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. В этой статье мы рассмотрим один из самых крупных и удобных эмуляторов для начинающих: Tinkercad Circuits Arduino.
Симулятор или эмулятор Arduino?
Давайте сразу договоримся, что в статье 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.
Бесплатные ПО
Существует не так много русскоязычных, удобных в использовании и к тому же бесплатных ПО для составления однолинейных электросхем на компьютере. Итак, мы создали небольшой рейтинг, чтобы Вам стало известно, какие программы лучше для рисования схем электроснабжения домов и квартир:
- Microsoft Visio
. Как ни странно, но наиболее популярной и что не менее важно – бесплатной программой для черчения однолинейных электрических схем на компьютере является векторный графический редактор Visio. С его помощью даже начинающий электрик сможет быстро нарисовать принципиальную электросхему дома либо квартиры. Что касается функциональных возможностей, они не настолько расширенные, нежели у ПО, которые мы предоставим ниже. Подведя итог можно сказать, что Microsoft Visio это легкая в использовании и при этом на русском языке бесплатная программа для моделирования электрических цепей, которая подойдет домашним электрикам. - Компас-Электрик
. Более профессиональный программный пакет для проектирования схем электроснабжения помещений. В Компасе существует собственная база данных, в которой хранятся наименования и номиналы всех наиболее популярных типов автоматики, релейной защиты, низковольтных установок и других элементов цепи. Помимо этого в базе данных заложены графические обозначения всех этих элементов, что позволит сделать понятную схему электроснабжения либо даже отдельного распределительного щита. ПО полностью на русском языке и к тому же можно скачать его бесплатно. - Eagle
(Easily Applicable Graphical Layout Editor). Этот программный пакет позволит не только рисовать однолинейные схемы электроснабжения, но и самостоятельно разработать чертеж печатной платы. Что касается последнего, то черчение можно осуществлять как вручную, так и без собственного участия (в автоматическом режиме). На сегодняшний день существует как платная, так и бесплатная версия программы Eagle. Для домашнего использования достаточно будет скачать версию с обозначением «Freeware» (присутствуют некоторые ограничения по отношению к максимальному размеру полезной площади печатной платы). Недостаток данного программного пакета в том, что он официально не русифицирован, хотя если немного постараться, в интернете можно найти русификатор, что позволит без препятствий чертить электрические схемы квартир и домов. - Dip Trace
. Еще одна популярная программа для черчения электросхем и создания трасс для печатных плат. Программа простая и удобная в использовании, к тому же полностью на русском языке. Интерфейс позволяет спроектировать печатную плату в объемном виде, используя базу данных с уже готовыми элементами электрической цепи. Оценить полный функционал ПО Вы сможете только за деньги, но существует и урезанная бесплатная версия, которой будет вполне достаточно начинающему электрику. - «1-2-3 схема
». Полностью бесплатная программа для черчения электрических схем на компьютере. С официального сайта Вы можете скачать ее на русском языке и полной версией. Помимо моделирования проектов электроснабжения квартир, домов и других видов помещений, в данном программном пакете можно запросто составить схему сборки распределительного щита, в которой сразу же будут предоставлены наиболее подходящие номиналы автоматов, релейной защиты и т.д. Приятным дополнением в данном ПО является база данных с наклейками, которые можно распечатать и расклеить в собственном распределительном щитке для графического обозначения всех элементов цепи по госту. - AutoCAD Electrician
. Одной из бесплатных версий популярного редактора Автокад является AutoCAD Electrician. Вкратце об этом ПО можно сказать следующее: функционал подойдет как для начинающих, так и для профессиональных электриков, работающих в области энергетики. В интерфейсе все просто, разобраться можно быстро. Все функции на русском языке, поэтому можно без проблем использовать Автокад для черчения электрических схем разводки электропроводки по дому либо квартире. - Эльф
. Интересное название простенькой программы для моделирования схем электроснабжения в строительном черчении. Сам программный пакет не менее интересный и многофункциональный. С помощью программки «Эльф проектирование» можно выполнить построение чертежей электроснабжения любой сложности. Помимо этого ПО помогает выбрать автоматические выключатели подходящего номинала, рассчитать сечение кабеля по мощности и току и т.д. «Эльф проектирование» полностью бесплатный программный пакет на русском языке.
Некоторые из перечисленных программ вы можете увидеть на видео обзорах:
AutoCAD Electrical
КОМПАС-Электрик Visio
Помимо предоставленных 7 программ для черчения электросхем существует еще более десятка редакторов, в которых можно бесплатно составить принципиальный план электроснабжения дома либо квартиры, однако в остальных программках более сложный интерфейс либо проблемы с русскоязычной версией. Рекомендуем отдавать предпочтение представителям данного рейтинга, чтобы в дальнейшем не тратить время на поиск русификаторов, руководств по использованию и тому подобное!
Tinkercad для ардуино
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.
Что такое Tinkercad?
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.
История создания
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 2020 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).
Возможности симулятора Tinkercad для разработчика Arduino
Список основного функционала и полезных фич Tinkercad Circuits:
- Онлайн платформа, для работы не нужно ничего кроме браузера и устойчивого интернета.
- Удобный графический редактор для визуального построения электронных схем.
- Предустановленный набор моделей большинства популярных электронных компонентов, отсортированный по типам компонентов.
- Симулятор электронных схем, с помощью которого можно подключить созданное виртуальное устройство к виртуальному источнику питания и проследить, как оно будет работать.
- Симуляторы датчиков и инструментов внешнего воздействия. Вы можете менять показания датчиков, следя за тем, как на них реагирует система.
- Встроенный редактор Arduino с монитором порта и возможностью пошаговой отладки.
- Готовые для развертывания проекты Arduino со схемами и кодом.
- Визуальный редактор кода Arduio.
- Возможность интеграции с остальной функциональностью Tinkercad и быстрого создания для вашего устройства корпуса и других конструктивных элементов – отрисованная модель может быть сразу же сброшена на 3D-принтер.
- Встроенные учебники и огромное сообщество с коллекцией готовых проектов.
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.
Первые шаги в Tinkercad
Регистрация онлайн
Для начала работы необходимо получить эккаунт Autocad. Регистрация в Tinkercad абсолютно бесплатная. Зайдите на сайт и выполните простые шаги.
Подтвердив эккаунт по почте, войдите в систему, указав введенные параметры. В верхнем правом углу вы увидите ссылку в личный кабинет. В режиме редактирования профиля вы сможете поменять свой псевдоним, email, описание, установить фотографию, подключить внешние сервисы (здесь мы не будем останавливаться на этой функциональности).
Tinkercad Dashboard – Начальная страница
Преодолев этап регистрации, мы попадем на главную страницу, на которой слева видим список сервисов и под ним – список проектов. Навигация очень проста, хотя некоторые ссылки выглядят не очень заметными, но разобраться, что к чему, можно легко. Выбрав элемент слева мы видим справа список соответствующих объектов. Для раздела Circuits, этими объектами будут схемы и скетчи.
Создаем и редактируем проект
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.
Добавляем новую схему Circuits
Создать новую схему в Tinkercad можно двумя способами:
- В меню слева выбрать Circuits и справа над списком схем выбрать команду Create new Circuit (на момент написания статьи все основные интерфейсные элементы не переведены). Новая схема будет создана вне какого-либо проекта.
- Создать схему в определенном проекте. Для этого надо сначала перейти в окно проекта, а затем нажать на кнопку «Create» сверху над списком. Появится перечень типов схем, мы выбираем Circuit. Созданная схема будет доступна в этом списке и в списке всех проектов в меню Circuits.
После выполнения команды вы сразу же перейдете в режим редактирования схемы, не вводя названия. Имя для схемы формируется автоматически.
- Чтобы изменить название схемы и отредактировать ее свойства нужно перейти в режим просмотра списка схем, навести на область с названием схемы и нажать на иконку «Настройки». Откроется окно, в котором вы сможете отредактировать параметры.
- Для удаления схемы надо в том же режиме выбрать в настройках команду «Удалить».
- Для просмотра краткой информации о схеме нужно просто щелкнуть на ней
- Для перехода в режим редактирования нужно навести курсор мышки и выбрать появившуюся команду «Изменить».
Все изменения в процессе редактирования схемы сохраняются автоматически.
Описание интерфейса Тинкеркад в режиме редактирования
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:
- Повернуть элемент
- Удалить
- Масштабировать по размерам экрана
- Отмена
- Повтор
Кнопки в правой части панели:
- Отобразить панель программирования, и отладки
- Отобразить панель библиотеки компонентов
- Запустить симулятор схемы
- Экспорт в Eagle .brd
- Поделиться
В целом интерфейс достаточно прост, не перегружен лишними элементами и интуитивно понятен. Практически любые операции можно выполнить «на ощупь».
Электрические Расчеты 7.7.7
Электрические расчеты — программа предназначена для электрических расчетов, которые используются в работе электрика и домашних мастеров.
Лучший Telegram-канал про технологии (возможно)
Возможности:
- Расчет сечения провода
- Расчет падения напряжения
- Расчет силы тока
- Расчет напряжения
- Расчет активной мощности
- Расчет полной мощности [PRO]
- Расчет реактивной мощности [PRO]
- Расчет коэффициента мощности [PRO]
- Расчет сопротивления
- Максимальная длина провода [PRO]
- Заполнение кабельных каналов [PRO]
- Двигатель из трехфазного в однофазный
- Конденсаторный запуск двигателя однофазного [PRO]
- Расчет скорости вращения двигателя [PRO]
- КПД двигателя [PRO]
- Максимальный крутящий момент [PRO]
- Схема трехфазного электродвигателя (6 отведений)
- Схема трехфазного электродвигателя (9 отведений) [PRO]
- Схема трехфазный электродвигатель (12 отведений) [PRO]
- 4-х цветное кодирование резисторов
- 5/6-ти цветное кодирование резисторов [PRO]
- Цветовой код индуктивности [PRO]
- Цветовое значение резисторов
- Коды SMD резисторов [PRO]
- Кодировка конденсаторов
- Предохранители
- Категории применения предохранителей
- UL/CSA класс предохранителей
- Соединение резисторов
- Соединение конденсаторов [PRO]
- Преобразование Δ-Y [PRO]
- Преобразование л.с./кВт
- Американский калибр проводов (AWG) /мм²
- Преобразование сечения
- Преобразование см/дюйм
- Преобразование длины [PRO]
- Преобразование напряжения (Амплитуда) [PRO]
- Преобразование sin/cos/tan/φ [PRO]
- Преобразование энергии [PRO]
- Преобразование кВт — BTU/час
- Преобразование температуры [PRO]
- Преобразование давления [PRO]
- Преобразование А•ч/кВт•ч [PRO]
- Преобразование Гаусс/Тесла [PRO]
- Преобразование RPM (об/мин) — рад/с — м/с [PRO]
- Преобразование крутящего момента
- Преобразование битов и байтов
- Преобразование угловых мер
- Калибровка автоматического выключателя [PRO]
- Время-токовые характеристики
- Рабочий ток
- Реактивное сопротивление [PRO]
- Импеданс [PRO]
- Резонансная частота [PRO]
- Делитель напряжения [PRO]
- Разветвление тока [PRO]
- Стабилитрон как стабилизатор напряжения [PRO]
- Гасящий резистор
- Резистор для светодиода
- Компенсация реактивной мощности [PRO]
- Компенсации реактивной мощности трансформатора СН/НН [PRO]
- Реактивная мощность конденсаторов при различных напряжениях [PRO]
- Система заземления [PRO]
- Время работы аккумулятора [PRO]
- Первичная/Вторичная обмотка трансформатора
- Ток короткого замыкания [PRO]
- Мин. ток короткого замыкания (метод аппроксимации)
- Ток короткого замыкания трансформатора подстанции [PRO]
- Нагрузочная способность кабеля [PRO]
- Сопротивление проводника [PRO]
- Таблица реактивного сопротивления кабелей [PRO]
- Таблица удельного сопротивления [PRO]
- Таблица стандартных падений напряжения
- Классы защиты IP
- Классы приборов
- Длина антенны [PRO]
- Разрешение систем CCTV
- Калькулятор дискового пространства и полосы пропускания для систем CCTV
- Термопары
- Электрические символы
- Электричество во всем мире
- Типы вилок и розеток
- IEC 60320 разъемы
- Эффект Джоуля [PRO]
- Цветовая кодировка проводов
- Приставки СИ
- Единицы измерения
- Ток повреждения цепей [PRO]
- Кабели Ethernet (RJ-45) [PRO]
- Распиновка Ethernet с поддержкой PoE [PRO]
- RJ-11,14,25,48 [PRO]
- Распиновка Scart [PRO]
- Распиновка USB [PRO]
- Распиновка HDMI [PRO]
- Распиновка VGA [PRO]
- Распиновка DVI [PRO]
- Распиновка RS-232 [PRO]
- Распиновка разъема FireWire (IEEE1394) [PRO]
- Распиновка разъемов Молекс [PRO]
- Распиновка Sata [PRO]
- Распиновка Apple Lightning [PRO]
- Распиновка Apple разъем Док-Станции [PRO]
- Распиновка PS/2 [PRO]
- Опто-волоконный цветовой код [PRO]
- Распиновка светодиодов [PRO]
- Распиновка Raspberry PI [PRO]
- Распиновка ISO 10487 (Автомобильное аудио) [PRO]
- Распиновка XLR (Аудио/DMX) [PRO]
- Распиновка MIDI [PRO]
- Распиновка Thunderbolt [PRO]
- Распиновка SD карты [PRO]
- Распиновка сим-карты [PRO]
- Формулы [PRO]
Подводя итоги
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.
