Arduino Simulation 101: Skapa kretsar utan hårdvaran

Att arbeta med Arduino mikrokontrollerkort är enklare än någonsin, tack vare alla tillgängliga resurser online. Du kan hitta otaliga Arduino hårdvaru- och mjukvaruguider på webben, och själva hårdvaran är prisvärd och tillgänglig för människor från alla samhällsskikt. Men vad händer om du vill skriva din kod innan du bestämmer dig för att köpa Arduino-hårdvara?

Det är här Arduino-simuleringen kommer in. En bra Arduino-simulator erbjuder ett utmärkt inlärnings- och prototypverktyg, och kommer att tjäna dig väl när du vill testa kod utan att använda hårdvara.

De bästa (gratis) Arduino-emulatorerna/simulatorerna online

I Arduinos sanna öppen källkodsanda är många av simulatorverktygen som finns tillgängliga online gratis att använda. Låt oss utforska tre av de bästa gratis Arduino-simulatorerna som finns. Det finns massor av bra Arduino-projekt för nybörjare tillgänglig online för att komma igång.

Wokwi Online Arduino och ESP32 Simulator

Wokwi Online Arduino och ESP32 Simulator är ett otroligt enkelt verktyg att använda, som erbjuder massor av frihet när du skapar dina kretsar. Verktyget fungerar uteslutande i din webbläsare, med ett omfattande utbud av Arduino-komponenter tillgängliga att spela med, inklusive knappar, displayer och en mängd sensorer.

En av Wokwis främsta fördelar är att den låter dig välja de I/O-stift du vill ha för var och en av dina komponenter. Den har också alla de mest populära och vanliga Arduino-brädorna för att ge en korrekt upplevelse.

Autodesk Tinkercad Circuits

Autodesks Tinkercad Circuits online-kretssimulator är inte lika omfattande som Wokwi när det kommer till komponenter, men gränssnittet är modernare och enklare att använda. Endast en handfull mikrokontrollerkort är tillgängliga med Tinkercad Circuits, vilket gör verktyget bäst för dem som använder Arduino Uno-kort.

SimulIDE

SimulIDE är den enda Arduino-simulatorn på den här listan som måste installeras på din dator. Programvaran är tillgänglig gratis på Windows, macOS och Linux, vilket gör den lika enkel att komma åt som Wokwi och Tinkercad Circuits.

Denna programvara har ett mycket gammaldags gränssnitt som kan verka skrämmande till en början. När du väl kommit förbi detta är SimulIDE en utmärkt Arduino-simulator med ett av de mest omfattande utbudet av komponenter som finns i ett verktyg som detta.

Hur man simulerar en Arduino-krets och kod

Var och en av dessa Arduino-simulatorer fungerar ganska lika, men det är värt att utforska dem alla för att få en uppfattning om vilken som är bäst för dig. För att hålla saker rättvist kommer vi att använda samma kod och hårdvara med var och en av simulatorerna: standardexemplet Blink som kommer med Arduino IDE.

Hur man använder Wokwi för att skapa en Arduino-krets

Gå till Wokwi hemsida och scrolla ner på hemsidan för att hitta Börja från början sektion. Välj Arduino Uno för att skapa ett nytt projekt med det (eller ditt valda bräda) förinstallerat.

I simuleringsfönstret klickar du på den blå "+"-ikonen och väljer LED från listan. Gå till samma meny igen och lägg till en Motstånd till projektet.

Klicka på Arduino GND-stift och dra den nya kabeln till LED: s vänstra ben. Följ detta genom att klicka stift 13 på Arduino och anslut den till ena änden av motståndet. Anslut den andra änden av motståndet till det högra benet på lysdioden.

Nu är det dags att lägga till koden. Ta bort kodmallen som laddades med det nya projektet och klistra in Blink-exempelkoden i rutan.

När du är klar kan du klicka på den gröna uppspelningsknappen (högerpilen) för att starta din simulering. Din LED ska blinka på och av.

Hur man använder Tinkercad Circuit för att skapa en Arduino Circuit

Gå till Autodesk Tinkercad Circuit webbplats och logga in eller skapa ett nytt konto för att komma igång. När du har tillgång till instrumentpanelen, scrolla ner på sidan och välj Skapa din första kretsdesign i avsnittet Kretsar.

Du kommer nu att se en tom arbetsyta och en lista med komponenter på höger sida. Scrolla ner i listan eller sök efter "Arduino" och välj Arduino Uno R3 alternativ från listan för att lägga till den på arbetsytan. Gör samma sak för att lägga till en LED och a motstånd till duken.

Klicka på Arduino GND-stift och dra kabeln till LED: ns vänstra ben. Klicka sedan stift 13 på Arduino, och dra tråden till det närmaste benet på motståndet. Anslut den andra änden av motståndet till det högra benet på lysdioden.

Tinkercad Circuits fungerar med både block- och kodbaserad programmering. För denna demonstration använder vi kod, men du kan även få detta att fungera med block om du vill. Klick Koda till höger på skärmen och välj Text från rullgardinsmenyn. Klistra in koden i den här rutan och tryck Starta simulering för att se koden i aktion.

Hur man använder SimulIDE för att skapa en Arduino-krets

Till skillnad från Tindercad Circuits och Wokwi är SimulIDE en nedladdningsbar applikation. Gå till SimulIDE webbplats, ladda ner den senaste versionen för ditt operativsystem, packa upp filen och kör EXE-filen inuti.

Vi är inte riktigt redo att komma igång ännu. Vid sidan av själva SimulIDE behöver du också ladda ner en äldre version av Arduino IDE. Arduino IDE 1.8.19, för att vara exakt. Gå till Arduino hemsida, ladda ner zip-versionen för ditt operativsystem och packa upp den.

Starta SimulIDE och välj Ny fil ikonen ovanför den högra duken. Välj sedan inställningar kugghjul till vänster om ikonen Ny fil, klicka på Kompilatorinställningar, och se till att Arduino väljs från rullgardinsmenyn för enheter. Ställ in verktygssökvägen till Arduino IDE-katalogen du laddade ner. I vårt fall är detta F:\arduino-1.8.19-windows\arduino-1.8.19\.

Nu är det dags att lägga till lite hårdvara. Hitta en Arduino Uno, en LED, och en motstånd från listan till vänster på skärmen och dra dem till den vänstra arbetsytan. Ungefär som de andra kretsarna, anslut GND-stift av Arduino till markbenet på lysdioden. Ansluta stift 13 på Arduino till ena änden av motståndet, och den andra änden av motståndet till det fria benet på lysdioden.

Klistra in koden i den högra duken. Härifrån klickar du på Felsökning ikonen ovanför den högra arbetsytan, spara filen med ett nytt namn och vänta på att processen ska slutföras. Klicka på Kör till Breakpoint ikonen ovanför den högra duken för att köra simuleringen.

Vilken Arduino-simulator är bäst för dig?

Som du kan se är att bygga en krets i Wokwi, Tinkercad Circuits eller SimulIDE en liknande process. Vart och ett av dessa verktyg sticker dock ut av olika anledningar, och processen vi just har gått igenom gör det lättare att se deras styrkor.

• Wokwi: Lätt, lätt att använda och med stöd av en entusiastisk community, är Wokwi ett bra val för alla som kommer igång med Arduino-simulering. Dess reservdelslista är inte lika omfattande som SimulIDE, men den har allt du behöver för att skapa komplexa Arduino-kretsar utan hårdvara.
• Tinkercad-kretsar: Tack vare sin Autodesk-baksida är Tinkercad Circuits snygg och modern, och den får regelbundna uppdateringar. Den har inte en mycket bred samling av komponenter, men den har förgjorda projekt och blockprogrammering, vilket gör den perfekt för nya användare. Tinkercad Circuits fungerar till och med i mobila webbläsare.
• SimulIDE: Även om det är utmanande att installera, kan få mikrokontrollersimulatorer matcha SimulIDE. Med hundratals komponenter, omfattande inställningsalternativ och en noggrann debugger kan det här verktyget utföra komplexa projekt som Arduino handhållet videospel.

Kom igång med Arduino-programmering

Om du inte har en Arduino till hands är en av dessa simulatorer ett bra sätt att börja lära sig programmera en och planera ett elektroniskt projekt.

Arduinos är ett utmärkt verktyg för alla blivande programmerare eller tillverkare. De är lätta att använda, tillgängliga och massor av roliga, och det finns massor av artiklar på MakeUseOf-webbplatsen för att komma igång. Oavsett om du vill göra en bärbar spelkonsol eller en stationär termometer, är det värt att komma igång med dina Arduino-drömmar idag.