Проекты на Arduino и их моделирование

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.


Пооконно пройдемся по программе


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.).



Примеры собраных в Fritzing схем

image
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!

Метки:
arduino, микроконтроллеры, проекты arduino, fritzing

Данная статья не подлежит комментированию, поскольку её автор ещё не является полноправным участником сообщества. Вы сможете связаться с автором только после того, как он получит приглашение от кого-либо из участников сообщества. До этого момента его username будет скрыт псевдонимом.