Tinkercad Circuits объединяет Tinkercad с Arduino. Ознакомьтесь с возможностями этого нового взаимодействия и посмотрите, на что оно способно.
Arduino
В мире 3D-моделирования Tinkercad зарекомендовал себя как достойное введение в автоматизированное проектирование (САПР). Это бесплатная и интуитивно понятная веб-программа САПР, которой может воспользоваться каждый. Если вы хотите начать работу с Tinkercad, у нас даже есть учебник для начинающих.
Недавно Tinkercad представил кое-что новое: расширение возможностей проектирования схем под названием Tinkercad Circuits. Это открывает совершенно новую сторону Tinkercad, связанную с моделированием схем на Arduino.
Arduino — это платформа для создания электронных прототипов с открытым исходным кодом, которая также выпускает микроконтроллеры. Tinkercad Circuits позволяет любому виртуально создавать и программировать проекты Arduino без необходимости использования физического оборудования.
В этой статье мы покажем вам, как можно запрограммировать базовый Arduino в Tinkercad, но сначала давайте рассмотрим новые возможности Tinkercad Circuits.
Что Circuits дает Tinkercad?
Как мы уже говорили, Tinkercad Circuits открывает возможности для электрических функций в ваших проектах 3D-печати. Для этого в пользовательской панели есть целый раздел, посвященный проектам электрических схем. Он организован аналогично галерее CAD-проектов, что облегчает навигацию. Также схемы можно найти на страницах «Галерея» и «Учиться» в Tinkercad.
Чтобы объединить эти два мира, Tinkercad ввел кое-что дополнительное: его среда CAD теперь поставляется с моделями компонентов схем. Это означает, что вы можете спроектировать модель со схемами и аппаратурой, а после 3D-печати — схемы можно будет легко разместить внутри отпечатка.
Конечно, мы не можем обойти вниманием новый симулятор схем. Давайте погрузимся в него!
Комплект для проектирования
Как только вы решите создать схему, вы будете использовать новую среду Tinkercad Circuits. Поначалу может показаться, что это очень много, но не пугайтесь — у нас есть вся необходимая информация, чтобы добиться успеха. Вы быстро убедитесь, что эта творческая платформа — отличный инструмент для создания прототипов.
Область создания
В правой части экрана вы увидите группу электронных компонентов, которые можно перетаскивать. Сверху вы можете найти и отфильтровать впечатляющее количество доступных компонентов: Здесь есть все: от светодиодов до интегральных схем (ИС) и даже несколько инструментов.
Открытая область построения — это место, где вы проектируете свое творение. Верхняя панель инструментов, начинающаяся слева, позволяет выполнять общие операции: вращать, удалять и даже делать заметки о различных компонентах. Приятной особенностью является то, что, помимо экспорта и обмена своими работами, вы можете загрузить список компонентов. Это облегчает перенос ваших творений в реальный мир.
Область программирования
Как только в вашем проекте появился программируемый компонент, вы можете открыть программу просмотра «Код», нажав на кнопку в правом верхнем углу панели инструментов. В настоящее время доступны только два устройства: Arduino Uno R3 и ATTiny (ATTiny — это более ограниченный и миниатюрный Arduino).
Область программирования представляет собой упрощенную интегрированную среду разработки (IDE), которая делает программирование Arduino очень простым. По умолчанию программирование осуществляется с помощью кодовых блоков, которые мы рассмотрим позже, также есть двойное представление для изучения того, как кодовые блоки преобразуются в реальный код. Для тех, кто уже знаком с библиотекой Arduino, есть даже вид кода для ручного изменения.
Мини-проект
Теперь, когда вы знаете основы Tinkercad Circuits, давайте запачкаем руки, создав простую схему. Мы подключим выход (светодиод) и вход (ультразвуковой датчик), управляя всем с помощью запрограммированного Arduino. Все вместе это будет работать как имитация дальномера.
Выберите «Создать новую схему», чтобы начать!
Шаг 1: Создание схемы
Для начала мы должны построить нашу схему. Вам понадобятся макетная плата, светодиод, ультразвуковой датчик и Arduino Uno.
- Перетащите эти компоненты на соответствующие места. Чтобы повернуть их, вы можете использовать горячую клавишу «r».
- Следуя изображению, разместите каждую деталь, как показано на рисунке. Обратите внимание, что макетная плата используется для соединения компонентов между собой. Она содержит ряд столбиков и две направляющие с каждой стороны.
- Перемещаясь от вывода к выводу, вы будете создавать провода, каждый из которых может быть выделен цветом для удобства идентификации. Когда провод будет выбран, вы увидите опции элемента с выпадающим меню, чтобы изменить его цвет и другие характеристики, например значение резистора. Установите значение резистора 100 Ω.
- Убедитесь, что светодиод подключен к выводу 11, а сигнал ультразвука — к выводу 10.
Когда все готово, можно приступать к программированию.
Шаг 2: Программирование Arduino
Как вы можете видеть на изображении выше, мы будем создавать простую программу из четырех блоков. Для начала выберите «Code(Код)» на правой верхней панели инструментов, что откроет редактор блоков кода. Список блоков имеет цветовую кодировку по типу.
- Создайте первый блок — блок переменных. Он создает место для значения (вход), которое в данном случае является показанием, полученным от ультразвукового датчика. Для этого блок должен выглядеть так:
set distanceRead to read ultrasonic distance sensor on trigger pin 10 echo pin same as trigger in units cm. - Создайте следующий блок, оператор «if», который представляет собой тип управляющего блока, принимающего решение. В нашем случае решение основано на показаниях расстояния. Наш плейсхолдер проверяет, превышает ли значение 50 см:
if distanceRead > 50 then. Если да, то выполняется то, что находится внутри блока:set pin 11 to HIGH. Это, по сути, включает светодиод. - Последние два блока могут показаться странными, но они имеют смысл, когда вы понимаете, как работает Arduino. Когда он включается, его программа непрерывно работает в цикле, а это значит, что вам нужно сбросить светодиод для следующего цикла. Вот почему последний блок вывода выключает наш светодиод. А для того чтобы увидеть, как наш светодиод мигает, нам нужно установить небольшую задержку между циклами. Реализуйте эту функцию, установив для первого блока значение
wait 200 milliseconds, а для второго —set pin 11 to LOW.
Как только вы закончите, выберите «Start Simulation(Начать моделирование)» на панели инструментов, чтобы включить ваш Arduino Uno. Чтобы смоделировать объект перед ультразвуковым датчиком, выберите его и перетащите появившуюся точку. Посмотрите, как светодиод реагирует на заданный нами предел.
Устранение неполадок: Если ваша программа ведет себя не так, как ожидалось, проверьте проводку и программирование. Убедитесь, что все контакты правильно подключены и что каждый блок записан правильно.
Если все работает, поздравляем! Вы всегда можете продолжить поиграть с кодом и различными компонентами, чтобы узнать больше о том, как все работает.
Изучайте возможности
Несомненно, Tinkercad расширил свои горизонты. С добавлением Circuits и его многочисленных функций возможности стали безграничными. Начиная от множества компонентов и заканчивая обширными блоками кода, здесь есть что изучить.
Как известно любому мастеру, лучший способ научиться — это практика. Если вы не знаете, с чего начать, мы подготовили список самых крутых проектов на Arduino.
Кроме того, существует множество обучающих ресурсов. Вот несколько из них, которые вам стоит посетить:
Наслаждайтесь и удачных разработок!
