شبیه‌ساز‌های آردوینو

 

به برنامه‌نویسی و کار با آردوینو علاقه دارید اما سخت‌افزار مناسب در دسترس‌تان نیست؟ شبیه‌سازها راه حل مشکل شما هستند!

شبیه‌سازهای مختلفی برای بردهای پرطرفدار آردوینو ارائه شده‌اند که هرکدام نقاط مثبت و منفی مختلفی دارند. در این پست به معرفی دو مورد از بهترین‌ها می‌پردازیم.

 

Proteus

محیط-نرم‌افزار-پروتئوس

 

یک نرم‌افزار شبیه‌سازی میکروکنترلرهاست که با ایجاد دوحالت شماتیک (schematic) و برد مدار چاپی (PCB) مدار را نمایش می‌دهد. این نرم‌افزار توسط لب سنتر الکترونیکز (labcenter electronics) گسترش می‌یابد. در نرم‌افزار پروتئوس می‌توان مدارهای آنالوگ و دیجیتال را شبیه‌سازی کرد، شبیه‌سازی مدارهای آنالوگ در این نرم‌افزار با موتور قدرتمند SPICE صورت می‌گیرد. با اینکه شبیه‌سازی مدارهای آنالوگ ممکن است با ذره‌ای خطا مواجه شوند اما این نرم‌افزار به گونه‌ای طراحی شده است که  بتواند با دقت بالایی آن‌ها را پوشش دهد. با این حال توانایی شبیه‌سازی پروتئوس در مدارهای آنالوگ به نرم‌افزارهای orcad و advance design system نخواهد رسید. می‌توانیم این‌گونه بگوییم، زمانی که پای مدارهای دیجیتال  به میان می‌رسد، نرم‌افزار پروتئوس حرف‌های زیادی برای گفتن دارد. این نرم‌افزار از نظر سادگی، قدرت، انعطاف پذیری و ... بسیار مورد توجه دانش‌آموزان و دانش‌جویان قرار گرفته‌است.

در نسخه‌های جدید این نرم‌افزار امکان شبیه‌سازی میکروکنترلرهای ARM  و همچنین کتابخانه‌های بردهای آردوینو از جمله برد (Arduino uno و Arduino nano و Arduino mega و ...) وجود دارد. پروتئوس شامل سنسورهای گوناگون در ابعاد متفاوت است که با اضافه کردن کتابخانه هر قطعه، می‌تواند آن را به محیط  خود اضافه کند.

 

کتابخانه بعضی از بردهای آردوینو را می‌توانید از طریق لینک‌های زیر دانلود کنید.

جهت دانلود کتابخانه Arduino uno اینجا کلیک کنید.

برد-آردوینو-در-نرم‌افزار-پروتئوس

جهت دانلود کتابخانه Arduino mega اینجا کلیک کنید.

جهت دانلود کتابخانه Arduino nano اینجا کلیک کنید.

جهت دانلود کتابخانه Arduino pro mini اینجا کلیک کنید.

جهت دانلود کتابخانه  ultrasonic اینجا کلیک کنید.

 دقت کنید این کتابخانه‌ها مربوط به پروتئوس ۸ و بالاتر هستند پس لطفا پروتئوس خود را آپدیت کنید.

 

 نحوه اضافه کردن کتابخانه به پروتئوس

۱.     ابتدا فایل کتابخانه مورد نظر را دانلود کنید.

۲.     فایل کتابخانه اگر به صورت zip بود آن را  extract کنید.

۳.     فایل‌های extract  شده که معمولا با فرمتی همانند فرمت کتابخانه آردوینو نانو زیر است را کپی کرده:

·         ArduinoNanoTEP.IDX

·         ArduinoNanoTEP.LIB

۴.     دو فایل بالا را در پوشه library نرم‌افزار پروتئوس خود paste کنید.

 برای شبیه‌سازی آردوینو در پروتئوس یک سری عملیات باید انجام شود که به ترتیب آن‌ها را بیان خواهیم کرد. ابتدا نرم‌افزار پروتئوس را باز کرده و سپس طبق  دستور عمل زیر پیش می‌رویم:

شبیه‌سازی-آردوینو-در- پروتئوس-مرحله-1

بر روی گزینه new project  کلیک کنید.

شبیه‌سازی-آردوینو-در- پروتئوس-مرحله-2

 

اسم پروژه خود را انتخاب کنید و محل ذخیره فایل پروتئوس را انتخاب کنید و next را بزنید.

شبیه‌سازی-آردوینو-در- پروتئوس-مرحله-3

 

مطابق تصویر بالا روی حالت creat a schematic کلیک کرده و آن را فعال کنید.

شبیه‌سازی-آردوینو-در- پروتئوس-مرحله-4

 

در این مرحله نیاز به طراحی PCB برد نیست و ما فقط با شماتیک آن کار خواهیم کرد پس don’t create a pcb  را انتخاب می‌کنیم.

شبیه‌سازی-آردوینو-در- پروتئوس-مرحله-5

با توجه به عکس بالا تنظیمات را تغییر داده و سپس بر روی next کلیک می‌کنیم.

شبیه‌سازی-آردوینو-در-محیط- پروتئوس

در ابتدا که نرم‌افزار باز می‌شود تصویر بالا را خواهیم داشت. این حالت پیش‌فرض برد آردوینو در نرم‌افزار پروتئوس است. تمام قطعات موجود در صفحه را پاک کنید و با زدن دکمه p وارد محیط انتخاب قطعات خواهید شد.

وارد-کردن-قطعات-آروینو-در-پروتئوس

با جست‌وجوی Arduino uno  در قسمت keywords و انتخاب آردوینو جدید که فایل کتابخانه آن را از قبل اضافه کرده‌ایم خواهیم توانست جای آردوینو را با حالت پیش‌فرض آن تغییر دهیم.

اخطار-در-شبیه‌سازی-آردوینوبا انتخاب آردوینو جدید اخطار بالا ظاهر می‌شود و با زدن گزینه yes ادامه می‌دهیم.

در این مرحله آردوینو‌ای مطابق بالا خواهیم داشت و یک عدد ال‌ای‌دی و ground به آن اضافه می‌کنیم و سر مثبت ال‌ای‌دی را به پایه ۱۳ آردوینو وصل می‌کنیم.

پروژه‌ای-در-آردوینو

پروژه ال‌ای‌دی چشمک زن ( Blink ) را از بخش file/example/basics/blink  انتخاب کرده و سپس برروی گزینه preferences کلیک کرده و صفحه زیر باز می‌شود.

ارتباط-آردوینو-با-پروتئوس

با کلیک بر روی گزینه compilation و زدن ok از منوی preferences خارج می‌شویم. سپس کد را در محیط آردوینو upload , verify خواهیم کرد. و پس از آن ناحیه کنسول آردوینو فایل hex را مطابق زیر کپی می‌کنیم.

کنسولِ-آردوینو

 

پس از آن وارد محیط پروتئوس شده و بر روی بردآردوینو خود دابل کلیک کنید سپس وارد پنجره جدیدی خواهید شد.

تنظیمات-آردوینو-در-پروتئوس

اکنون آدرس کپی شده فایل hex را در این بخش paste کنید و سپس برنامه پروتئوس را اجرا کنید. برای اجرای آن بر روی گزینه پخش در قسمت پایین/سمت چپ نرم‌افزار پروتئوس کلیک کنید.

اجرای-پروژه-در-آردوینو

بعد از انجام مراحل فوق چشمک زدن ال‌ای‌دی را مشاهده خواهیم کرد.

می‌توانید با انجام مراحل بالا پروژه‌های خود را در نرم‌افزار پروتئوس شبیه‌سازی کنید.

 

Tinkercad

 

محیط-Tinkercad

یک نرم‌افزار مدل سازی ۳ بعدی با کاربرد آسان و رایگان است که توسط autodesk ساخته شده‌است. با داشتن رابط کاربری راحت و منابع فراوان برای اهداف آموزشی، به طور خاص برای کودکان و افراد بدون تجربه به صورت نرم‌افزار مدل سازی ۳ بعدی طراحی شده است. tinkercad آنلاین بوده و با استفاده از مرورگر  قابل دسترس است. این نرم‌افزار کلیه مفاهیم اساسی ۳ بعدی را آموزش می‌دهد.امکان طراحی، برنامه ریزی و شبیه‌سازی مجامع الکترونیکی و همچنین ویژگی ای به نام codeblocks را در اختیار کاربران قرار می‌دهد.

برای شبیه‌سازی مدارها با استفاده از tinkercad  و آردوینو  باید مراحل زیر را انجام دهید:

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله1

دقت کنید این نرم‌افزار در کشور ایران فیلتر است و باید با استفاده از یک فیلتر شکن قوی وارد سایت شوید. پس ازوارد شدن باید در سایت ثبت نام کنید. بر روی گزینه sign in در بالا سمت راست نرم‌افزار کلیک کنید. پس از آن وارد پنجره زیر خواهید شد.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله2

حال با کلیک بر روی گزینه join tinkercad   وارد پنجره بعد خواهید شد.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله3

 

در این بخش بر روی گزینه create a personal account کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله4سپس بر روی گزینه sign up with email کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله5

 

چون این سایت در ایران فیلتر است کشور ایران در بین کشورهای قابل انتخاب وجود ندارد. به همین دلیل کشور را united states انتخاب کنید. و ماه و سال و روز تولد خود را مشخص کنید و بر روی next کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله6

سپس ایمیل و رمز عبور خود را وارد کنید. دقت کنید که رمز عبور نباید تقریبا مشابه یا قسمتی از ایمیل شما باشد و باید با ایمیل شما متفاوت باشد. حال اکانت شما ساخته شد. کافی است وارد اکانت خود شوید و شبیه‌سازی را آغاز کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله7

اگر مستقیم وارد اکانت خود نشدید کافی است دوباره روی گزینه sign in در بالا سمت راست کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله8

پس از آن بر روی گزینه email or username کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله9شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله10

 

ایمیل و رمز خود را وارد کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله11

این پنجره میزکار شماست که می‌توانید در آن شبیه‌سازی را شروع کنید. بر روی گزینه circuits در سمت چپ کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله12

و سپس بر روی گزینه  سبز رنگ create new circuit کلیک کنید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله12حال در قسمت جست‌وجو Arduino  را جست‌وجو کنید و آن را به وسط صفحه انتقال دهید.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله13

با کلیک بر روی گزینه code محیط کدنویسی را می‌توانید انتخاب کنید که به‌صورت پیش‌فرض روی حالت blocks قرار دارد. روی گزینه text کلیک کنید و محیط به صورت زیر تغییر می‌کند.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله14

حال کد نویسی به زبان آردوینو را مشاهده خواهید کرد.

شبیه‌سازی-مدار-آردوینو-با-Tinkercad-مرحله15

مدار بالا را رسم کنید و شبیه‌سازی را آغاز کنید. این مدار ال‌ای‌دی چشمک زن است که به صورت پیش‌فرض در tinkercad طراحی شده‌است. با کلیک بر روی گزینه start simulation می‌توانید برنامه خود را اجرا کنید. با کد نویسی در این محیط می‌توانید مدارهای خود را برنامه نویسی و اجرا کنید و آن‌ها را با دیگران به اشتراک بذارید.

 

کپی شد!

ارتباط با ما

اصفهان ، میدان استقلال ، خیابان آزادگان ، دانشگاه صنعتی اصفهان
+ 98 916 223 0679
info@mehsa.ir