Перейти к практике!
В последнее время в среде Ардуинщиков стала набирать популярность программа Circuits от группы разработчиков из Autodesk. Она представляет собой онлайн-конструктор электронных схем, в том числе и на Arduino.
Кстати, очень похожа на более популярное программное обеспечение под названием Fritzing . Однако там отсутствует возможность эмуляции – то есть просмотр того, как работает ваша собранная схема. Таким образом по функционалу и удобству выбор пал на circuits.io
Давайте подробнее окунемся в эту программу.
Переходим на официальный сайт софта https://assets.circuits.io/
Далее в правом верхнем углу находим кнопку входа и регистрации – выполняем эти процессы
Какие полезные функции имеет данное веб-приложение?
1) Вы можете составить собственную схему, спроектировав ее так, как нужно именно Вам.
2) Вы можете добавить собственные компоненты в приложения и таким образом использовать в своих схемам собственные наработки.
3) Можно добавить или написать библиотеку для работы с модулями
4) Эмуляция схема, когда ее можно запустить и посмотреть на результат в режиме онлайн – вы экономите время на постоянной сборке разных схем и всегда имеете право на ошибку, если что-то подключили неправильно.
А самое главное, что вам не нужно использовать Arduino IDE. Вы просто пишите код, собираете схему и проверяете все ли работает. Далее устраняете ошибки. Зато уже в реальности все будет построено первого раза! Просто фантастика:) Кстати, это слово в некотором смысле есть даже в названии программы.
Итак, зайдем на домашнюю страницу.
В левой колонке мы можем выбрать раздел приложения, который нам нужен.
Electronics Lab – она же электронная лаборатория, где можно собрать и проверить на работоспособность вашу схему.
PCB Design – возможность спроектировать собственную схему или добавить новые компоненты.
Library Manager – добавление и использование различных библиотек в открытом доступе.
Также на сайте приложения существуют обучающие видео для новичков.
У команды разработчиков есть свой канал на платформе YouTube и свой собственный блог, где всегда можно найти актуальную информацию о приложении.
Однако есть один нюанс, в котором можно запутаться. Многие видео по работе с сайтом были выпущены 1-2 года назад. С недавних пор в circuits произошли небольшие изменения о которых они написали в своем блоге
Суть в том, что с 2 июня 2017 года лаборатория электроники объединилась с Tinkercad – инструментом 3D дизайна и теперь весь функционал находится по адресу: https://123dapp.com/circuits
Сам же Tinkercad, который был выпущен еще в 2011 году, обладает большим функционалом и известен многим, как бесплатный и удобный помощник в создании собственных объемных моделей и отправке их на печать.
Выполните вход на этот сайт через данные, по которым регистрировались в circuit (для входа используется единая учетная запись autodesk)
Далее вам откроется окно обучения, но оно больше имеет направленность на 3D технологии, чем на Arduino.
Поэтому мы пропускаем обучение и заходим в личный кабинет (нажимай на него в верхнем правом углу).
В окне личного кабинете заходим в раздел circuits и создаем новый проект.
Поздравляю! Теперь у вас есть все необходимое для создания собственных схем и интересных проектов. Итак. В верхней панели лаборатории можно заметить такие разделы, как редактор программного кода для вашей схемы, каталог компонентов для добавления, а также кнопка старта симуляции работы вашего проекта.
Знаю, буду очень банален. Но давайте в качестве показательного примера соберем небольшую схему на Arduino с использованием кода Blink (мигание светодиода).
Для этого будем находить нужные нам компоненты (плата Arduino, макетная плата, светодиод, резистор и провода) и перетаскивать курсором мыши.
Также при добавлении компонента в схему, вы можете дать ему имя (особенно это важно делать, когда у вас несколько одинаковых элементов в схеме).
Еще в верхней панели слева есть такие функции, как поворот компонента в схеме на небольшой угол, удаление объекта, сохранение и кнопки управления историей изменений (например, отменить последнее действие – осуществить возврат).
Соединительные провода рисуются сами от руки. Для каждого провода можно задать не только имя, но и цвет.
Схема у меня получилась следующая:
Далее загрузим код. Я отключил функцию Block и написал скетч для мигания светодиода с небольшой частотой.
Теперь запустим симуляцию. Светодиод будет мигать с указанной в скетче частотой.
Подобными действиями можно составлять и другие схемы.
На этом у меня все. Надеюсь, данная статья была вам полезна, а сама программа сможет упростить вам работу с Arduino.
P.S. Еще раз всех с наступившим 2018 годом!
Данная статья является собственностью Amperkot.ru. При перепечатке данного материала активная ссылка на первоисточник, не закрытая для индексации поисковыми системами, обязательна.
Источник: https://amperkot.ru/blog/circuits/
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 online IDE для работы с Ардуино представляют сами разработчики платформы.
Мы рассмотрим один из самых крупных и удобных эмуляторов для начинающих: Tinkercad Circuits Arduino.
Давайте сразу договоримся, что 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.
Тинкеркад (Tinkercad Circuits Arduino) – бесплатный, удивительно простой и одновременно мощный эмулятор Arduino, с которого можно начинать обучение электронике и робототехнике. Он предоставляет очень удобную среду для написания своих проектов. Не нужно ничего покупать, ничего качать — все доступно онлайн. Единственное, что от вас потребуется — зарегистрироваться.
Tinkercad – это онлайн сервис, который сейчас принадлежит мастодонту мира CAD-систем — компании Autodesk. Тинкеркад уже давно известен многим как простая и бесплатная среда для обучения 3D-моделированию.
С ее помощью можно достаточно легко создавать свои модели и отправлять их на 3D-печать.
Единственным ограничением для русскоязычного сегмента интернета долгое время являлось отсутствие русскоязычного интерфейса, сейчас эта ситуация исправляется.
Совсем недавно Тинкеркад получил возможность создания электронных схем и подключения их к симулятору виртуальной платы ардуино. Эти крайне важные и мощные инструменты способны существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем.
Tinkercad был создан в 2011 году, его авторы — Кай Бекман (Kai Backman) и Микко Мононен (Mikko Mononen).
Продукт изначально позиционировался как первая Web-платформа для 3D-проектирования, в которой пользователи могли делиться друг с другом результатами.
В 2013 году сервис был куплен компанией Autodesk и дополнила семейство продуктов 123D. За все это время в рамках сервиса пользователями было создано и опубликовано более 4 млн. проектов (3D-моделей).
В июне 2017 г. Autodesk решил перенести часть функционала другого своего сервиса Electroinics Lab Circuits.
io, после чего Tinkercad получил крайне важные и мощные инструменты, способные существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем. Если вы уже пользовались Circuits.io, то имейте в виду, что все старые проекты Circuits.
io могут быть экспортированы в Tinkercad без каких-либо проблем (о сервисе Circuits.io от Autodesk Electroinics Lab мы постараемся подробно рассказать в одной из следующих статей).
Список основного функционала и полезных фич Tinkercad Circuits:
Звучит фантастично, не правда ли? Не нужно скачивать Arduino IDE, не нужно искать и скачивать популярные библиотеки и скетчи, не нужно собирать схему и подключать плату – все, что нам нужно, находится сразу на одной странице. И, самое главное — это все действительно работает! Давайте уже перейдем от слов к делу и приступим к практическому знакомству.
Для создания проекта просто нажимаем кнопку «Создать проект», расположенную под списком проектов. Будет создан проект с названием типа Project N. Нажав на него, мы перейдем в режим просмотра списка схем, включенных в этот проект. Там же мы сможем изменить свойства проекта (включая название), нажав на соответствующий значок сразу под названием.
Создать новую схему в Tinkercad можно двумя способами:
После выполнения команды вы сразу же перейдете в режим редактирования схемы, не вводя названия. Имя для схемы формируется автоматически.
Все изменения в процессе редактирования схемы сохраняются автоматически.
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:
Кнопки в правой части панели:
В целом интерфейс достаточно прост, не перегружен лишними элементами и интуитивно понятен. Практически любые операции можно выполнить «на ощупь».
В большинстве случае для работы с проектами Arduino выполняется следующий алгоритм действий:
Давайте рассмотрим каждый из шагов подробнее.
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.
Создавая схему, мы выполняем такой порядок действий:
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:
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.
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:
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.
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.
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.
Источник: https://ArduinoMaster.ru/program/simulyator-arduino-tinkercad-circuits/
Автор Trunagol, 6th Октябрь, 2013
Введение:
Всем привет, рад представить вам мою серию уроков по Arduino. Написанию этих материалов способствовало крайне скудное количество русскоязычных материалов по данной теме. Эти уроки рассчитаны на то, чтобы научить вас сначала элементарным, а затем и более сложным приемам работы с Arduino.
Arduino — это великолепная платформа с микроконтроллером, которую можно использовать для создания электронных проектов позволяющая за несколько минут создать прототип какого-либо электронного устройства, иногда вы можете даже обойтись без паяльника.
Если подробнее, то это Open Source платформа, основанная на микроконтроллерах AtMega от Atmel, эти микроконтроллеры вы можете программировать самостоятельно через так называемый ISP программатор. Код для этих контроллеров в основном пишется на C++, но для обычного человека это может быть несколько сложно.
Для того чтобы упростить написание кода, сборку и легкую повторяемость устройств, был придуман Arduino.
Arduino — это не только плата отладки, это еще и одноименная среда разработки и одноименный язык программирования (который значительно проще чем обычный C++), результатом написания программного кода является скомпилированный файл, который принято называть скетч. Как раз он и записывается в наш Arduino.
Обо всем этом я буду рассказывать в моих уроках. Не имеет значения новичок вы, который никогда не связывался с электроникой до этого или вы имеете большой опыт за плечами, но никогда не использовали Arduino.
Содержание урока:
Что нам понадобиться:
Внешний вид Arduino UNO
Кабель USB типа A-B
Макетная плата BreadBoard
Компоненты из которых состоит Arduino UNO
Самые главные элементы, из которых состоит Arduino:
Микроконтроллер Atmega328
Контроллер USB порта ATmega8U2
Как загрузчик Arduino позволяет нам программировать Arduino скетчи по USB
В микроконтроллер Atmega328 на Arduino уже на заводе записан специальный загрузочный код, который позволяет нам без каких-либо проблем загружать скетчи прямо по USB.
Если бы не было Arduino, то нам приходилось бы записывать скомпилированный C++ код через специальный программатор ISP, а уже после этого мы бы смогли попробовать запустить нашу программу.
С Arduino все проще, нам просто нужен свободный USB.
Различия между разными платами Arduino
Arduino Uno (а также любые клоны типа FreeDuino) — это один из наиболее простых вариантов Arduino, если вам когда-нибудь будет не хватать ресурсов этой платы или скорости её работы вы всегда можете перейти на более мощные и сложные платы, их обзор вы можете посмотреть на официальном сайте Arduino по этой ссылке. Если вы новичок, то наверное проще будет просто не забивать пока этим голову, а разобраться со всеми инструментами, которые предлагает нам Arduino UNO.
Как подключить и установить Arduino для вашей системы
Как загрузить и запустить вашу первую программу (скетч)
Среда разработки Arduino. Выбор платы Arduino.
Среда разработки Arduino. Выбор типа программатора Arduino.
Мы готовы к написанию первой программы для Arduino, самое простое что мы можем сделать это помигать светодиодом установленном на вашей плате. Вы можете набрать/скопировать текст программы — скетча вручную, либо открыть пример, который идет в комплекте с Arduino, либо скачать пример с данного сайта: код программы первого урока.
Среда разработки Arduino. Выбор стандартного примера.
Текст программы с подробными комментариями:
/*
Урок 1. Что такое Arduino и мигаем светодиодом Arduino
Мигаем светодиодом.
Зажигаем на 2 секунды, затем гасим на 2 секунды и все по новой..
Этот демонстрационный код был скачан с сайта www.trunagol.ru
*/
// Почти на всех Arduino вывод 13 подключен к светодиоду, припаянному прямо на плате.
// Для удобства задаем имя «led» для 13 вывода:
int led = 13;
// Блок «Setup» запускается только 1 раз при запуске Arduino, он нужен для инициализации.
void setup() {
// Конфигурируем 13 вывод Arduino на выход.
pinMode(led, OUTPUT);
}
// Блок «loop» это цикл, т.е.
код который работает раз за разом бесконечно:
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // Делаем логическую 1 (устанавливаем высокий уровень напряжения) на выводе 13, зажгется светодиод на плате Arduino
delay(2000); // Ожидаем 2 секунды
digitalWrite(led, LOW); // Выключаем светодиод (устанавливается низкий уровень напряжения) на выводе 13, светодиод гаснет
delay(2000); // Ждем 2 секунды, после чего цикл запуститься снова
}
Среда разработки Arduino. Компилирование.
После того как данный код вы ввели в окно среды Arduino, нажмите кнопку проверить для того чтобы проверить ваш код на ошибки и скомпилировать его.
После успешного завершения (как на скриншоте выше), нажимаем соседнюю кнопку загрузить, скомпилированная программа будет записана в контроллер и сразу начнется ее выполнение (начнет мигать светодиод).
Код программы для загрузки доступен здесь: код программы первого урока.
Источник: http://trunagol.ru/elektronika/urok-1-chto-takoe-arduino-ili-migaem-svetodiod/
Мигаем светодиодом
Этот пример показывает, самое простое, что можно делать с помощьюArduino, подключаем светодиод к выходу arduino.
Необходимое оборудованиеСхема
Arduino
Резистор (220Ом)
Светодиод (LED)
Схема
Чтобы построить схему, вставите резистор 220 Ом в контакт 13. Затем скрутите ножку резистора с ногой LED (положительной ноги, называется анодом. Вставьте короткую ногу (отрицательный ноги, называется анодом) на землю(GDN).
Затем подключите ваш Arduino к вашему компьютер, запустите программу Arduino и введите код.
У большинства плат Arduino на контакте 13 (pin13) уже есть светодиод.
И вам можно не собирать схему, а просто запрограммировать контролер и светодиод начнет мигать на плате.
Изображение разработана с использованием программы Fritzing. Дополнительные примеры схемы смотрите на странице проекта Fritzing
Код
Теперь переводим порт 13 (pin 13) в выход
pinMode(13, OUTPUT);
В основном цикле мы включаем светодиод с помощью строки:
digitalWrite(13, HIGH);
На порт 13 подается напряжение 5V. LED загорается. Теперь нужно выключить светодиод напишем такую строку:
digitalWrite(13, LOW);
Ну вот мы включили и выключили светодиод. Но если запрограммировать ваш arduino то светодиод зажжется, хотя мы прописали что его нужно выключать.
Так оно и есть LED то зажигается то гаснет, но частота переключения настока велика для человеческого глаза. Что мы видим просто горящий светодиод.
Нам нужна задержка в языке C есть такая функция называется delay(), в скобках пишем значение в миллисекундах. 1000 миллисекунд = 1 секунде.
Вообще функцией delay() мы будем пользоваться часто .
На этом уроке мы научились:
Менять назначения порта (Выход)
Научились включать порт или передавать в порт 1 (digitalWrite(13, HIGH);)