Die Hardware-Entwicklungsplattform Arduino wird von Bastlern, Fachleuten und Studenten mit Interesse an Elektronik verwendet. Arduino-Boards sind aufgrund ihrer Anfängerfreundlichkeit und der großen Benutzergemeinschaft besonders beliebt bei Elektronik-Neulingen.
Im Folgenden untersuchen wir einige der besten Online-Simulatoren, die Sie als Alternative zu Arduino-Boards verwenden können, wenn Sie keine kaufen können oder keinen Zugriff darauf haben.
Was ist Arduino?
Die Arduino-Plattform besteht aus einem programmierbaren Mikrocontroller-Board und einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE). Der Mikrocontroller kann so programmiert werden, dass er eine Vielzahl von Aufgaben ausführt, von der Steuerung von Lampen und Computern bis hin zum Lesen von Sensoren und Messen der Temperatur.
Arduino gibt es seit 2005, als es als Projekt von Studenten des Interaction Design Institute Ivrea (IDII) in Ivrea, Italien, begann und seitdem eine große Verbreitung gefunden hat. Das Arduino-Projekt verwendet eine grundlegende Programmiersprache namens Arduino, die auf C/C++ und einer in Java geschriebenen integrierten Entwicklungsumgebung (IDE) basiert.
Im Gegensatz zu einem Einplatinencomputer ist ein Arduino ein Mikrocontroller-Board und kann kein Betriebssystem ausführen – siehe Unterschiede zwischen Mikrocontrollern und SBCs. Es verfügt jedoch über mehrere interne Funktionen wie Speicher zum Speichern von Programmen und Daten, Eingangsports zum Anschließen externer Geräte wie Sensoren oder Tasten, Ausgangsports für Steuerung von Lichtern oder Motoren, Uhrenkristalle, die dem Prozessor ein präzises Timing liefern, und Leistungsregler, die Batterieleistung in die vom Prozessor benötigte Spannung umwandeln Schaltungen.
Die meisten Arduino-Boards basieren auf einem 8-Bit-Atmel-AVR-Mikrocontroller-Chip mit einer Vielzahl zusätzlicher Funktionen, darunter analoge Ein-/Ausgänge und digitale E/A Pins sowie Spezialfunktionspins wie serielle Ports oder SPI-Verbindungen für die Hochgeschwindigkeitskommunikation mit anderen Geräten wie MP3-Playern oder GPS Empfänger.
Vorteile von Arduino-Simulatoren
1. Simulatoren sind ideal für Anfänger. Anfänger in der Elektronik werden entweder durch ihre begrenzten Kenntnisse der Codierung oder ihre Unerfahrenheit im Aufbau von Schaltungen behindert. Einige Simulatoren verwenden eine blockbasierte Programmierung, die es einfacher macht, den Betrieb der elektronischen Komponenten zu definieren. Außerdem sind einige Simulatoren so konzipiert, dass sie die beste Art der Verdrahtung auswählen, wenn Sie Komponenten an die digitale Platine anschließen, was Ihnen die Arbeit abnimmt.
2. Simulatoren sind auch ideal, um Hardware zu testen und mehr über die Funktionsweise dieser Geräte zu erfahren. Sie sind hilfreich, um sich damit vertraut zu machen, was verschiedene Komponenten tun und wie sie interagieren. Dieses Wissen können Sie später beim Aufbau Ihrer Schaltungen und Geräte nutzen.
3. Sie ermöglichen ein schnelleres Prototyping. Ein Simulator zeigt Ihnen, was funktioniert und was nicht. Steckbretter sind nützlich, aber sie sind nicht ohne ihre Einschränkungen. Mit einem Simulator können Sie schnell Prototypen Ihrer Schaltungen erstellen, ohne viel Geld für teure Leiterplatten ausgeben zu müssen. Wenn Sie lieber Steckbretter verwenden möchten, um Ihre Elektronikprojekte zu prototypisieren, unsere Anleitung zum Raspberry Pi Breadboarding ist ein großartiger Ort, um anzufangen.
4. Sie können viel Geld sparen. Simulatoren können die Notwendigkeit beseitigen, eine Reihe von Platinen zu kaufen, die Sie nicht für ein Projekt benötigen, das von Anfang an nie durchführbar war. Auch bei Simulatoren besteht keine Gefahr, Ihre Mikrocontroller-Platinen oder andere Geräte zu beschädigen.
5. Sie ermöglichen auch die Zusammenarbeit zwischen Herstellern. Die meisten Simulatoren ermöglichen es Ihnen, Ihre Designs zu teilen und mit anderen Bastlern zusammenzuarbeiten, um wirklich großartige Elektronik zu schaffen.
Die Proteus Design Suite ist eine Sammlung von Tools von Lab Center Electronics, mit denen Sie Simulationen elektronischer Schaltungen erstellen können. Es umfasst Unterstützung für Arduino-Boards wie das STM32-basierte Entwicklungsboard Blue Pill sowie die 8-Bit-AVR-Mikrocontroller-Boards.
Proteus ist ein einfach zu bedienendes Tool, das sich hervorragend für Anfänger eignet, die ohne Vorkenntnisse in Programmiergrundlagen mit Elektronik experimentieren möchten. Der Visual Designer simuliert die Arduino-Entwicklungsumgebung und ermöglicht es Ihnen, die in Ihrem Projekt benötigten Komponenten per Drag & Drop zu verschieben und mit Arduino zu testen. Die Peripherie-Galerie bietet eine umfangreiche Anzahl von Komponenten: Breakout-Boards, Abschirmungen, Sensoren und Module, die Sie in Ihren Projekten verwenden können.
Proteus ist eine kostenpflichtige Software, und die Preispläne beginnen bei 248 $, was eine einmalige Zahlung ist. Es funktioniert nur auf Windows-Systemen; macOS und Linux werden derzeit nicht unterstützt.
Tinkercad ist eine kostenlose, browserbasierte 3D-Modellierungsanwendung, mit der Sie 3D-Modelle erstellen und als STL-Dateien exportieren können. Es ist ein einfacher Weg, um mit der 3D-Modellierung zu beginnen, und seine Einfachheit macht es ideal für die Erstellung grundlegender Modelle Ihrer Elektronikprojekte.
Tinkercad enthält auch einen Elektroniksimulator, Tinkercad Circuits, in dem Sie Komponenten platzieren und verdrahten können, um virtuelle Schaltungen aufzubauen. Es verwendet blockbasierte Programmierung, bei der Sie Codeblöcke ziehen und ablegen können, um Programme zu schreiben. Und wenn Sie ein versierter Programmierer sind, können Sie Ihren Code direkt in den Texteditor eingeben.
Ein Autodesk-Konto ist erforderlich, bevor Sie den Simulator verwenden können, da Tinkercad bereits 2013 von dem Unternehmen übernommen wurde.
Es bietet jedoch eine sehr große Bibliothek von Komponenten, darunter Micro: Bit- und Arduino-Prozessoren, und mehrere vorgefertigte Schaltkreise, die den Einstieg in Ihr Elektronikprojekt erleichtern.
Möchten Sie sofort mit dem Basteln mit Arduino beginnen? Werfen Sie einen Blick auf die besten Arduino-Projekte für Anfänger. Vielleicht finden Sie einfach etwas, das Sie interessiert.
Der Arduino-Simulator von Paulware ist ein kostenloser Open-Source-Elektroniksimulator, mit dem Sie Ihre Arduino-Skizzen testen und debuggen können. Dieser von Paul Richards (Paulware) entwickelte Simulator wurde in C++ geschrieben und enthält Komponenten wie LEDs und LCDs, eine 4x4-Tastaturmatrix, einen Dreh-DIP-Schalter usw.
Pauls Video auf seinem Kanal erklärt, wie dieser Simulator mit einem kostenlosen CPP-Compiler installiert und zum Testen von Arduino-Projekten verwendet wird. Weitere Anleitungen finden Sie auf der GitHub-Projektseite. Sie können den CPP-Compiler von herunterladen SourceForge.
Es hat eine benutzerfreundliche Oberfläche, die für Anfänger einfach genug zu navigieren sein sollte. Derzeit läuft es nur unter Windows. Mac- und Linux-Benutzer müssen sich die webbasierten Optionen in dieser Liste ansehen.
Wenn Sie Ihre Projekte stattdessen mit einem Raspberry Pi testen möchten, sind wir für Sie da. Schauen Sie sich unsere umfangreiche Übersicht an die besten Raspberry Pi-Simulatoren solltest du gleich ausprobieren.
Wokwi ist ein weiteres webbasiertes Tool, mit dem Sie Arduino-Projekte entwerfen und simulieren können. Die einfache und übersichtliche Oberfläche von Wokwi macht es viel einfacher, sich auf Ihren Code und die Simulation zu konzentrieren. Es verfügt über eine Reihe von Funktionen, die ihm helfen, sich von den anderen Simulatoren auf dieser Liste abzuheben, darunter:
- Unterstützung für andere Arduino-Boards neben dem Uno, wie z. B. Arduino Mega 2560 und Arduino Nano.
- Eine viel vielfältigere Auswahl an elektronischen Komponenten, die Sie zu Ihren Schaltkreisen hinzufügen können, einschließlich IR-Empfänger, Potentiometer, RTC-Module, Motoren, Treiber und so weiter.
- Eine Facebook-Community, in der Sie mehr über den Wokwi-Simulator erfahren und Ihre Projekte teilen können.
Das begleitende Dokumente Website macht es auch einfach, mit dem Entwerfen von Elektronik auf Wokwi zu beginnen. Sehen Sie sich unbedingt die Seiten Tastaturkürzel und häufig gestellte Fragen an.
Arduino-Simulatoren
Arduino-Simulatoren sind eine großartige Möglichkeit, Ihre Projekte zu entwickeln und zu testen. Sie können diese Simulatoren auch verwenden, um einen interaktiven Prototyp Ihres Projekts zu erstellen, der mit anderen geteilt oder auf Plattformen wie GitHub hochgeladen werden kann. Mit dieser Liste von Arduino-Simulationstools, die von webbasierten bis hin zu lokalen Anwendungen reichen, müssen Sie sie nur ausprobieren und herausfinden, welches Ihren Anforderungen am besten entspricht.