Arduino Simulation 101: Luo piirejä ilman laitteistoa

Työskentely Arduino-mikrokontrollerilevyjen kanssa on helpompaa kuin koskaan kaikkien verkossa saatavilla olevien resurssien ansiosta. Löydät verkosta lukemattomia Arduino-laitteisto- ja ohjelmistooppaita, ja itse laitteisto on edullinen ja kaikkien ihmisten saatavilla kaikilla elämänaloilla. Mutta mitä tapahtuu, jos haluat kirjoittaa koodisi ennen kuin sitoudut ostamaan Arduino-laitteistoa?

Tässä Arduino-simulaatio tulee käyttöön. Hyvä Arduino-simulaattori tarjoaa erinomaisen oppimis- ja prototyyppityökalun, joka palvelee sinua hyvin aina, kun haluat testata koodia ilman laitteistoa.

Parhaat (ilmaiset) Arduino-emulaattorit/simulaattorit verkossa

Arduinon todellisessa avoimen lähdekoodin hengessä monet verkossa saatavilla olevat simulaattorityökalut ovat ilmaisia. Tutkitaan kolmea parasta ilmaista Arduino-simulaattoria. Niitä on paljon upeita aloittelevia Arduino-projekteja saatavilla verkossa, jotta pääset alkuun.

Wokwi Online Arduino ja ESP32 Simulaattori

Wokwi Online Arduino ja ESP32 Simulator on uskomattoman helppokäyttöinen työkalu, joka tarjoaa runsaasti vapautta piirejä luotaessa. Työkalu toimii yksinomaan selaimessasi, ja tarjolla on laaja valikoima Arduino-komponentteja, kuten painikkeita, näyttöjä ja antureita.

Yksi Wokwin tärkeimmistä eduista on, että sen avulla voit valita haluamasi I/O-nastat kullekin komponentille. Siinä on myös kaikki suosituimmat ja yleisimmät Arduino-levyt, jotka tarjoavat tarkan kokemuksen.

Autodesk Tinkercad -piirit

Autodeskin Tinkercad Circuits -verkkopiirisimulaattori ei ole yhtä kattava kuin Wokwi komponenttien suhteen, mutta käyttöliittymä on nykyaikaisempi ja helpompi käyttää. Vain kourallinen mikrokontrollerikortteja on saatavana Tinkercad Circuits -piireillä, mikä tekee työkalusta parhaan Arduino Uno -kortteja käyttäville.

SimulIDE

SimulIDE on ainoa Arduino-simulaattori tässä luettelossa, joka on asennettava tietokoneellesi. Ohjelmisto on saatavilla ilmaiseksi Windowsissa, macOS: ssä ja Linuxissa, joten se on yhtä helppo käyttää kuin Wokwi- ja Tinkercad-piirejä.

Tällä ohjelmistolla on erittäin vanhanaikainen käyttöliittymä, joka saattaa aluksi tuntua pelottavalta. Kun kuitenkin pääset tämän ohi, SimulIDE on erinomainen Arduino-simulaattori, jossa on yksi kattavimmista komponenttivalikoimasta, joka on saatavilla tällaisessa työkalussa.

Kuinka simuloida Arduino-piiriä ja koodia

Jokainen näistä Arduino-simulaattoreista toimii melko samalla tavalla, mutta kannattaa tutustua niihin kaikkiin saadaksesi käsityksen siitä, mikä sopii sinulle parhaiten. Jotta asiat olisivat oikeudenmukaisia, käytämme samaa koodia ja laitteistoa jokaisen simulaattorin kanssa: vakio Blink-esimerkki, joka tulee Arduino IDE: n mukana.

Kuinka käyttää Wokwia Arduino-piirin luomiseen

Suuntaa kohteeseen Wokwi-verkkosivusto ja vieritä kotisivua alaspäin löytääksesi Aloittaa alusta osio. Valitse Arduino Uno luodaksesi uuden projektin, jossa se (tai valitsemasi levy) on esiladattu.

Napsauta Simulaatio-ikkunassa sinistä "+" -kuvaketta ja valitse LED luettelosta. Siirry samaan valikkoon uudelleen ja lisää a Vastus projektiin.

Napsauta Arduinoa GND pin ja vedä uusi johto LEDin vasempaan jalkaan. Seuraa tätä napsauttamalla tappi 13 Arduinossa ja liittämällä se vastuksen toiseen päähän. Liitä vastuksen toinen pää LEDin oikeaan jalkaan.

Nyt on aika lisätä koodi. Poista uuden projektin mukana ladattu koodimalli ja liitä Blink-esimerkkikoodi ruutuun.

Kun olet valmis, voit käynnistää simulaation napsauttamalla vihreää toistopainiketta (oikea nuoli). LEDin pitäisi vilkkua päälle ja pois päältä.

Kuinka käyttää Tinkercad-piiriä Arduino-piirin luomiseen

Suuntaa kohteeseen Autodesk Tinkercad Circuit ja kirjaudu sisään tai luo uusi tili aloittaaksesi. Kun pääset käyttämään kojelautaa, vieritä sivua alaspäin ja valitse Luo ensimmäinen piirisuunnittelusi Piirit-osiossa.

Näet nyt tyhjän kankaan ja luettelon komponenteista oikealla puolella. Vieritä luetteloa alas tai etsi "Arduino" ja valitse Arduino Uno R3 vaihtoehto luettelosta lisätäksesi sen kankaalle. Tee sama lisätäksesi an LED ja a vastus kankaalle.

Napsauta Arduinoa GND pin ja vedä johto LEDin vasempaan jalkaan. Napsauta seuraavaksi tappi 13 Arduinossa ja vedä johto vastuksen lähimpään jalkaan. Liitä vastuksen toinen pää LEDin oikeaan jalkaan.

Tinkercad Circuits toimii sekä lohko- että koodipohjaisen ohjelmoinnin kanssa. Tässä esittelyssä käytämme koodia, mutta voit myös saada tämän toimimaan lohkojen kanssa, jos haluat. Klikkaus Koodi näytön oikealla puolella ja valitse Teksti pudotusvalikosta. Liitä koodi tähän ruutuun ja paina Aloita simulointi nähdäksesi koodin toiminnassa.

SimulIDEn käyttäminen Arduino-piirin luomiseen

Toisin kuin Tindercad Circuits ja Wokwi, SimulIDE on ladattava sovellus. Suuntaa kohteeseen SimulIDE-sivusto, lataa käyttöjärjestelmäsi uusin versio, pura tiedosto ja suorita sisällä oleva EXE-tiedosto.

Emme ole vielä aivan valmiita aloittamaan. SimulIDEn lisäksi sinun on ladattava myös Arduino IDE: n vanha versio. Tarkemmin sanottuna Arduino IDE 1.8.19. Suuntaa kohteeseen Arduinon verkkosivusto, lataa käyttöjärjestelmäsi zip-versio ja pura se.

Käynnistä SimulIDE ja valitse Uusi tiedosto -kuvaketta oikeanpuoleisen kankaan yläpuolella. Valitse seuraavaksi asetukset napsauta Uusi tiedosto -kuvakkeen hammaspyörää Kääntäjän asetukset, ja varmista se Arduino on valittu laitteiden pudotusvalikosta. Aseta työkalupolku lataamaasi Arduino IDE -hakemistoon. Meidän tapauksessamme tämä on F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Nyt on aika lisätä laitteistoa. Etsi an Arduino Uno, an LED, ja a vastus näytön vasemmalla puolella olevasta luettelosta ja vedä ne vasemmanpuoleiselle kankaalle. Kuten muutkin piirit, kytke GND pin Arduinosta LEDin maahan. Kytkeä tappi 13 Arduinossa vastuksen toiseen päähän ja vastuksen toiseen päähän LEDin vapaaseen jalkaan.

Liitä koodi oikeanpuoleiselle kankaalle. Napsauta tästä Debug -kuvaketta oikeanpuoleisen kankaan yläpuolella, tallenna tiedosto uudella nimellä ja odota prosessin valmistumista. Klikkaa Juokse Breakpointiin -kuvaketta oikeanpuoleisen kankaan yläpuolella simulaation suorittamiseksi.

Mikä Arduino-simulaattori sopii sinulle parhaiten?

Kuten näet, piirin rakentaminen Wokwissa, Tinkercad Circuitsissa tai SimulIDEssa on samanlainen prosessi. Jokainen näistä työkaluista erottuu kuitenkin eri syistä, ja juuri käymämme prosessi helpottaa niiden vahvuuksien näkemistä.

• Wokwi: Kevyt, helppokäyttöinen ja innostuneen yhteisön tukema Wokwi on hyvä valinta kaikille, jotka aloittavat Arduino-simuloinnin. Sen osaluettelo ei ole yhtä kattava kuin SimulIDE, mutta siinä on kaikki mitä tarvitset monimutkaisten Arduino-piirien luomiseen ilman laitteistoa.
• Tinkercad-piirit: Autodesk-tukinsa ansiosta Tinkercad Circuits on liukas ja moderni, ja se saa säännöllisesti päivityksiä. Siinä ei ole kovin laajaa kokoelmaa komponentteja, mutta siinä on valmiita projekteja ja lohkoohjelmointia, mikä tekee siitä loistavan uusille käyttäjille. Tinkercad Circuits toimii jopa mobiiliselaimissa.
• SimulIDE: Vaikka asentaminen on haastavaa, harvat mikro-ohjainsimulaattorit voivat vastata SimulIDE: tä. Satojen komponenttien, kattavien asetusvaihtoehtojen ja tarkan debuggerin ansiosta tämä työkalu pystyy monimutkaisiin projekteihin, kuten esim Arduino kädessä pidettävä videopeli.

Aloita Arduino-ohjelmointi

Jos sinulla ei ole Arduinoa käsilläsi, näiden simulaattoreiden käyttäminen on loistava tapa aloittaa ohjelmoinnin oppiminen ja sähköisen projektin suunnittelu.

Arduinot ovat loistava työkalu jokaiselle aloittelevalle ohjelmoijalle tai tekijälle. Ne ovat helppokäyttöisiä, saavutettavia ja hauskoja, ja MakeUseOf-sivustolla on runsaasti artikkeleita, joiden avulla pääset alkuun. Halusitpa sitten tehdä kannettavan pelikonsolin tai pöytälämpömittarin, Arduino-unelmiesi toteuttaminen kannattaa aloittaa jo tänään.