Многие из вас уже знакомы с таким весьма интересным и удобным в разработке “конструктором” как — Arduino. Эта статья — один из подходов к разработке и реализации проектов на Arduino.
Эта статья описывает исключительно этап моделирования схемы, проектировка устройства до сборки и программное обеспечение для этого в рамках создания проекта на Arduino.
Основные этапы проекта
Работа над проектом на базе Arduino, как и робота над любым другим проектом включает в себя стандартные этапы.
Основные действия можно описать следующим образом:
| Этап | Описание |
|---|---|
| Идея | На этом этапе нам надо понять какие задачи будет решать наше устройство и что от него нужно. |
| Условия реализации | Сколько ресурсов мы готовы потратить и какая итерационная трата самого устройства нам нужна (расходники, электричество). |
| Элементы | Одна из сложных задач, учитывая большое разнообразие элементной базы, — выбор элементной базы. Облегчается за счет следующего этапа. |
| Моделирование схемы | Создание виртуальной схемы/модели, подбор элементов и нахождения ошибок на этапе моделирования. |
| Скетч | Создание программы, которая будет выполняться микроконтроллером. Одна из двух основных составляющих работы схемы, имеет также подпункт об использовании библиотек и алгоритма работы. |
| Сборка | Окончательная сборка схемы, её настройка и проверка выполнения задач. |
Хочу предупредить, что для выполнения отдельных больших проектов может потребоваться поэтапная разработка. Таким образом, в случае подключения множества элементов имеет место быть последовательное подключение и проверка работы каждого элемента отдельно и вместе, в том числе совместимость и правильность работы кода для Arduino.
Чтобы n-ный раз не повторять других авторов пишущих про Arduino, далее я рассмотрю именно работу с программой Fritzing.
Больше по теме самой Arduino можно почитать тут, тут или на официальном сайте Arduino.
Моделирование схем
Основная проблема в создании проекта — его описание и моделирование на ранних этапах, так вот с Arduino все гораздо легче!
Любую схему можно проверить, воспользовавшись удобным редактором схем, который также может и моделировать саму программу.
Изучая этему создания проектов на Ардуино, я нашел такую программу как — Fritzing!
Удобный интерфейс бесплатной, по сути, альтернативной IDE для Arduino позволяет смоделировать схему любой сложности и с любыми элементами, которые мы бы хотели. Большинство стандартных элементов уже есть в библиотеке программы, много создано сообществом или можем создать сами, благо программа позволяет нам это сделать.
Окно "Добро пожаловать"
Содержит информацию об открытых ранее проектах, возможностях новых версий и изменения программы.
Окно "Макетная плата"
Здесь происходит основная работа, а именно сборка и разводка проводов схемы. Так, тут мы выберем (правое меню) элементы, объединим их выводы в соответствии с нужным нам алгоритмом действия и подключения, для удобствам можем поменять цвета проводов (как на схеме). Данную схему можно сохранить в виде изображения.
Экспорт Макетной платы как изображения
Окно "Принципиальная схема"
Пример завершенной автотрассировки
Окно "Печатная плата"
Тут можно создать трассировку дорожек для будущей печатной платы, сделать ее макет и получить на выходе готовый для создания макет.
Окно "Код"
В окне "Код" есть возможность написать скетч для своей платы и протестировать не выходя из программы. Просто подключаем Arduino, выбираем какая именно плата у нас, выбираем порт и загружаем скетч на плату.
Программа также может помочь в загрузке кода (скетч) в Arduino и в моделировании печатной платы (разводка дорожек, размещение элементов и т.д.).
Схема с использыванием модуля RFID
Схема с использованием дисплея и модуля барометра
Заключение
Опробовал эту программу в обучении и создании минимальных проектов на базе Arduino и решил поделиться этой удобной и полезной, фактически, IDE для Arduino. В поисках подходящих комплексных программных решений остановился на этой из-за большого функционала программы. Итог — завершенные 7 проектов на базе Arduino!