4 bộ mô phỏng Arduino bạn có thể sử dụng trong các dự án điện tử của mình

Nền tảng phát triển phần cứng Arduino được sử dụng bởi những người có sở thích, chuyên gia và sinh viên quan tâm đến điện tử. Bo mạch Arduino đặc biệt phổ biến với những người mới làm quen với thiết bị điện tử, do tính chất thân thiện với người mới bắt đầu và cộng đồng người dùng rộng lớn.

Dưới đây, chúng tôi khám phá một số trình mô phỏng trực tuyến tốt nhất mà bạn có thể sử dụng thay thế cho bo mạch Arduino khi bạn không thể mua hoặc không có quyền truy cập.

Arduino là gì?

Nền tảng Arduino bao gồm một bảng vi điều khiển có thể lập trình và một môi trường phát triển tích hợp (IDE). Bộ vi điều khiển có thể được lập trình để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, từ điều khiển đèn và máy tính đến đọc cảm biến và đo nhiệt độ.

Arduino đã xuất hiện từ năm 2005 khi nó bắt đầu như một dự án của các sinh viên tại Viện thiết kế tương tác Ivrea (IDII) ở Ivrea, Ý và đã được áp dụng rộng rãi kể từ đó. Dự án Arduino sử dụng một ngôn ngữ lập trình cơ bản gọi là Arduino dựa trên C/C++ và một môi trường phát triển tích hợp (IDE) được viết bằng Java.

Không giống như máy tính một bo mạch, Arduino là một bo mạch vi điều khiển và không thể chạy một hệ điều hành—hãy xem sự khác biệt giữa các bộ vi điều khiển và SBC. Tuy nhiên, nó có một số chức năng bên trong như bộ nhớ để lưu trữ chương trình và dữ liệu, cổng đầu vào để kết nối các thiết bị bên ngoài như cảm biến hoặc nút bấm, cổng đầu ra để điều khiển đèn hoặc động cơ, tinh thể đồng hồ cung cấp thời gian chính xác cho bộ xử lý và bộ điều chỉnh nguồn chuyển đổi nguồn pin thành điện áp theo yêu cầu của các mạch của bộ xử lý.

Hầu hết các bo mạch Arduino được xây dựng xung quanh chip vi điều khiển Atmel AVR 8 bit với nhiều tính năng bổ sung bao gồm đầu vào/đầu ra tương tự, chân I/O kỹ thuật số, cũng như các chân chức năng đặc biệt như cổng nối tiếp hoặc kết nối SPI để giao tiếp tốc độ cao với các thiết bị khác như máy nghe nhạc MP3 hoặc máy thu GPS.

Ưu điểm của Trình mô phỏng Arduino

1. Trình mô phỏng rất tốt cho người mới bắt đầu. Những người mới bắt đầu trong lĩnh vực điện tử hoặc bị cản trở bởi kiến ​​thức hạn chế về mã hóa hoặc thiếu kinh nghiệm xây dựng mạch điện. Một số trình mô phỏng sử dụng lập trình dựa trên khối, giúp xác định hoạt động của các thành phần điện tử dễ dàng hơn. Ngoài ra, một số trình giả lập được thiết kế để chọn hình thức đi dây tốt nhất khi bạn kết nối các thành phần với bảng kỹ thuật số giúp giảm bớt công việc cho bạn.

2. Trình mô phỏng cũng lý tưởng để kiểm tra phần cứng và tìm hiểu thêm về cách các thiết bị này hoạt động. Chúng rất hữu ích để làm quen với chức năng của các thành phần khác nhau và cách chúng tương tác. Bạn có thể sử dụng kiến ​​thức này khi xây dựng các mạch và thiết bị của mình sau này.

3. Chúng cho phép tạo mẫu nhanh hơn. Trình giả lập cho bạn biết cái gì hoạt động và cái gì không. Breadboards rất hữu ích, nhưng chúng không phải là không có giới hạn. Trình mô phỏng cho phép bạn nhanh chóng tạo nguyên mẫu cho mạch của mình mà không tốn nhiều chi phí cho PCB đắt tiền. Nếu bạn muốn sử dụng breadboards để tạo nguyên mẫu cho các dự án điện tử của mình, hướng dẫn của chúng tôi về breadboarding Raspberry Pi là một nơi tuyệt vời để bắt đầu.

4. Họ có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều tiền. Trình mô phỏng có thể loại bỏ nhu cầu mua nhiều bảng mà bạn không cần cho một dự án không bao giờ khả thi ngay từ đầu. Ngoài ra với các trình mô phỏng, không có nguy cơ làm hỏng bo mạch vi điều khiển hoặc thiết bị khác của bạn.

5. Chúng cũng cho phép cộng tác giữa các nhà sản xuất. Hầu hết các trình giả lập đều cho phép bạn chia sẻ thiết kế của mình và cộng tác với những người mày mò khác để tạo ra những thiết bị điện tử thực sự tuyệt vời.

Proteus Design Suite là một tập hợp các công cụ từ Lab Center Electronics cho phép bạn tạo mô phỏng các mạch điện tử. Nó bao gồm hỗ trợ cho các bo mạch Arduino như bo mạch phát triển Blue Pill dựa trên STM32 cũng như các bo mạch vi điều khiển AVR 8 bit.

Proteus là một công cụ dễ sử dụng, rất phù hợp cho những người mới bắt đầu muốn thử nghiệm với thiết bị điện tử mà không cần có kiến ​​thức cơ bản về lập trình. Trình thiết kế trực quan mô phỏng môi trường phát triển Arduino và cho phép bạn kéo và thả các thành phần cần thiết trong dự án của mình và kiểm tra chúng với Arduino. Thư viện ngoại vi cung cấp một số lượng lớn các thành phần: bảng đột phá, tấm chắn, cảm biến và mô-đun mà bạn có thể sử dụng trong các dự án của mình.

Proteus là phần mềm trả phí và các gói giá bắt đầu từ $248, đây là khoản thanh toán một lần. Nó chỉ hoạt động trên hệ thống Windows; macOS và Linux không được hỗ trợ tại thời điểm này.

Tinkercad là một ứng dụng tạo mô hình 3D dựa trên trình duyệt, miễn phí cho phép bạn tạo các mô hình 3D và xuất chúng dưới dạng tệp STL. Đó là một cách dễ dàng để bắt đầu với mô hình 3D và tính đơn giản của nó khiến nó trở nên lý tưởng để tạo các mô hình cơ bản cho các dự án điện tử của bạn.

Tinkercad cũng bao gồm một trình mô phỏng điện tử, Tinkercad Circuits, nơi bạn có thể đặt và nối các thành phần để xây dựng các mạch ảo. Nó sử dụng lập trình dựa trên khối, nơi bạn có thể kéo và thả các khối mã để viết chương trình. Và, nếu bạn là một lập trình viên đủ hiểu biết, bạn có thể nhập mã của mình trực tiếp vào trình soạn thảo văn bản.

Cần có tài khoản Autodesk trước khi bạn có thể sử dụng trình giả lập vì Tinkercad đã được công ty mua lại vào năm 2013.

Tuy nhiên, nó cung cấp một thư viện linh kiện rất lớn, bao gồm bộ vi xử lý micro:bit và Arduino, cùng một số mạch được tạo sẵn giúp bạn bắt đầu dự án điện tử dễ dàng hơn.

Tìm cách bắt đầu mày mò với Arduino ngay lập tức? Hãy xem các dự án Arduino tốt nhất cho người mới bắt đầu. Bạn chỉ có thể tìm thấy một cái gì đó mà bạn quan tâm.

Paulware’s Arduino Simulator là một trình mô phỏng điện tử nguồn mở và miễn phí cho phép bạn kiểm tra và gỡ lỗi các bản phác thảo Arduino của mình. Được tạo bởi Paul Richards (Paulware), trình giả lập này được viết bằng C++ và bao gồm các thành phần như đèn LED và màn hình LCD, ma trận bàn phím 4×4, công tắc DIP xoay, v.v.

Video của Paul trên kênh của anh ấy giải thích cách cài đặt trình giả lập này bằng trình biên dịch CPP miễn phí và cách sử dụng nó để kiểm tra các dự án Arduino. Bạn có thể tìm thêm hướng dẫn trên trang dự án GitHub. Bạn có thể tải xuống trình biên dịch CPP từ SourceForge.

Nó có giao diện thân thiện với người dùng, đủ dễ dàng cho người mới bắt đầu điều hướng. Hiện tại, nó chỉ chạy trên Windows. Người dùng Mac và Linux sẽ phải xem xét các tùy chọn dựa trên web trong danh sách này.

Thay vào đó, nếu bạn muốn thử nghiệm các dự án của mình bằng Raspberry Pi, thì chúng tôi đã hỗ trợ. Kiểm tra danh sách mở rộng của chúng tôi về trình giả lập Raspberry Pi tốt nhất mà bạn nên thử ngay.

Wokwi là một công cụ dựa trên web khác mà bạn có thể sử dụng để thiết kế và mô phỏng các dự án Arduino. Giao diện đơn giản và gọn gàng của Wokwi giúp bạn tập trung vào mã và mô phỏng dễ dàng hơn nhiều. Nó có một số tính năng giúp nó nổi bật so với các trình giả lập khác trong danh sách này, bao gồm:

• Hỗ trợ cho các bảng Arduino khác ngoài Uno, chẳng hạn như Arduino Mega 2560 và Arduino Nano.
• Nhiều lựa chọn linh kiện điện tử đa dạng hơn mà bạn có thể thêm vào mạch của mình, bao gồm bộ thu hồng ngoại, chiết áp, mô-đun RTC, động cơ, trình điều khiển, v.v.
• Cộng đồng Facebook nơi bạn có thể tìm hiểu thêm về trình giả lập Wokwi và chia sẻ các dự án của mình.

Trang Tài liệu đi kèm cũng giúp bạn dễ dàng bắt đầu thiết kế thiết bị điện tử trên Wokwi. Đảm bảo kiểm tra các trang Phím tắt và Câu hỏi thường gặp.

Bộ mô phỏng Arduino

Trình mô phỏng Arduino là một cách tuyệt vời để phát triển và thử nghiệm các dự án của bạn. Bạn cũng có thể sử dụng các trình giả lập này để tạo một nguyên mẫu tương tác cho dự án của mình. Mẫu này có thể được chia sẻ với những người khác hoặc tải lên các nền tảng như GitHub. Với danh sách các công cụ mô phỏng Arduino này, từ ứng dụng dựa trên web đến ứng dụng cục bộ, tất cả những gì bạn phải làm là dùng thử chúng và xem cái nào phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.