Η πλατφόρμα ανάπτυξης υλικού Arduino χρησιμοποιείται από χομπίστες, επαγγελματίες και φοιτητές που ενδιαφέρονται για τα ηλεκτρονικά. Οι πλακέτες Arduino είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς σε άτομα που είναι καινούργια στα ηλεκτρονικά, λόγω της φιλικής φύσης τους για αρχάριους και της τεράστιας κοινότητας χρηστών.
Παρακάτω, εξερευνούμε μερικούς από τους καλύτερους διαδικτυακούς προσομοιωτές που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ως εναλλακτική λύση σε πλακέτες Arduino όταν δεν μπορείτε να αγοράσετε έναν ή δεν έχετε πρόσβαση σε έναν.
Τι είναι το Arduino;
Η πλατφόρμα Arduino περιλαμβάνει μια προγραμματιζόμενη πλακέτα μικροελεγκτή και ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον ανάπτυξης (IDE). Ο μικροελεγκτής μπορεί να προγραμματιστεί για να εκτελεί ένα ευρύ φάσμα εργασιών, από τον έλεγχο των φώτων και των υπολογιστών έως την ανάγνωση αισθητήρων και τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
Το Arduino κυκλοφορεί από το 2005, όταν ξεκίνησε ως έργο από φοιτητές στο Interaction Design Institute Ivrea (IDII) στην Ivrea της Ιταλίας και έκτοτε έχει αποκτήσει μεγάλη υιοθέτηση. Το έργο Arduino χρησιμοποιεί μια βασική γλώσσα προγραμματισμού που ονομάζεται Arduino, η οποία βασίζεται σε C/C++ και σε ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον ανάπτυξης (IDE) γραμμένο σε Java.
Σε αντίθεση με έναν υπολογιστή μονής πλακέτας, ένα Arduino είναι μια πλακέτα μικροελεγκτή και δεν μπορεί να τρέξει ένα λειτουργικό σύστημα—βλ. διαφορές μεταξύ μικροελεγκτών και SBC. Ωστόσο, έχει πολλές εσωτερικές λειτουργίες, όπως μνήμη για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων, θύρες εισόδου για σύνδεση εξωτερικών συσκευών όπως αισθητήρες ή κουμπιά, θύρες εξόδου για φώτα ελέγχου ή κινητήρες, κρύσταλλοι ρολογιού που παρέχουν ακριβή χρονισμό στον επεξεργαστή και ρυθμιστές ισχύος που μετατρέπουν την ισχύ της μπαταρίας στην τάση που απαιτείται από τον επεξεργαστή κυκλώματα.
Οι περισσότερες πλακέτες Arduino είναι κατασκευασμένες γύρω από ένα τσιπ μικροελεγκτή AVR 8-bit Atmel με μια ποικιλία πρόσθετων χαρακτηριστικών, συμπεριλαμβανομένων αναλογικών εισόδων/εξόδων, ψηφιακής εισόδου/εξόδου pins, καθώς και ειδικές ακίδες λειτουργιών, όπως σειριακές θύρες ή συνδέσεις SPI για επικοινωνία υψηλής ταχύτητας με άλλες συσκευές όπως συσκευές αναπαραγωγής MP3 ή GPS δέκτες.
Πλεονεκτήματα των προσομοιωτών Arduino
1. Οι προσομοιωτές είναι εξαιρετικοί για αρχάριους. Οι εκκινητές στα ηλεκτρονικά είτε παρεμποδίζονται από την περιορισμένη γνώση κωδικοποίησης είτε από την απειρία τους στην κατασκευή κυκλωμάτων. Ορισμένοι προσομοιωτές χρησιμοποιούν προγραμματισμό που βασίζεται σε μπλοκ, ο οποίος διευκολύνει τον καθορισμό της λειτουργίας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Επίσης, ορισμένοι προσομοιωτές έχουν σχεδιαστεί για να επιλέγουν την καλύτερη μορφή καλωδίωσης όταν συνδέετε εξαρτήματα στην ψηφιακή πλακέτα που μειώνει την εργασία για εσάς.
2. Οι προσομοιωτές είναι επίσης ιδανικοί για τη δοκιμή υλικού και την εκμάθηση περισσότερων για το πώς λειτουργούν αυτές οι συσκευές. Είναι χρήσιμα για να εξοικειωθείτε με το τι κάνουν τα διάφορα στοιχεία και πώς αλληλεπιδρούν. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτή τη γνώση κατά την κατασκευή των κυκλωμάτων και των συσκευών σας αργότερα στη συνέχεια.
3. Επιτρέπουν ταχύτερη δημιουργία πρωτοτύπων. Ένας προσομοιωτής σάς ενημερώνει τι λειτουργεί και τι όχι. Οι σανίδες ψωμιού είναι χρήσιμες, αλλά δεν είναι χωρίς περιορισμούς. Ένας προσομοιωτής σάς επιτρέπει να πρωτοτυποποιήσετε γρήγορα τα κυκλώματά σας χωρίς να ξοδεύετε πολλά σε ακριβά PCB. Εάν προτιμάτε να χρησιμοποιείτε πίνακες ψησίματος για να δημιουργήσετε πρωτότυπα τα ηλεκτρονικά σας έργα, το δικό μας οδηγός για το Raspberry Pi breadboarding είναι ένα εξαιρετικό μέρος για να ξεκινήσετε.
4. Μπορούν να σας εξοικονομήσουν πολλά χρήματα. Οι προσομοιωτές μπορούν να εξαλείψουν την ανάγκη να αγοράσετε ένα σωρό σανίδες που δεν χρειάζεστε για ένα έργο που δεν ήταν ποτέ εφικτό από την αρχή. Επίσης, με τους προσομοιωτές, δεν υπάρχει κίνδυνος ζημιάς στις πλακέτες των μικροελεγκτών σας ή σε άλλο εξοπλισμό.
5. Επιτρέπουν επίσης τη συνεργασία μεταξύ των κατασκευαστών. Οι περισσότεροι προσομοιωτές σάς επιτρέπουν να μοιραστείτε τα σχέδιά σας και να συνεργαστείτε με άλλους τεχνίτες για να δημιουργήσετε πραγματικά υπέροχα ηλεκτρονικά.
Το Proteus Design Suite είναι μια συλλογή εργαλείων από το Lab Center Electronics που σας επιτρέπει να δημιουργείτε προσομοιώσεις ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Περιλαμβάνει υποστήριξη για πλακέτες Arduino, όπως η πλακέτα ανάπτυξης Blue Pill που βασίζεται σε STM32, καθώς και οι πλακέτες μικροελεγκτή AVR 8-bit.
Το Proteus είναι ένα εύχρηστο εργαλείο που είναι εξαιρετικό για αρχάριους που θέλουν να πειραματιστούν με ηλεκτρονικά, χωρίς προηγούμενη γνώση των βασικών αρχών προγραμματισμού. Το Visual Designer προσομοιώνει το περιβάλλον ανάπτυξης Arduino και σας επιτρέπει να σύρετε και να αποθέσετε τα στοιχεία που χρειάζονται στο έργο σας και να τα δοκιμάσετε με το Arduino. Η περιφερειακή συλλογή παρέχει έναν εκτεταμένο αριθμό στοιχείων: πλακέτες, ασπίδες, αισθητήρες και μονάδες που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε στα έργα σας.
Το Proteus είναι λογισμικό επί πληρωμή και τα σχέδια τιμολόγησης ξεκινούν από 248 $ που είναι μια εφάπαξ πληρωμή. Λειτουργεί μόνο σε συστήματα Windows. Το macOS και το Linux δεν υποστηρίζονται αυτήν τη στιγμή.
Το Tinkercad είναι μια δωρεάν εφαρμογή τρισδιάστατης μοντελοποίησης που βασίζεται σε πρόγραμμα περιήγησης που σας επιτρέπει να δημιουργείτε τρισδιάστατα μοντέλα και να τα εξάγετε ως αρχεία STL. Είναι ένας εύκολος τρόπος για να ξεκινήσετε με την τρισδιάστατη μοντελοποίηση και η απλότητά του το καθιστά ιδανικό για τη δημιουργία βασικών μοντέλων των ηλεκτρονικών σας έργων.
Το Tinkercad περιλαμβάνει επίσης έναν προσομοιωτή ηλεκτρονικών, το Tinkercad Circuits, όπου μπορείτε να τοποθετήσετε και να συνδέσετε εξαρτήματα για τη δημιουργία εικονικών κυκλωμάτων. Χρησιμοποιεί προγραμματισμό που βασίζεται σε μπλοκ όπου μπορείτε να σύρετε και να αποθέσετε μπλοκ κώδικα για να γράψετε προγράμματα. Και, αν είστε αρκετά έξυπνος προγραμματιστής, μπορείτε να πληκτρολογήσετε τον κώδικά σας απευθείας στο πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου.
Απαιτείται λογαριασμός Autodesk για να μπορέσετε να χρησιμοποιήσετε τον προσομοιωτή, καθώς το Tinkercad αποκτήθηκε από την εταιρεία το 2013.
Ωστόσο, προσφέρει μια πολύ μεγάλη βιβλιοθήκη εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων των επεξεργαστών micro: bit και Arduino, καθώς και αρκετά προκατασκευασμένα κυκλώματα που διευκολύνουν την έναρξη του έργου ηλεκτρονικών σας.
Θέλετε να ξεκινήσετε αμέσως να ασχολείστε με το Arduino; Ρίξτε μια ματιά στο καλύτερα έργα Arduino για αρχάριους. Μπορεί απλά να βρείτε κάτι που σας ενδιαφέρει.
Το Arduino Simulator της Paulware είναι ένας δωρεάν προσομοιωτής ηλεκτρονικών ειδών ανοιχτού κώδικα που σας επιτρέπει να δοκιμάσετε και να διορθώσετε τα σκίτσα σας στο Arduino. Δημιουργήθηκε από τον Paul Richards (Paulware), αυτός ο προσομοιωτής γράφτηκε σε C++ και περιλαμβάνει στοιχεία όπως LED και LCD, μήτρα πληκτρολογίου 4x4, περιστροφικό διακόπτη DIP κ.λπ.
Το βίντεο του Paul στο κανάλι του εξηγεί πώς να εγκαταστήσετε αυτόν τον προσομοιωτή χρησιμοποιώντας έναν δωρεάν μεταγλωττιστή CPP και πώς να τον χρησιμοποιήσετε για να δοκιμάσετε έργα Arduino. Περισσότερες οδηγίες μπορείτε να βρείτε στη σελίδα του έργου GitHub. Μπορείτε να κάνετε λήψη του μεταγλωττιστή CPP από SourceForge.
Έχει μια φιλική προς το χρήστη διεπαφή που θα πρέπει να είναι αρκετά εύκολη για αρχάριους να πλοηγηθούν. Προς το παρόν, εκτελείται μόνο σε Windows. Οι χρήστες Mac και Linux θα πρέπει να ρίξουν μια ματιά στις επιλογές που βασίζονται στον ιστό σε αυτήν τη λίστα.
Αν θέλετε να δοκιμάσετε τα έργα σας με ένα Raspberry Pi, έχουμε καλυφθεί. Δείτε την εκτενή μας σύνοψη οι καλύτεροι προσομοιωτές Raspberry Pi θα πρέπει να προσπαθήσετε αμέσως.
Το Wokwi είναι ένα άλλο εργαλείο που βασίζεται στο web που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για το σχεδιασμό και την προσομοίωση έργων Arduino. Η απλή και απέριττη διεπαφή του Wokwi καθιστά πολύ πιο εύκολη την εστίαση στον κώδικά σας και στην προσομοίωση. Έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά που το βοηθούν να ξεχωρίζει από τους άλλους προσομοιωτές αυτής της λίστας, όπως:
- Υποστήριξη για άλλες πλακέτες Arduino εκτός από το Uno, όπως το Arduino Mega 2560 και το Arduino Nano.
- Μια πολύ πιο ποικίλη επιλογή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που μπορείτε να προσθέσετε στα κυκλώματά σας, συμπεριλαμβανομένων δεκτών υπερύθρων, ποτενσιόμετρων, μονάδων RTC, κινητήρων, προγραμμάτων οδήγησης και ούτω καθεξής.
- Μια κοινότητα Facebook όπου μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τον προσομοιωτή Wokwi και να μοιραστείτε τα έργα σας.
Το συνοδευτικό Έγγραφα Ο ιστότοπος καθιστά επίσης εύκολο να ξεκινήσετε με το σχεδιασμό ηλεκτρονικών ειδών στο Wokwi. Βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει τις σελίδες Συντομεύσεις πληκτρολογίου και Συχνές ερωτήσεις.
Προσομοιωτές Arduino
Οι προσομοιωτές Arduino είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να αναπτύξετε και να δοκιμάσετε τα έργα σας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους προσομοιωτές για να δημιουργήσετε ένα διαδραστικό πρωτότυπο του έργου σας που μπορεί να κοινοποιηθεί με άλλους ή να μεταφορτωθεί σε πλατφόρμες όπως το GitHub. Με αυτήν τη λίστα εργαλείων προσομοίωσης Arduino που κυμαίνονται από διαδικτυακές έως τοπικές εφαρμογές, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να τα δοκιμάσετε και να δείτε ποιο ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες σας.