Arduino Simulation 101: Opret kredsløb uden hardwaren

At arbejde med Arduino mikrocontrollerkort er nemmere end nogensinde, takket være alle de tilgængelige ressourcer online. Du kan finde utallige Arduino hardware- og softwareguider på nettet, og selve hardwaren er overkommelig og tilgængelig for folk fra alle samfundslag. Men hvad sker der, hvis du vil skrive din kode, før du forpligter dig til at købe Arduino-hardware?

Det er her, Arduino-simulering kommer ind. Tilbyder et fantastisk lærings- og prototypeværktøj, en god Arduino-simulator vil tjene dig godt, når du vil teste kode uden at bruge hardware.

De bedste (gratis) Arduino-emulatorer/simulatorer online

I den sande open source-ånd fra Arduino er mange af simulatorværktøjerne, der er tilgængelige online, gratis at bruge. Lad os udforske tre af de bedste gratis Arduino-simulatorer, der findes. Der er masser af fantastiske Arduino-projekter for begyndere tilgængelig online for at komme i gang.

Wokwi Online Arduino og ESP32 Simulator

Wokwi Online Arduino og ESP32 Simulator er et utroligt nemt værktøj at bruge, der tilbyder masser af frihed, når du opretter dine kredsløb. Værktøjet fungerer udelukkende i din browser med et omfattende udvalg af Arduino-komponenter, der er tilgængelige at spille med, inklusive knapper, skærme og et væld af sensorer.

En af Wokwis vigtigste fordele er, at den lader dig vælge de I/O-stifter, du vil have til hver af dine komponenter. Den har også alle de mest populære og almindelige Arduino-brætter for at give en nøjagtig oplevelse.

Autodesk Tinkercad Circuits

Autodesks Tinkercad Circuits online kredsløbssimulator er ikke så omfattende som Wokwi, når det kommer til komponenter, men grænsefladen er mere moderne og lettere at bruge. Kun en håndfuld mikrocontrollerkort er tilgængelige med Tinkercad Circuits, hvilket gør værktøjet bedst for dem, der bruger Arduino Uno-kort.

SimulIDE

SimulIDE er den eneste Arduino-simulator på denne liste, der skal installeres på din computer. Softwaren er tilgængelig gratis på Windows, macOS og Linux, hvilket gør den lige så nem at få adgang til som Wokwi og Tinkercad Circuits.

Denne software har en meget gammeldags brugergrænseflade, der kan virke skræmmende i starten. Men når du kommer forbi dette, er SimulIDE en fremragende Arduino-simulator med et af de mest omfattende udvalg af komponenter, der er tilgængelige i et værktøj som dette.

Hvordan man simulerer et Arduino-kredsløb og kode

Hver af disse Arduino-simulatorer fungerer ganske ens, men det er værd at udforske dem alle for at få en idé om, hvilken der er bedst for dig. For at holde tingene retfærdige vil vi bruge den samme kode og hardware med hver af simulatorerne: standard Blink-eksemplet, der følger med Arduino IDE.

Sådan bruger du Wokwi til at oprette et Arduino-kredsløb

Gå til Wokwi hjemmeside og rul ned på hjemmesiden for at finde Start fra begyndelsen afsnit. Vælg Arduino Uno for at oprette et nyt projekt med det (eller dit valgte bord) forudindlæst.

I simuleringsvinduet skal du klikke på det blå "+"-ikon og vælge LED fra listen. Gå til den samme menu igen og tilføj en Modstand til projektet.

Klik på Arduino'erne GND pin og træk den nye ledning til venstre ben af ​​LED'en. Følg dette ved at klikke pind 13 på Arduino og forbinder den med den ene ende af modstanden. Tilslut den anden ende af modstanden til højre ben på LED'en.

Nu er det tid til at tilføje koden. Slet kodeskabelonen, der blev indlæst med det nye projekt, og indsæt Blink-eksempelkoden i boksen.

Når du er færdig, kan du klikke på den grønne afspil-knap (højre pil) for at starte din simulering. Din LED skal blinke til og fra.

Sådan bruger du Tinkercad-kredsløb til at skabe et Arduino-kredsløb

Gå til Autodesk Tinkercad Circuit hjemmeside og log ind eller opret en ny konto for at komme i gang. Når du har adgang til dashboardet, skal du rulle ned på siden og vælge Opret dit første kredsløbsdesign i kredsløbssektionen.

Du vil nu se et tomt lærred og en liste over komponenter i højre side. Rul ned på listen eller søg efter "Arduino", og vælg Arduino Uno R3 mulighed fra listen for at tilføje det til lærredet. Gør det samme for at tilføje en LED og en modstand til lærredet.

Klik på Arduino'erne GND pin og træk ledningen til venstre ben af ​​LED'en. Klik derefter pind 13 på Arduino, og træk ledningen til det nærmeste ben på modstanden. Tilslut den anden ende af modstanden til højre ben på LED'en.

Tinkercad Circuits arbejder med både blok- og kodebaseret programmering. Til denne demonstration bruger vi kode, men du kan også få dette til at fungere med blokke, hvis du vil. Klik Kode til højre på skærmen og vælg Tekst fra rullemenuen. Indsæt koden i denne boks og tryk Start simulering for at se koden i aktion.

Sådan bruger du SimulIDE til at oprette et Arduino-kredsløb

I modsætning til Tindercad Circuits og Wokwi er SimulIDE en applikation, der kan downloades. Gå til SimulIDE hjemmeside, download den seneste version til dit operativsystem, pak filen ud, og kør EXE-filen inde.

Vi er ikke helt klar til at komme i gang endnu. Udover selve SimulIDE skal du også downloade en ældre version af Arduino IDE. Arduino IDE 1.8.19, for at være præcis. Gå til Arduino hjemmeside, download zip-versionen til dit operativsystem og pak den ud.

Start SimulIDE og vælg Ny fil ikonet over det højre lærred. Vælg derefter Indstillinger tandhjul til venstre for ikonet Ny fil, klik på Compiler indstillinger, og sørg for det Arduino vælges fra rullemenuen for enheder. Indstil værktøjsstien til det Arduino IDE-bibliotek, du downloadede. I vores tilfælde er dette F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Nu er det tid til at tilføje noget hardware. Find en Arduino Uno, en LED, og en modstand fra listen til venstre på skærmen, og træk dem ind i det venstre lærred. Ligesom de andre kredsløb skal du tilslutte GND pin af Arduino til jordbenet af LED'en. Forbinde pind 13 på Arduino til den ene ende af modstanden, og den anden ende af modstanden til LED'ens frie ben.

Indsæt koden i det højre lærred. Herfra skal du klikke på Fejlfinde ikonet over det højre lærred, gem filen med et nyt navn, og vent på, at processen er fuldført. Klik på Kør til Breakpoint ikonet over det højre lærred for at køre simuleringen.

Hvilken Arduino Simulator er bedst for dig?

Som du kan se, er det en lignende proces at bygge et kredsløb i Wokwi, Tinkercad Circuits eller SimulIDE. Hvert af disse værktøjer skiller sig dog ud af forskellige årsager, og den proces, vi lige har gennemgået, gør det lettere at se deres styrker.

• Wokwi: Let, let at bruge og støttet af et entusiastisk fællesskab, Wokwi er et godt valg for alle, der kommer i gang med Arduino-simulering. Dens reservedelsliste er ikke så omfattende som SimulIDE, men den har alt hvad du behøver for at skabe komplekse Arduino-kredsløb uden hardware.
• Tinkercad kredsløb: Takket være dens Autodesk-bagside er Tinkercad Circuits smart og moderne, og den modtager regelmæssige opdateringer. Den har ikke en meget bred samling af komponenter, men den har præfabrikerede projekter og blokprogrammering, hvilket gør den fantastisk til nye brugere. Tinkercad Circuits fungerer endda i mobile browsere.
• SimulIDE: Selvom det er udfordrende at sætte op, kan få mikrocontrollersimulatorer matche SimulIDE. Med hundredvis af komponenter, omfattende indstillingsmuligheder og en nøjagtig debugger er dette værktøj i stand til at udføre komplekse projekter som f. Arduino håndholdt videospil.

Kom godt i gang med Arduino-programmering

Hvis du ikke har en Arduino ved hånden, er brugen af ​​en af ​​disse simulatorer en fantastisk måde at begynde at lære at programmere en og planlægge et elektronisk projekt.

Arduinos er et fantastisk værktøj for enhver spirende programmør eller producent. De er nemme at bruge, tilgængelige og masser af sjov, og der er masser af artikler på MakeUseOf-siden for at komme i gang. Uanset om du vil lave en bærbar spillekonsol eller et skrivebordstermometer, er det værd at komme i gang med dine Arduino-drømme i dag.