Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программирование микроконтроллера Arduino в информационно-управляющих системах. Учебное пособие
.pdf
Рисунок 19 - Принципиальная схема в среде Fritzing
Принципиальная электрическая схема служит для передачи с помощью
условных графических и буквенно-цифровых обозначений связей между
элементами электрического устройства, в отличие от макетной, где радиодетали и
соединительные провода изображены в виде своего упрощенного образа. Макетные
схемы выглядят красиво, но громоздки и непрактичны. Принципиальные схемы
компактны и наглядны[4].
Кроме того, Fritzing может генерировать рисунок для печатной платы,
автоматически размещая «дорожки» максимально компактно и удобно. При
экспорте электрической схемы как рисунка для печатной платы, пользователь может
заранее зеркально отразить схему для последующей печати и создания платы
методом ЛУТ.
Fritzing – отличный инструмент для работы с Arduino и макетной платой.
Конструктор макетной схемы, будучи удобным инструментом на раннем этапе
проектирования устройства, является отличительным преимуществом этой среды.
Большинство иллюстраций к данному пособию создано в среде Fritzing.
31
3.3 Симулятор Autodesk 123Dcircuits
Симулятор AutodeskCircuits размещен на веб-сайте: https://circuits.io/ и
представляет собой веб-приложение. Сервис предоставляется бесплатно.
123D Circuits предлагает целый ряд полезных возможностей для работы в
области схемотехники. На рисунке 20 изображен интерфейс веб-приложения. После
регистрации на веб-сайте предлагается: создание новых схем, добавление
компонентов или импорт цепей из других программ. Размеры плат здесь можно
выбирать по собственному желанию, поддерживается свободное размещение текста,
метод шелкографии.
Рисунок 20 – Интерфейс симулятора 123Dcircuits
Особенностью 123D Circuits, рассматриваемой в данном пособии, является
имитация платформы Arduino с поддержкой плат ввода/вывода и возможностью
написания программного кода прямо в браузере.
Моделирование схем происходит путем размещения проводов и радиодеталей
в «рабочую область симулятора с дальнейшим подключением их к виртуальному
процессору. Кроме того, имеются возможности проведения диагностики, анализа и
симуляции работы схемы в режиме реального времени.
32
Библиотека компонентов в настоящий момент не велика, доступны лишь
модели основных элементов: диод, светодиод, конденсатор, индуктивность,
резистор, транзистор, а также кнопка, потенциометр, DC-мотор, мультиметр и
некоторые другие. Однако различных версий платы Arduino и Arduino –
совместимых компонентов уже достаточно для выполнения всех лабораторных
работ, приведенных в данном пособии.
Кроме того, редактор дает возможность добавления новых, требуемых в
проекте, радиокомпонентов.
3.4 Схема соединений в 123D Circuits
После окончания работы в графической части программа автоматически
генерирует принципиальную электрическую схему разрабатываемого устройства и
предлагает собственный вариант размещения компонентов на печатной плате (с
возможностями редактирования). Кроме того, в веб-приложении 123D Circuits
создается перечень компонентов и появляется опция заказа на изготовление
многослойных печатных плат. Работать над проектами можно совместно с другими
пользователями, используя единую библиотеку компонентов.
Сервис 123D Circuits не поддерживает русскоязычный интерфейс и
представлена только на английском языке.
Веб-приложение не требовательно к ресурсам ПК, но для его работы
необходим высокоскоростной доступ в интернет.
Для начала работы с 123DCircuits вам необходимо зарегистрироваться на
сайте и войти под своим аккаунтом. Сервис будет хранить все созданные вами
проекты в вашем аккаунте.
После авторизации откроется страница Home приложения.
На рисунке 21 изображен интерфейс главной страницы симулятора.
Кнопка, выделенная в блоке 1, возвращает на данную страницу с других
страниц симулятора.
33
Рисунок 21 – Главная страница 123Dcircuits
Вверху этой страницы располагается блок 3, в котором содержится список
ваших текущих проектов. При создании нового проекта он заносится в этот список.
Если вы не указали имя проекта при создании, ему будет автоматически присвоено
имя «UnnamedCircuit». В этом меню можно удалять проекты, либо открывать их
(кнопка Edit) для редактирования.
Ниже блока 3 располагаются новости сайта и проекта в целом.
В блок 4 выводятся наиболее популярные законченные проекты других
пользователей, выложенные ими в открытый доступ. Эти проекты можно
просматривать, запускать симуляцию, либо дублировать себе и работать с ним
(редактировать), как если бы проект был создан вами.
Кнопка, выделенная блоком 2, запускает создание нового проекта.
34
Рисунок 22 – Меню Create
На странице Create (рисунок 22) можно создать проект одной из трех
категорий. Для работы с Arduino необходимо выбрать первую (блок 5), т.е. нажать
«OpenElectronicsLabHub».На следующей странице вам необходимо нажать кнопку
«NewElectronicsLab».
Откроется окно редактора Circuits. По умолчанию рабочая область содержит
только расширенную версию макетной платы.
Рисунок 23 – Окно редактора
35
Наверху справа блоком 6 выделена кнопка «Components» (рисунок 23). Нажав
на нее, вы откроете список доступных компонентов для работы.
Рисунок 24 – Список компонентов
В таблице компонентов доступны 3 вкладки (рисунок 24). Для работы с
Arduino достаточно первых двух. В первой вкладке (блок 7) содержатся все
доступные для работы компоненты и радиодетали. Здесь же можно выбрать плату
ArduinoUno (блок 9) и другие версии (например, ArduinoMicro).
Во вкладке, выделенной блоком 8, содержатся Arduino-совместимые
компоненты. Обратите внимание, сами платы Arduino недоступны для выбора из
этой вкладки. Она содержит только компоненты и радиодетали, наиболее часто
используемые при создании проекта на базе Arduino.
Чтобы добавить компонент на рабочую область перетащите его из таблицы
компонентов на нее (рисунок 25).
36
Рисунок 25 – Перетаскивание компонентов
Для соединения деталей проводами нажмите на контакт макетной платы,
компонента или пин платы Arduino и тяните до того контакта, к которому ходите
присоединить этот провод (рисунок 26).
Рисунок 26 – Соединение деталей проводами
Чтобы создать непрямое соединение (соединить контакты не прямой, а
ломаной линией), не отпуская левой кнопки мыши нажимайте правую кнопку мыши
чтобы создать новую точку привязки («маршрутную» точку соединения). Пример
соединения в виде ломаной линии изображен на рисунке 27.
37
Рисунок 27 – Пример соединения в виде ломаной линии
Различные компоненты имеют свойства, которые можно изменять. Например,
при выборе провода, соединяющего два контакта, можно выбрать его цвет На
рисунке 28 блоком 11 отмечено это меню. Для резистора же в данном меню можно
будет задать сопротивление в омах.
Рисунок 28 – Меню выбора цвета
Для написания кода программы нажмите кнопку «CodeEditor», выделенную
блоком 12 на рисунке 29. Откроется окно редактора кода (блок 13). Здесь вы можете
написать программный код для платы Arduino. Если в вашем проекте несколько
38
плат, вы можете выбрать слева и вверху окна в выпадающем меню в какую
конкретно плату вы хотите загрузить текущий код.
Рисунок 29 – Написание кода программы
Кнопка «Upload&Run» загружает код в виртуальную плату Arduino и
запускает симуляцию его работы, а также симуляцию работы электронной цепи.
Кнопка «DownloadCode» позволит скачать ваш код в формате .ino, который
можно использовать для загрузки скетча в реальную плату Arduino.
Кнопка «SerialMonitor» откроет монитор виртуальногоCOM-порта,
аналогичный такому же в ArduinoIDE и позволит просматривать передаваемые и
получаемые виртуальным компьютером данные из виртуальной платы Arduino, если
в скетче вы используете библиотеку «serial» и работаете с ней.
По умолчанию в редакторе кода находится тестовая программа Arduino –
мигание светодиодом, расположенным на плате и с дублированным подключением
к пину 13.
При нажатии на кнопку «Upload&Run», выделенную блоком 16 на рисунке 30,
запустится симуляция электронной схемы и кода программы. Электронная цепь
включится (блок 15 – светодиод светится), а наверху справа появится кнопка
остановки симуляции (блок 14).
39
Рисунок 30 – Симуляция
Симулятор поддерживает визуализацию повреждений радиокомпонентов
ввиду ошибок при проектировании электронной цепи.
Например, на рисунке 31 изображена схема из предыдущих примеров, из
которой был убран резистор на 220 ом в цепи со светодиодом. Запуск такой цепи
приводит к перегоранию светодиода, что визуализировано в симуляторе (блок 17).
Рисунок 31 – Схема
При запуске симуляции проекта он также автоматически сохраняется
(обновляется при перезапуске) в вашем профиле. По умолчанию ваш проект открыт
(публично доступен) и им можно поделиться с помощью прямой ссылки на него.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]