». Допускается конвертация в типовые растровые форматы изображения. Имеется возможность печати больших схем на обычном принтере А4-го формата.
Официально приложение не выпускается в русской локализации, но существуют программы, позволяющие русифицировать меню и контекстные подсказки.
Помимо платной версии предусмотрены две бесплатных реализации Demo и Viewer. В первой нет возможности сохранить и распечатать нарисованную схему. Во второй предусмотрена только функция просмотра и печати файлов формата «spl».
Eplan Electric
Многомодульная масштабируемая САПР для разработки электротехнических проектов различной сложности и автоматизации процесса подготовки конструкторской документации. Данный программный комплекс сейчас позиционируется в качестве корпоративного решения, поэтому для рядовых пользователей он будет не интересен, особенно если принять в учет стоимость ПО.
Target 3001
Мощный САПР комплекс, позволяющий разрабатывать электросхемы, трассировать печатные платы, моделировать работу электронных устройств. Онлайн библиотека компонентов насчитывает более 36 тыс. различных элементов. Данная CAD широко применяется в Европе для трассировки печатных плат.
По умолчанию устанавливается английский язык, имеется возможность установить меню на немецком или французском, официально русской локализации нет. Соответственно, вся документация представлена только на английском, французском или немецком языке.
Стоимость самой простой базовой версии около 70 евро. За эти деньги будет доступна трассировка двух слоев на 400 выводов. Стоимость нелимитированной версии в районе 3,6 тыс. евро.
Micro-Cap
Приложение для моделирования цифровых, аналоговых и смешанных схем, а также анализа их работы. Пользователь может создать в редакторе электрическую цепь и задать параметры для анализа. После это по одному клику мышки система автоматически чего произведет необходимые расчеты и выдаст результаты для изучения.
Программа позволяет установить зависимость параметров (номиналов) элементов от температурного режима, освещенности, частотных характеристик и т.д. Если в схеме присутствуют анимированные элементы, например, светодиодные индикаторы, то их состояние будут корректно отображаться, в зависимости от поступающих сигналов. Имеется возможность при моделировании «подключать» к схеме виртуальные измерительные приборы, а также отслеживать состояние различных узлов устройства.
Стоимость полнофункциональной версии около $4,5 тыс. Официальной русской локализации приложения не существует.
TurboCAD
Данная САПР платформа включает в себя множество инструментов, для проектирования различных электрических устройств. Набор специальных функций позволяет решать инженерно-конструкторские задачи любого уровня сложности.
Отличительные особенности – тонкая настройка интерфейса под пользователя. Множество справочной литературы, в том числе и на русском языке. Несмотря на отсутствие официальной поддержки русского языка, для платформы имеются русификаторы.
Для рядовых пользователей приобретение платной версии программы с целью разработки электросхем для любительских устройств, будет нерентабельно.
Designer Schematic
Приложение для создания электросхем с использованием радиоэлементов производства Digi-Key. Основная особенность данной системы заключается в том, что в редакторе для построения схем, может использовать механическое проектирование.
Базы данных компонентов можно в любой момент проверить на соответствие и при необходимости произвести обновление прямо с сайта производителя.
Система не имеет собственного трассировщика, но список соединений может быть загружен в стороннюю программу.
Имеется возможность импорта файлов из популярных САПР.
Ориентировочная стоимость приложения около $300.
Можно ли заниматься ардуино проектами без самой платы Arduino? Оказывается, вполне. Благодаря многочисленным онлайн сервисам и программам, которые имеют свое название: эмулятор или симулятор Arduino. Самыми популярными представителями таких программ являются системы Tinkercad от Autodesc, Virtual BreadBoard, Proteus, PSpice, Fritizing и российская FLProg . Также удобную представляют сами разработчики платформы. В этой статье мы рассмотрим один из самых крупных и удобных эмуляторов для начинающих: Tinkercad Circuits Arduino .
Давайте сразу договоримся, что в статье мы будем использовать оба этих термина, хотя их значение вовсе не идентично. Симулятором называют устройство или сервис, имитирующие определенные функции другой системы, но не претендующим на создание точной копии. Это некоторая виртуальная среда, в которой мы просто моделируем другую систему. Эмулятор – это полноценный аналог, способный заменить оригинал. Например, Tinkercad симулирует работу электронных схем и контроллера, но при этом он является эмулятором ардуино, реализуя практически все базовые функции Arduino IDE – от среды редактирования и компилятора до монитора порта и подключения библиотек.
С помощью этого класса программ можно не только рисовать электронные схемы, но и виртуально подключать их к электрической цепи с помощью встроенного симулятора. В режиме реального времени можно наблюдать за поведением схемы, проверять и отлаживать ее работоспособность. Если в такой симулятор добавить виртуальнyю плату Arduino, то можно отследить поведение схемы и в ардуино-проектах. Для отладки скетчей во многих известных сервисах присутствует также возможность загрузки настоящих скетчей, которые “загружаются” в модель и заставляют вести схему с подключенными элементами так же, как и со включенной реальной платой. Таким образом, мы сможем эмулировать работу достаточно сложных проектов без физического подключения Arduino, что существенно ускоряет разработку.
Tinkercad для ардуино
После выполнения команды вы сразу же перейдете в режим редактирования схемы, не вводя названия. Имя для схемы формируется автоматически.
- Чтобы изменить название схемы и отредактировать ее свойства нужно перейти в режим просмотра списка схем, навести на область с названием схемы и нажать на иконку «Настройки». Откроется окно, в котором вы сможете отредактировать параметры.
- Для удаления схемы надо в том же режиме выбрать в настройках команду «Удалить».
- Для просмотра краткой информации о схеме нужно просто щелкнуть на ней
- Для перехода в режим редактирования нужно навести курсор мышки и выбрать появившуюся команду «Изменить».
Все изменения в процессе редактирования схемы сохраняются автоматически.
Описание интерфейса Тинкеркад в режиме редактирования
Нажав на команду «Изменить» мы попадаем в режим редактирования схемы. С помощью удобного и простого графического интерфейса можно нарисовать желаемую электрическую схему. Мы можем выделять, переносить объекты, удалять их привычным всем способом с помощью мыши.
В режиме редактирования рабочее окно сервиса поделено на две половины: снизу расположена панель с закладками – это библиотека компонентов. Над ней находится область визуального редактирования схемы с панелью инструментов и пространством, на котором будет размещена схема.
На полосе инструментов в верхней части слева находятся основные команды:
- Повернуть элемент
- Удалить
- Масштабировать по размерам экрана
- Отмена
- Повтор
Кнопки в правой части панели:
В целом интерфейс достаточно прост, не перегружен лишними элементами и интуитивно понятен. Практически любые операции можно выполнить «на ощупь».
Создание схемы в Tinkercad шаг за шагом
В большинстве случае для работы с проектами Arduino выполняется следующий алгоритм действий:
- Создаем новую схему или открываем существующую для редактирования.
- Используя визуальный редактор, создаем схему (в нашем случае, с включением платы Arduino Uno).
- Готовим скетч в редакторе кода и загружаем его в виртуальный контроллер.
- Запускаем режим симуляции, при которой плата виртуально подключается к источнику питания и схема начинает работать. Вносим начальные данные для датчиков и наблюдаем реакцию схемы, как визуально, так и на виртуальном мониторе порта внутри самого сервиса.
Давайте рассмотрим каждый из шагов подробнее.
Первый шаг. Создаем схему Circuit
Будем считать, что проект мы уже создали описанным выше способом. Переходим в него и нажимаем на кнопку Create, выбирая тип – Circuit. После этого шага открывается визуальная среда редактирования, в которой мы сможем как нарисовать схему, так и написать и отладить скетч ардуино.
Подготовка электронной схемы
Создавая схему, мы выполняем такой порядок действий:
- Выбираем нужные компоненты из библиотеки компонентов внизу экрана и размещаем их в поле редактора.
- Соединяем компоненты с помощью виртуальных проводников, рисуя их мышкой.
- Редактируем параметры компонентов (например, величину сопротивления у резисторов или цвет проводов).
Операция выбора из библиотеки достаточно проста. Список элементов находится внизу. Выбрав элемент, мы кликаем на нем, затем перемещаем в нужное место на схеме и кликаем повторно. Окно со списком компонентов можно скрыть или показать, нажимая на переключатель «Components» в панели инструментов.
Для работы нам доступно множество уже готовых элементов, от резистора и батарейки до модулей Arduino. Для удобства навигации все элементы разбиты на три вкладки:
- Basic Components. Основные компоненты
- Allcomponents. Все доступные компоненты
- Starters. Готовые предустановленные схемы
Самой интересной для нас сейчас является третья закладка – Starters. Создатели сервиса подготовили несколько готовых схем, которые мы можем сразу же подгрузить в проект и редактировать на свое усмотрение.
Найдите в списке любую схему с Arduino и кликните на нее. После повторного клика элементы схемы будут размещены в области редактирования. Давайте для примеры выберем схему трехнопочного музыкального инструмента. Разместив ее, мы увидим на экране следующее:
Если схема не влезает в экран – выполните масштабирование (нажмите на кнопку масштаба на панели инструментов).
Кликнув на разъем ардуино или ножки электронных компонентов, можно «припаять» к ней провод, который щелчками мышки мы протягиваем по всей нашей плате до желаемой точки.
Углы провода красиво скругляются, есть возможность выравнивать провод по вертикали или горизонтали (появлении синих линий подскажет нам вертикаль и горизонт соответственно). Для отмены установки провода нужно нажать на Esc или мышкой нажать на соответствующую иконку на панели инструментов.
Нажав на компонент, мы можем отредактировать его свойства.
Третий шаг. Программируем скетч виртуального Arduino
Все инструменты для редактирования кода становятся доступны после перехода в соответствующий режим при нажатии на кнопку «Code Editor» в верхней панели.
В режиме редактирования кода нам доступны следующие варианты действий:
- Загрузить скетч в «виртуальный контроллер» и запустить симулятор.
- Переключение в визуальный редактор кода типа Scratch.
- Переключение в текстовый редактор кода.
- Подключение библиотек.
- Скачать код на свой компьютер в виде файла с расширением.ino (скетч ардуино).
- Запустить отладчик с возможностью создания точек остановок и мониторингом состояний переменных.
- Отобразить или скрыть окно монитора.
По сути, перед нами полноценная среда разработки, обладающая пусть и достаточно скромным, но вполне достаточным для большинства случаев набором инструментов. А наличие в одной среде визуального режима и механизмов отладки делает данный сервис по-настоящему уникальным и крайне удобным для новичков.
Четвертый шаг. Запускаем симулятор ардуино
Есть два способа запуска симулятора. Первый – нажать на кнопку «Start Simulation» в верхней панели. Второй – использовать кнопку Upload&Run в режиме редактирования кода.
В обоих случаях для остановки работы симулятора нужно просто еще раз нажать на верхнюю кнопку (в режиме симуляции надпись изменится на «Stop Simulation»).
Что происходит во время симуляции? А практически то же, что и при подключении питания к реальной схеме. Лампочки горят, из пьезоизлучателя издаются звуки, двигатели крутятся. Мы можем отслеживать текущие показатели (напряжение, ток) с помощью инструментов мониторинга. А можем сами создавать внешние сигналы, подавая на датчики необходимые значения и отслеживать потом реакцию программы. Например, можно задать мышкой расположение объекта до датчика расстояния, значение освещенности для фоторезистора, повернуть ручку потенциометра. Также прекрасно работают такие элементы как LCD дисплей – мы увидим выводимую информацию прямо на экране визуального компонента.
Нет смысла описывать подробно каждую из возможностей. Уверен, что любой начинающий ардуинщик надолго «залипнет» за этими инструментами и попробует все возможности самостоятельно. Очевидно, что виртуальная среда никогда не заменит реальных проектов и настоящий инженер просто обязан реализовывать свои идеи «на железе». Но вот возможность визуализировать идеи, накидать возможные варианты схемы и отладить работу скетча даже без наличия железок, в любом месте, где есть интернет – это стоит многого.
Подводя итоги
В завершении этой статьи – краткого знакомства с новым интересным сервисом Tinkercad Arduino Circuits, хотелось бы еще раз подчеркнуть его ключевые возможности: визуальный редактор схем, визуальный и текстовые редакторы кода, режим отладки, режим симуляции схем, возможность экспорта полученных скетчей и электрических схем в реальные проекты. Возможно, по отдельности каждая из этих возможностей лучше реализована в других мощных инструментах, но собранные вместе, да еще и в виде удобного, простого для освоения web-сервиса, они делают Tinkercad крайне полезным для любого, особенно начинающего, ардуинщика.
Судя по всему, сервис продолжает активно развиваться (небольшие апдейты и улучшения производятся непрерывно), так что, надеюсь, мы еще вернемся к этой теме в наших статьях.
