Arduino Simulation 101: Lag kretser uten maskinvaren

Det er enklere enn noen gang å jobbe med Arduino-mikrokontrollerkort, takket være alle ressursene som er tilgjengelige på nettet. Du kan finne utallige Arduino maskinvare- og programvareguider på nettet, og selve maskinvaren er rimelig og tilgjengelig for folk fra alle samfunnslag. Men hva skjer hvis du vil skrive koden din før du forplikter deg til å kjøpe Arduino-maskinvare?

Det er her Arduino-simulering kommer inn. Tilbyr et flott lærings- og prototypingsverktøy, en god Arduino-simulator vil tjene deg godt når du vil teste kode uten å bruke maskinvare.

De beste (gratis) Arduino-emulatorene/simulatorene på nettet

I den sanne åpen kildekode-ånden til Arduino, er mange av simulatorverktøyene tilgjengelig på nettet gratis å bruke. La oss utforske tre av de beste gratis Arduino-simulatorene som finnes. Det er massevis av flotte Arduino-prosjekter for nybegynnere tilgjengelig på nettet for å komme i gang.

Wokwi Online Arduino og ESP32 Simulator

Wokwi Online Arduino og ESP32 Simulator er et utrolig enkelt verktøy å bruke, og tilbyr massevis av frihet når du lager kretsene dine. Verktøyet fungerer utelukkende i nettleseren din, med et omfattende utvalg av Arduino-komponenter tilgjengelig for å spille med, inkludert knapper, skjermer og en rekke sensorer.

En av Wokwis viktigste fordeler er at den lar deg velge I/O-pinnene du vil ha for hver av komponentene dine. Den har også alle de mest populære og vanlige Arduino-brettene for å gi en nøyaktig opplevelse.

Autodesk Tinkercad-kretser

Autodesks Tinkercad Circuits online kretssimulator er ikke like omfattende som Wokwi når det kommer til komponenter, men grensesnittet er mer moderne og enklere å bruke. Bare en håndfull mikrokontrollerkort er tilgjengelige med Tinkercad Circuits, noe som gjør verktøyet best for de som bruker Arduino Uno-kort.

SimulIDE

SimulIDE er den eneste Arduino-simulatoren på denne listen som må installeres på datamaskinen din. Programvaren er tilgjengelig gratis på Windows, macOS og Linux, noe som gjør den like lett tilgjengelig som Wokwi og Tinkercad Circuits.

Denne programvaren har et veldig gammeldags brukergrensesnitt som kan virke skremmende i begynnelsen. Når du kommer forbi dette, er SimulIDE imidlertid en utmerket Arduino-simulator med et av de mest omfattende utvalg av komponenter tilgjengelig i et verktøy som dette.

Hvordan simulere en Arduino-krets og kode

Hver av disse Arduino-simulatorene fungerer ganske likt, men det er verdt å utforske dem alle for å få en ide om hvilken som er best for deg. For å holde ting rettferdig, vil vi bruke samme kode og maskinvare med hver av simulatorene: standard Blink-eksemplet som følger med Arduino IDE.

Hvordan bruke Wokwi til å lage en Arduino-krets

Gå til Wokwi nettsted og bla nedover hjemmesiden for å finne Start fra begynnelsen seksjon. Plukke ut Arduino Uno for å lage et nytt prosjekt med det (eller ditt valgte brett) forhåndslastet.

I simuleringsvinduet klikker du på det blå "+"-ikonet og velger LED fra listen. Gå til samme meny igjen og legg til en Motstand til prosjektet.

Klikk på Arduinoene GND-pinne og dra den nye ledningen til venstre ben på LED-en. Følg dette ved å klikke pinne 13 på Arduino og koble den til den ene enden av motstanden. Koble den andre enden av motstanden til høyre ben på LED-en.

Nå er det på tide å legge til koden. Slett kodemalen som ble lastet med det nye prosjektet og lim inn Blink-eksempelkoden i boksen.

Når du er ferdig, kan du klikke på den grønne avspillingsknappen (høyrepil) for å starte simuleringen. LED-en din skal blinke av og på.

Hvordan bruke Tinkercad-krets til å lage en Arduino-krets

Gå til Autodesk Tinkercad Circuit nettstedet og logg på eller opprett en ny konto for å komme i gang. Når du har tilgang til dashbordet, bla nedover siden og velg Lag ditt første kretsdesign i kretsdelen.

Du vil nå se et tomt lerret og en liste over komponenter på høyre side. Rull nedover listen eller søk etter "Arduino" og velg Arduino Uno R3 alternativet fra listen for å legge det til på lerretet. Gjør det samme for å legge til en LED og a motstand til lerretet.

Klikk på Arduinoene GND-pinne og dra ledningen til venstre ben på LED-en. Klikk deretter pinne 13 på Arduino, og dra ledningen til det nærmeste benet på motstanden. Koble den andre enden av motstanden til høyre ben på LED-en.

Tinkercad Circuits fungerer med både blokk- og kodebasert programmering. Til denne demonstrasjonen bruker vi kode, men du kan også få dette til å fungere med blokker om du vil. Klikk Kode til høyre på skjermen og velg Tekst fra rullegardinmenyen. Lim inn koden i denne boksen og trykk Start simulering for å se koden i aksjon.

Hvordan bruke SimulIDE til å lage en Arduino-krets

I motsetning til Tindercad Circuits og Wokwi, er SimulIDE en nedlastbar applikasjon. Gå til SimulIDE nettsted, last ned den nyeste versjonen for operativsystemet ditt, pakk ut filen og kjør EXE-filen inne.

Vi er ikke helt klare til å komme i gang ennå. Ved siden av selve SimulIDE, må du også laste ned en eldre versjon av Arduino IDE. Arduino IDE 1.8.19, for å være presis. Gå til Arduino nettsted, last ned zip-versjonen for operativsystemet og pakk den ut.

Start SimulIDE og velg Ny fil ikonet over høyre lerret. Deretter velger du Innstillinger tannhjul til venstre for Ny fil-ikonet, klikk på Kompilatorinnstillinger, og sørg for det Arduino velges fra rullegardinmenyen for enheter. Sett Tool Path til Arduino IDE-katalogen du lastet ned. I vårt tilfelle er dette F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Nå er det på tide å legge til litt maskinvare. Finn en Arduino Uno, en LED, og en motstand fra listen til venstre på skjermen og dra dem inn i venstre lerret. På samme måte som de andre kretsene, koble til GND-pinne av Arduino til bakken til LED-en. Koble pinne 13 på Arduino til den ene enden av motstanden, og den andre enden av motstanden til det frie benet på LED-en.

Lim inn koden i lerretet til høyre. Herfra klikker du på Feilsøk ikonet over høyre lerret, lagre filen med et nytt navn, og vent til prosessen er fullført. Klikk på Kjør til Breakpoint ikonet over lerretet til høyre for å kjøre simuleringen.

Hvilken Arduino-simulator er best for deg?

Som du kan se, er det å bygge en krets i Wokwi, Tinkercad Circuits eller SimulIDE en lignende prosess. Hvert av disse verktøyene skiller seg ut av forskjellige grunner, og prosessen vi nettopp har gått gjennom gjør det lettere å se styrkene deres.

• Wokwi: Wokwi er lett, enkel å bruke og støttet av et entusiastisk fellesskap, og er et godt valg for alle som kommer i gang med Arduino-simulering. Delelisten er ikke så omfattende som SimulIDE, men den har alt du trenger for å lage komplekse Arduino-kretser uten maskinvare.
• Tinkercad-kretser: Takket være Autodesk-støtten er Tinkercad Circuits glatt og moderne, og den mottar jevnlige oppdateringer. Den har ikke en veldig bred samling av komponenter, men den har forhåndslagde prosjekter og blokkprogrammering, noe som gjør den flott for nye brukere. Tinkercad Circuits fungerer til og med i mobilnettlesere.
• SimulIDE: Selv om det er utfordrende å sette opp, kan få mikrokontrollersimulatorer matche SimulIDE. Med hundrevis av komponenter, omfattende innstillingsmuligheter og en nøyaktig debugger, er dette verktøyet i stand til å utføre komplekse prosjekter som Arduino håndholdt videospill.

Kom i gang med Arduino-programmering

Hvis du ikke har en Arduino for hånden, er bruk av en av disse simulatorene en fin måte å begynne å lære å programmere en og planlegge et elektronisk prosjekt.

Arduinoer er et flott verktøy for enhver spirende programmerer eller produsent. De er enkle å bruke, tilgjengelige og mye moro, og det er mange artikler på MakeUseOf-siden for å komme i gang. Enten du vil lage en bærbar spillkonsoll eller et skrivebordstermometer, er det verdt å komme i gang med dine Arduino-drømmer i dag.