هیچ برد آردوینو در دست ندارید؟ مشکلی نیست: یکی از این شبیه سازها را برای آزمایش پروژه های الکترونیکی خود امتحان کنید.
پلتفرم توسعه سخت افزار آردوینو توسط علاقمندان، متخصصان و دانشجویان علاقه مند به الکترونیک استفاده می شود. بردهای آردوینو به دلیل ماهیت مبتدی دوستانه و جامعه وسیع کاربران، به ویژه در میان افرادی که تازه وارد الکترونیک می شوند، محبوب هستند.
در زیر، برخی از بهترین شبیه‌سازهای آنلاین را بررسی می‌کنیم که می‌توانید به عنوان جایگزینی برای بردهای آردوینو در زمانی که نمی‌توانید یکی از آنها را خریداری کنید یا به آن دسترسی ندارید، استفاده کنید.
آردوینو چیست؟
پلتفرم آردوینو شامل یک برد میکروکنترلر قابل برنامه ریزی و یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) است. میکروکنترلر را می توان برای انجام طیف وسیعی از وظایف، از کنترل چراغ ها و رایانه ها تا خواندن سنسورها و اندازه گیری دما، برنامه ریزی کرد.
آردوینو از سال 2005 زمانی که به عنوان پروژه ای توسط دانشجویان در موسسه طراحی تعامل Ivrea (IDII) در Ivrea، ایتالیا شروع شد، وجود داشته است و از آن زمان تاکنون مورد استقبال گسترده قرار گرفته است. پروژه آردوینو از یک زبان برنامه نویسی پایه به نام آردوینو استفاده می کند که مبتنی بر C/C++ و یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) نوشته شده در جاوا است.
برخلاف کامپیوترهای تک برد، آردوینو یک برد میکروکنترلر است و نمی تواند یک سیستم عامل را اجرا کند—تفاوت بین میکروکنترلرها و SBC ها را ببینید. با این حال، چندین عملکرد داخلی مانند حافظه برای ذخیره برنامه ها و داده ها، درگاه های ورودی برای اتصال دستگاه های خارجی مانند سنسورها یا دکمه ها، درگاه های خروجی برای کنترل چراغ ها یا موتورها، کریستال های ساعت که زمان بندی دقیق را برای پردازنده فراهم می کند، و تنظیم کننده های قدرت که تبدیل می کنند، دارد. انرژی باتری به ولتاژ مورد نیاز مدارهای پردازنده می رسد.
اکثر بردهای آردوینو حول یک تراشه میکروکنترلر AVR 8 بیتی Atmel با انواع ویژگی‌های اضافی از جمله ورودی/خروجی آنالوگ، پین‌های ورودی/خروجی دیجیتال و همچنین پین‌های عملکردی ویژه مانند پورت‌های سریال یا اتصالات SPI برای ارتباطات پرسرعت ساخته شده‌اند. با دستگاه های دیگر مانند پخش کننده های MP3 یا گیرنده های GPS.
مزایای شبیه ساز آردوینو
1. شبیه سازها برای مبتدیان عالی هستند. استارترها در الکترونیک یا با دانش محدودشان در کدنویسی یا بی تجربگی آنها در ساخت مدارها مانع می شوند. برخی شبیه‌سازها از برنامه‌نویسی مبتنی بر بلوک استفاده می‌کنند که تعریف عملکرد اجزای الکترونیکی را آسان‌تر می‌کند. همچنین، برخی شبیه‌سازها برای انتخاب بهترین شکل سیم‌کشی در هنگام اتصال قطعات به برد دیجیتال طراحی شده‌اند که کار را برای شما کاهش می‌دهد.
2. شبیه سازها همچنین برای آزمایش سخت افزار و یادگیری بیشتر در مورد نحوه کار این دستگاه ها ایده آل هستند. آنها برای آشنایی با آنچه اجزای مختلف انجام می دهند و نحوه تعامل آنها مفید هستند. می توانید از این دانش هنگام ساخت مدارها و دستگاه های خود در آینده استفاده کنید.
3. آنها برای نمونه سازی سریعتر اجازه می دهند. یک شبیه ساز به شما امکان می دهد بدانید چه چیزی کار می کند و چه چیزی کار نمی کند. تخته های نان مفید هستند، اما بدون محدودیت نیستند. یک شبیه ساز به شما امکان می دهد تا به سرعت مدارهای خود را بدون صرف هزینه زیاد روی PCB های گران قیمت نمونه سازی کنید. اگر ترجیح می دهید از تخته نان برای نمونه سازی پروژه های الکترونیکی خود استفاده کنید، راهنمای ما در مورد برد برد Raspberry Pi یک مکان عالی برای شروع است.
4. آنها می توانند پول زیادی برای شما پس انداز کنند. شبیه‌سازها می‌توانند نیاز به خرید مجموعه‌ای از تخته‌هایی را که برای پروژه‌ای که هرگز از همان ابتدا امکان‌پذیر نبوده‌اند، از بین ببرند. همچنین با شبیه سازها، هیچ خطری برای آسیب رساندن به بردهای میکروکنترلر یا سایر تجهیزات شما وجود ندارد.
5. آنها همچنین امکان همکاری بین سازندگان را فراهم می کنند. اکثر شبیه سازها به شما اجازه می دهند تا طرح های خود را به اشتراک بگذارید و با دیگر قلع و قمع ها برای ایجاد وسایل الکترونیکی واقعاً باشکوه همکاری کنید.
1. پروتئوس
Proteus Design Suite مجموعه ای از ابزارهای Lab Center Electronics است که به شما امکان می دهد شبیه سازی مدارهای الکترونیکی را ایجاد کنید. این شامل پشتیبانی از بردهای آردوینو مانند برد توسعه قرص Blue مبتنی بر STM32 و همچنین بردهای میکروکنترلر AVR 8 بیتی است.
Proteus یک ابزار آسان برای استفاده است که برای مبتدیانی که می خواهند با الکترونیک بدون دانش قبلی از اصول برنامه نویسی آزمایش کنند عالی است. Visual Designer محیط توسعه آردوینو را شبیه سازی می کند و به شما امکان می دهد اجزای مورد نیاز در پروژه خود را بکشید و رها کنید و آنها را با آردوینو تست کنید. گالری محیطی تعداد زیادی مؤلفه را فراهم می کند: بردهای شکست، سپرها، حسگرها و ماژول هایی که می توانید در پروژه های خود استفاده کنید.
Proteus نرم افزار پولی است و برنامه های قیمت گذاری از 248 دلار شروع می شود که یک پرداخت یکباره است. این فقط در سیستم های ویندوز کار می کند. macOS و Linux در حال حاضر پشتیبانی نمی شوند.
2. Tinkercad
Tinkercad یک برنامه رایگان مدل سازی سه بعدی مبتنی بر مرورگر است که به شما امکان می دهد مدل های سه بعدی ایجاد کرده و آنها را به عنوان فایل های STL صادر کنید. این یک راه آسان برای شروع مدل سازی سه بعدی است و سادگی آن آن را برای ایجاد مدل های اولیه پروژه های الکترونیکی شما ایده آل می کند.
Tinkercad همچنین شامل یک شبیه‌ساز الکترونیکی به نام Tinkercad Circuits است که می‌توانید در آن قطعات را برای ساخت مدارهای مجازی قرار دهید و سیم‌کشی کنید. از برنامه نویسی مبتنی بر بلوک استفاده می کند که در آن می توانید بلوک های کد را بکشید و رها کنید تا برنامه ها را بنویسید. و اگر به اندازه کافی برنامه نویس زرنگی هستید، می توانید کد خود را مستقیماً در ویرایشگر متن تایپ کنید.
قبل از اینکه بتوانید از شبیه ساز استفاده کنید، یک حساب Autodesk لازم است زیرا Tinkercad در سال 2013 توسط این شرکت خریداری شد.
با این حال، کتابخانه بسیار بزرگی از اجزا، از جمله پردازنده‌های micro:bit و Arduino، و چندین مدار از پیش ساخته شده را ارائه می‌کند که شروع به کار در پروژه الکترونیکی شما را آسان‌تر می‌کند.
به دنبال این هستید که فوراً کار با آردوینو را شروع کنید؟ نگاهی به بهترین پروژه های آردوینو برای مبتدیان بیندازید. شما فقط ممکن است چیزی را پیدا کنید که مورد علاقه شما باشد.
3. Paulware Arduino Simulator
Paulware’s Arduino Simulator یک شبیه ساز الکترونیکی رایگان و منبع باز است که به شما امکان می دهد طرح های آردوینو خود را آزمایش و اشکال زدایی کنید. این شبیه ساز که توسط Paul Richards (Paulware) ساخته شده است، به زبان C++ نوشته شده است و شامل اجزایی مانند LED و LCD، ماتریس صفحه کلید 4×4، سوئیچ DIP چرخشی و غیره می باشد.
ویدیوی پل در کانال خود نحوه نصب این شبیه ساز با استفاده از یک کامپایلر رایگان CPP و نحوه استفاده از آن برای آزمایش پروژه های آردوینو را توضیح می دهد. دستورالعمل های بیشتر را می توانید در صفحه پروژه GitHub بیابید. می توانید کامپایلر CPP را از SourceForge دانلود کنید.
این دارای یک رابط کاربر پسند است که باید برای مبتدیان به اندازه کافی آسان باشد. در حال حاضر فقط روی ویندوز اجرا می شود. کاربران مک و لینوکس باید نگاهی به گزینه های مبتنی بر وب در این لیست بیندازند.
اگر می خواهید پروژه های خود را با Raspberry Pi آزمایش کنید، ما تحت پوشش قرار گرفته ایم. خلاصه گسترده ما از بهترین شبیه سازهای Raspberry Pi را که باید فوراً امتحان کنید، بررسی کنید.
4. ووکوی
Wokwi یکی دیگر از ابزارهای مبتنی بر وب است که می توانید برای طراحی و شبیه سازی پروژه های آردوینو از آن استفاده کنید. رابط کاربری ساده و نامرتب Wokwi تمرکز بر روی کد و شبیه سازی را بسیار آسان تر می کند. دارای تعدادی ویژگی است که به آن کمک می کند تا از دیگر شبیه سازهای موجود در این لیست متمایز شود، از جمله:
- پشتیبانی از سایر بردهای آردوینو به جز Uno، مانند آردوینو مگا 2560 و آردوینو نانو.
- انتخاب بسیار متنوع تری از قطعات الکترونیکی را می توانید به مدارهای خود اضافه کنید، از جمله گیرنده های IR، پتانسیومترها، ماژول های RTC، موتورها، درایورها و غیره.
- یک انجمن فیس بوک که در آن می توانید درباره شبیه ساز Wokwi اطلاعات بیشتری کسب کنید و پروژه های خود را به اشتراک بگذارید.
سایت Docs همراه نیز شروع به کار با طراحی لوازم الکترونیکی در Wokwi را آسان می کند. حتماً صفحه کلیدهای میانبر و سؤالات متداول را بررسی کنید.
شبیه سازهای آردوینو
شبیه سازهای آردوینو یک راه عالی برای توسعه و آزمایش پروژه های شما هستند. شما همچنین می توانید از این شبیه سازها برای ایجاد یک نمونه اولیه تعاملی از پروژه خود استفاده کنید که می تواند با دیگران به اشتراک گذاشته شود یا در پلتفرم هایی مانند GitHub آپلود شود. با این لیست از ابزارهای شبیه سازی آردوینو از برنامه های مبتنی بر وب گرفته تا برنامه های محلی، تنها کاری که باید انجام دهید این است که آنها را امتحان کنید و ببینید کدام یک به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد.