Arduino - это электронная платформа с открытым исходным кодом, которую можно использовать для создания интерактивных проектов. Таким образом, если вам нравится возиться с Arduino, вам понадобится макетная плата, множество мелких компонентов и, конечно же, Arduino. Кроме того, если вы начинаете более одного проекта одновременно (как это делают многие из нас), вам понадобится время и немного денег. Кроме того, вам придется повозиться с множеством маленьких соединительных кабелей, чтобы воплотить свои идеи в реальность.
#
3DMART студия - услуги 3D печати, изготовление запасных частей, заказ образцов, 3D моделирование, разработка корпусов РЭА, 3D формы для настенной плитки.
#
Все эти детали могут привести к большим накладным расходам, но есть способ обойти это. Прежде чем приступить к реальной сборке, вы можете начать экспериментировать с симулятором Arduino. Хороший симулятор должен позволять вам воссоздать в цифровом виде несколько аспектов процесса:
- создать свои собственные компоненты и схемы (или импортируйте из какой-либо библиотеки)
- создать программы (эскизы) или импортировать из Arduino IDE
- имитировать взаимодействие между Arduino, интерфейсами ввода-вывода и программой
- создать платы и схемы (необязательно, но полезно)
- экспортировать платы и схемы для производства печатных плат (необязательно)
Давайте вместе разберемся, какой симулятор подходит для вашего проекта. Для каждого варианта дадим вам некоторую справочную информацию!
Microsoft Maker Code
В Microsoft Maker Code создание симуляций с использованием различных плат, включая модели Arduino, выполняется с помощью визуальных блоков, что делает его доступным даже для тех, кто ранее не имел опыта программирования. Можно также выбрать программирование на Python или JavaScript. Все в этой среде очень интуитивно понятно, и как только вы усвоите основные концепции, вы сможете создавать отличные симуляторы.
Несмотря на то, что это онлайн-платформа, вы также можете подключать физические устройства. У вас будет доступ к широкому спектру расширений для датчиков и других компонентов, которые являются отличным подспорьем при моделировании. В дополнение к самым основным функциям, есть более продвинутые расширения, которые можно найти ниже на панели, чтобы предоставить вам дополнительные функции, такие как джойстик, датчики или даже команды для поддержки USB-накопителя и флэш-памяти.
Пользовательский интерфейс довольно упрощен, отображая иллюстративную панель с анимацией слева и панель программирования блоков справа. Некоторые команды вывода отображают результаты даже без подключения Arduino или какого-либо компонента, такого как звук. Вы даже можете распечатать электронную схему подключения, чтобы облегчить физическую сборку.
- Открытый исходный код: Нет
- Лучше всего подходит для: начинающих и средних пользователей
- Специальные функции: Тестируйте различные виртуальные компоненты, удобные для начинающих
- Совместимость: Со всеми системами (на базе Интернета)
- Цена: Бесплатно
Tinkercad Circuits
Tinkercad Circuits - это бесплатный онлайн-сервис от Autodesk, который появился в 2017 году и, вероятно, является самым удобным симулятором Arduino. Вы можете легко спроектировать свои собственные схемы, создать программу в блочном или текстовом формате, а затем отладить ее.
Моделирование плат Arduino и интерфейсов ввода-вывода, а также взаимодействие с кодом работают как по маслу, и код можно загрузить и поделиться им с другими производителями.
Конечно, есть пределы. Tinkercad позволяет вам использовать любой элемент из своей библиотеки, но он не позволяет добавлять в библиотеку новые опции компонентов (модули Arduino, различные модели плат Arduino, датчики Arduino), и вы не можете изменять элементы, доступные в библиотеке. Некоторые более базовые компоненты, такие как резисторы, могут быть параметризованы, но это не вариант для микроконтроллеров, а для Arduino существует только модель Arduino Uno R3.
Если вы хотите попробовать Tinkercad, вам нужно зарегистрироваться, выбрав либо преподавателя, либо студента, либо личную учетную запись.
- Открытый исходный код: Нет
- Подходит для: начинающих и средних пользователей
- Специальные функции: Экспорт плат и схем для производства печатных плат
- Совместимость с: macOS, Windows, Linux и т.д. (веб-версия)
- Цена: Бесплатно
Wokwi
Wokwi основан на AVR8js, JavaScript-реализации 8-разрядной архитектуры AVR. На странице GitHub вы можете найти Wokwi-elements и Wokwi-playgrounds. Тут вы можете изучить примеры и смоделировать их, а также изменить эскиз и внешний вид схемы (используя файл diagram.json).
Если вы хотите сохранить (сделать копию) примера, вам нужно будет зарегистрироваться в Google или GitHub. После входа в систему вы увидите небольшое меню (в правом верхнем углу экрана) со следующими опциями: сервер Discord, Мои проекты, Клуб и Выход из системы.
Это не интерфейс перетаскивания, поэтому вам нужно будет изучить существующие примеры, скопировать их, изменить и самостоятельно проверить результаты. Как только вы это сделаете, вы сможете создать свою собственную симуляцию. Чтобы создать свою собственную схему, вам необходимо изменить файл diagram.json. Смотрите документы для получения дополнительной информации.
Продвинутые пользователи могут создавать или добавлять свои собственные детали и компоненты, а также добавлять библиотеки Arduino (нажмите на маленькую стрелку рядом со списком файлов, выберите “Создать файл...” и добавьте файлы .h или .cpp). Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете экспортировать платы и схемы для производства печатных плат.
Разработчик и сообщество проявляют большую активность, и Wokwi быстро эволюционировал. В канале Discord вы можете задавать вопросы и получать поддержку, в том числе от разработчика.
А если бесплатная версия вам не подходит, вы можете присоединиться к Wokwi Club за ~ 7 долларов в месяц, что, помимо возможности настройки, также позволяет вам сохранять конфиденциальность ваших проектов.
- Открытый исходный код: Да
- Лучше всего подходит для пользователей от среднего до продвинутого уровня
- Специальные функции: Чат Discord (онлайн-справка), репозиторий GitHub
- Совместимость с: macOS, Windows, Linux и т.д. (веб-версия)
- Цена: Бесплатно (необязательное ежемесячное пожертвование)
Virtual Breadboard & Avatar Hardware
Виртуальная макетная плата - это приложение для магазина Windows. Интерфейс удобен для пользователя, и вы можете легко создавать свои собственные схемы (с помощью инструментов перетаскивания). Вы также можете загрузить свои эскизы в шестнадцатеричном формате из Arduino IDE, Arduino Create, PlatformIO, Visual Studio и так далее.
Объем его функциональных возможностей включает в себя моделирование платы Arduino, интерфейсов ввода-вывода и взаимодействия с программами. Кроме того, вы можете экспортировать свой проект в формате SVG и KiCad. Что особенного в виртуальной макетной плате, так это включение виртуального оборудования смешанной реальности и возможность переделывать оборудование.
Симулятор немного ограничен в том смысле, что вы не можете создавать или добавлять свои собственные детали и компоненты, а также создавать свои собственные программы из программного интерфейса. И, наконец, вы не можете экспортировать платы и схемы для производства печатных плат.
- Открытый исходный код: Нет
- Лучше всего подходит для: начинающих и средних пользователей
- Специальные функции: Создание виртуального оборудования смешанной реальности, модификация оборудования
- Совместимость с: Windows
- Цена: Приложение бесплатное, аппаратное обеспечение Avatar стоит ~ 10 долларов, интерфейсные устройства - 15-60 долларов
PICSimLab
PICSimLab - это эмулятор плат разработки в реальном времени со встроенным отладчиком MPLAB X/AVR-GDB. Он поддерживает некоторые микроконтроллеры PICSim и некоторые микроконтроллеры Simavr. PICSimLab имеет интеграцию с MPLAB X Arduino IDE для программирования плат микроконтроллеров.
Вы можете создавать свои собственные схемы, загружать шестнадцатеричные файлы или загружать их непосредственно из Arduino IDE. Вы также можете имитировать интерфейсы ввода-вывода Arduino и взаимодействие программ. Продвинутые пользователи могут создавать или добавлять свои собственные детали и компоненты, но, опять же, вы не можете проектировать платы и схемы и экспортировать их для производства печатных плат.
- Открытый исходный код: Да
- Лучше всего подходит для пользователей от среднего до продвинутого уровня
- Специальные функции: Эмуляция некоторых микроконтроллеров PICS im, репозиторий GitHub
- Совместимость с: Windows 32- или 64-разрядной, Ubuntu, Mac OS (с Wine)
- Цена: Бесплатно
Flowcode
Flowcode - это платформа графического программирования со встроенной IDE для различных контроллеров, таких как PIC, AVR, ARM, ESP или Raspberry Pi. В дополнение к простому моделированию Arduino, он предлагает широкий спектр компонентов для тестирования и 3D- или 2D-визуализацию среды. Простым щелчком мыши и перетаскиванием вы можете включить редактируемые блоки команд в блок-схему для тестирования вашего Arduino, даже не переключая экраны!
Flowcode достаточно интуитивно понятен и подходит как для начинающих пользователей, так и для тех, у кого уже есть некоторый опыт работы. Он обладает уникальной возможностью импорта 3D-моделей в форматах файлов MESH, STEP и OBJ, что делает его идеальным для экспериментов с электромеханическими системами, в которых двигатели, сервоприводы и исполнительные механизмы могут быть интегрированы в цифровое представление.
Для зарегистрированных разработчиков и любителей доступна бесплатная версия Flowcode, в которой есть что предложить и нет ограничений по размеру проекта. Версии Pro и Academic имеют несколько специальных функций, связанных с отладкой, парадигмами и документацией. Flowcode подробно описывает все различия на их сайте. Он доступен на шести языках.
- Открытый исходный код: Нет
- Лучше всего подходит для: начинающих и продвинутых пользователей
- Специальные возможности: Графическое программирование и интегрированная среда разработки (IDE)
- Совместимость с: Windows
- Цена: Бесплатно для производителей и любителей, плюс 30-дневная пробная версия для Pro версии (~330 долларов)
SimulIDE
SimulIDE - это симулятор электронных схем в реальном времени с имитацией PIC, AVR и Arduino. Он имеет спартанский интерфейс, стремящийся быть быстрым, простым и понятным в использовании.
Вы можете создавать свои собственные схемы и программировать их с помощью редактора кода и отладчика для GcBasic, Arduino, PIC и AVR.
Как мы видели в предыдущих примерах, вы не можете создавать свои собственные детали или компоненты. Также невозможно проектировать платы и схемы и экспортировать их для производства печатных плат.
- Открытый исходный код: Да
- Лучше всего подходит для: начинающих и продвинутых пользователей
- Специальные возможности: репозиторий GitHub
- Совместимость с: Windows 32- или 64-разрядной, Ubuntu, Mac OS (с Wine)
- Цена: Бесплатно (принимаются пожертвования)
Arduino IO Simulator
Несмотря на название, Arduino IO Simulator лучше всего подходит для тестирования компонентов, и для его использования требуется физический Arduino, подключенный к компьютеру. При запуске кода или примера на Arduino, подключенном к ПК, вы можете взаимодействовать с этим Arduino через датчики и компоненты симулятора. В бесплатной версии вам необходимо подключиться через USB-кабель и использовать COM-порт, но в версии Pro можно эмулировать порты по протоколу TCP и, таким образом, подключаться через Wi-Fi. Pro-версия в настоящее время доступна бесплатно.
Цель этой программы - облегчить тестирование, если у вас нет всех компонентов, или быстро проверить, как ведет себя ваш код. Все хорошо документировано, включая руководство по эксплуатации и руководство по установке, в котором объясняется, что нужно для установки Java. Есть несколько примеров, которые программа предлагает для тестирования, а также библиотеки, облегчающие использование компонентов. Эта программа может быть очень полезна в образовательных целях.
- Открытый исходный код: Нет
- Лучше всего подходит для: начинающих и средних пользователей
- Специальные возможности: Протестируйте различные виртуальные компоненты
- Совместимость с: macOS, Windows
- Цена: Бесплатно
UnoArduSim
UnoArduSim - это бесплатный образовательный инструмент, в котором вы можете создавать свои собственные схемы (нажав “Настроить > устройства ввода-вывода”), программы (только текстовые или загрузив файлы Arduino), отладочный код и моделировать интерфейсы ввода-вывода Arduino и взаимодействие программ.
Обратите внимание, что вы не можете создавать или добавлять свои собственные детали и компоненты, перетаскивать компоненты, проектировать платы и схемы, а также экспортировать платы и схемы для производства печатных плат.
- Открытый исходный код: Нет
- Лучше всего подходит для пользователей от среднего до продвинутого уровня
- Специальные функции: Приятный интерфейс, похожий на осциллограф
- Совместим с: Windows
- Цена: Бесплатно
Virtronics
Virtronics - это симулятор, который не предлагает много виртуальных компонентов для сборки проектов с помощью проводов, модулей и символических деталей. Вместо этого вы возьмете под свой контроль тестовый запуск того, как плата или модель Arduino может вести себя в данной ситуации более техническим способом.
Вы можете управлять входами и выходами для моделирования компонентов и поведения, а также использовать мониторы для отслеживания потенциальных ошибок и понимания причин их возникновения. Это очень полезно, если вы создаете проект и у вас возникает проблема, в которой вы не можете разобраться.
Не думайте, что на этом хорошие новости заканчиваются; у вас также есть последовательный монитор и множество других инструментов, таких как таблица ASCII, создатель штрих-кодов, калькулятор, логический анализатор цифровых контактов, карта USB-разъемов, Ethernet и разъем 2,1 мм, и это лишь некоторые из них.
Интерфейс также отображает сводку переменных в режиме реального времени, а в меню “Просмотр” вы найдете другие опции, такие как подпрограммы, EEPROM, обозреватель классов и многое другое. Все это можно использовать с моделями из 10 различных плат: Uno, Due, Papilio, Esplora, Leonardo, Lily Pad, Arduino Mega, Arduino Nano, Uno32 и Yun. Также возможно тестировать и моделировать другое оборудование, такое как терминалы и жидкокристаллические экраны.
Все эти функции позволяют вам как протестировать код перед покупкой оборудования, так и отладить, продемонстрировать и обучить тому, как работает плата, в дополнение к тому, что они являются отличным помощником для создания набросков более сложных кодов и тестирования быстрее и проще, чем при использовании самой физической платы.
Бесплатная версия ограничена тремя независимыми счетчиками, и когда один из них достигает предела, активируется задержка на 300 секунд, которая замедляет работу программы, но не препятствует ее использованию. Три счетчика, которые ограничивают бесплатную версию, - это 200 строк, 45 дней и 100 эскизов, в зависимости от того, что наступит раньше. Таймер задерживает загрузку программы, и такая же задержка возникает, если вы открываете другой проект или создаете новую программу или другие функции.
- Открытый исходный код: Нет
- Подходит для пользователей от среднего до продвинутого уровня
- Специальные возможности: Множество инструментов для анализа и мониторинга симуляций
- Совместимость с: Windows
- Цена: Бесплатную версию нужно ждать при каждом запуске, лицензия на Pro-версию стоит ∼$20
Proteus VSM
Proteus VSM для Arduino AVR, безусловно, является самым дорогим вариантом в списке. Тем не менее, в дополнение ко всем основам, он предлагает некоторые особые возможности, которых мы не видели в других симуляторах. Например, у вас будет доступ к тысячам периферийных моделей, плюс вы сможете перетаскивать десятки шилдов в свои симуляторы.
- Открытый исходный код: Нет
- Подходит для: продвинутых и профессиональных пользователей
- Специальные возможности: В симуляции можно добавлять шилды
- Совместимая ОС: Windows
- Цена: От ~300 долларов (с дополнительными расходами на комплектацию)
ПОСТAВЬ ЛAЙК И ПОДПИШИCЬ, ЕCЛИ ТEБЕ ИНТEPEСНА ТEМА 3D ПЕЧАТИ!
еще интересные статьи по теме:
3DMART студия услуги 3D печати и 3D моделирование
Паутина и PETG: 3 простых решения
Чрезмерная экструзия 3D-принтера: 4 простых решения переэкструзии
Наилучшие настройки печати PETG для получения идеальных результатов
Гальванопокрытие 3D–принтов - все, что вам нужно знать
Сглаживание PLA: как сгладить 3D-отпечатки из популярного пластика