Si të përdorni Tinkercad për të testuar dhe zbatuar pajisjen tuaj: 5 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

Simulimi i qarkut është një teknikë ku softueri kompjuterik simulon sjelljen e një qarku ose sistemi elektronik. Modelet e reja mund të testohen, vlerësohen dhe diagnostikohen pa e ndërtuar në të vërtetë qarkun ose sistemin. Simulimi i qarkut mund të jetë një mjet i dobishëm në zgjidhjen e problemeve të një sistemi për të mbledhur të dhëna para se të ndodhë zgjidhja e problemeve në nivelin e qarkut. Kjo i lejon projektuesit të përcaktojë korrektësinë dhe efikasitetin e një dizajni para se sistemi të ndërtohet në të vërtetë. Si pasojë, përdoruesi mund të eksplorojë meritat e modeleve alternative pa i ndërtuar fizikisht sistemet. Duke hetuar efektet e vendimeve specifike të projektimit gjatë fazës së projektimit dhe jo në fazën e ndërtimit, kostoja e përgjithshme e ndërtimit të sistemit zvogëlohet ndjeshëm.

Pra, simulimi i softuerit është një mënyrë e mirë për të provuar para se të bëni qarkun fizikisht. Tinkercad është një mjet simulimi i bazuar në ueb, i cili do t'ju ndihmojë të testoni pajisjet tuaja si dhe softuerin pa bërë asnjë lidhje fizike apo edhe pa blerë ndonjë pajisje.

A e keni ndjerë ndonjëherë mungesën e kunjave input-output në Arduino? Nëse keni menduar të drejtoni mijëra LED ose dëshironi të bëni Cube LED mendoj se patjetër që keni ndjerë dëshirën e kunjave I/O. A e dini që mund të drejtoni një numër të pakufizuar LED duke përdorur vetëm 3 kunja të Arduino? Po, regjistrat e ndërrimit do t'ju ndihmojnë të bëni këtë magji. Në këtë udhëzues, unë do t'ju tregoj se si mund të zbatojmë hyrje dhe dalje të pakufizuar duke përdorur regjistrat e ndërrimit 74HC595. Si shembull, unë do të bëj një orë dixhitale me një termometër dhe një metër luksoz duke përdorur gjashtë ekrane me 7 segmente. Para se të bëja përfundimisht qarkun e harduerit, imitova qarkun në Tinkercad, sepse shumë lidhje përfshihen me to. Një simulim mund t'ju bëjë më të sigurt dhe ju mund të provoni të përfundoni qarkun tuaj pa ndonjë provë dhe gabim fizik. Natyrisht, do t'ju ndihmojë të kurseni pajisjet tuaja të kushtueshme dhe kohën e vlefshme.

Ju mund të hyni në simulim nga këtu:

Hapi 1: Ruani pajisjen tuaj nga djegia

Ashtu si qarqet e tjera elektronike, qarqet LED janë shumë të ndjeshëm ndaj rrymës. LED digjet nëse rrjedh më shumë rrymë sesa rryma e vlerësuar (p.sh. 20mA). Përzgjedhja e një rezistence të përshtatshme është shumë e rëndësishme për shkëlqimin e duhur pa djegur qarqet ose LED.

Qarqet Tinkercad kanë një veçori të shkëlqyeshme. Kjo ju tregon nëse më shumë se rryma e vlerësuar rrjedh nëpër elementët e qarkut. Në qarkun e mëposhtëm, unë lidha një ekran me shtatë segmente drejtpërdrejt në një regjistër ndërrimi pa ndonjë rezistencë. Nuk është i sigurt për regjistrin as për ekranin me shtatë segmente dhe të dyja mund të digjen nga kjo lidhje. Tinkercad tregon faktin nga yjet e kuq.

Në qarkun e mëposhtëm, shtova një rezistencë 180 ohm në secilin segment të LED. Rreth 14.5mA rrymë rrjedh nëpër secilin segment të ekranit i cili ruhet për ekranin. Por nga simulimi, mund të shihet se kjo vlerë e rezistencës nuk është e sigurt për IC. Kapaciteti maksimal aktual i regjistrit të ndërrimit është 50mA. Pra, IC është i sigurt deri në tre në segmentin e ekranit (14.5 x 3 = 43.5mA). Nëse më shumë se tre segmente bëhen në IC mund të digjen (p.sh. 14.5 x 4 = 58mA). Shumica e krijuesve nuk i kushtojnë vëmendje këtij fakti. Ata llogaritin vlerën e rezistencës duke marrë parasysh vetëm ekranin.

Por nëse ata simulojnë qarkun në Tinkercad, mundësia për të bërë këtë gabim shkon në zero. Sepse Tinkercad do t'ju lajmërojë duke treguar yllin e kuq.

Ju mund të vëzhgoni situatën kur lëvizni kursorin e miut mbi yll, si figura e treguar më poshtë.

Dizajni i mëposhtëm është i përsosur kur zgjedh rezistencë 470 ohm për secilin segment të ekranit. Skica e atasheut Arduino u përdor kur simuloi qarkun.

Hapi 2: Matni tensionin, rrymën, rezistencën dhe formën e valës

Matja e rrymës dhe tensionit është një sherr i madh për qarkun elektronik, veçanërisht kërkohen matje të shumta paralele. Simulimi Tinkercad mund ta zgjidhë këtë problem shumë lehtë. Ju mund të matni tensionin dhe rezistencën aktuale shumë lehtë. Ju mund ta bëni këtë për shumë degë në të njëjtën kohë. Konfigurimi i mëposhtëm tregon rrymën totale dhe tensionin e qarkut.

Ju gjithashtu mund të përdorni një oshiloskop për të vëzhguar formën e valës dhe për të matur frekuencën.

Në oshiloskopin e mësipërm që tregon sinjalin e orës nga Arduino. Ju gjithashtu mund të matni rrymën dhe tensionin e degëve të shumta në një kohë që është shumë efektive. Nëse dëshironi të matni shumë degë aktuale në një kohë duke përdorur multimetër nga një qark praktik do të jetë shumë e vështirë. Por në Tinkercad mund ta bëni shumë lehtë. Në qarkun e mëposhtëm, kam përdorur ammetra të shumtë për të matur rrymën nga degë të ndryshme.

Hapi 3: Shkrimi i Programit dhe Përdorimi i Serial Monitor

Një nga karakteristikat interesante dhe të dobishme të qarkut Tinkercad është se ai ka një redaktues kodesh dhe ju mund të shkruani një program për Arduino dhe ESP8266 direkt nga mjedisi i tij. Ju gjithashtu mund të zhvilloni një program duke përdorur mjedis grafik duke zgjedhur modalitetin Bllok. Isshtë shumë e dobishme për krijuesin dhe hobiistin që nuk kanë përvojë programimi.

Ai gjithashtu ka një Debugger të integruar nga ku mund të korrigjoni kodin tuaj. Korrigjuesi do t'ju ndihmojë të identifikoni gabimin (gabimin) në kodin tuaj dhe ta korrigjoni (debugoni) atë.

Qarku Tinkercad gjithashtu ka monitorin serik dhe ju mund të monitoroni vlerën e sensorit dhe të korrigjoni qarkun tuaj shumë lehtë. Qarku i mëposhtëm u përdor për të testuar PIR & sensorin tejzanor dhe për të = shërbyer të dhënat në monitorin serik.

Mund të hyni në qark nga lidhja:

Hapi 4: Simulimi i Qarkut të Madh dhe Kompleks (Ora Me Termometër & Lux Meter)

Në Tinkercad mund të simuloni çdo qark kompleks para se ta bëni atë praktikisht. Mund t'ju kursejë kohë të vlefshme. Mundësia për të bërë gabime në një qark kompleks është shumë e madhe. Nëse e provoni së pari në Tinkercad mund të jetë shumë efektive sepse e dini që qarku dhe programi juaj do të funksionojnë ose jo. Nga rezultati, ju gjithashtu mund të modifikoni dhe përditësoni qarkun tuaj sipas kërkesës tuaj.

Unë kam simuluar një qark kompleks në Tinkercad dhe është një qark sahati me termometër dhe metër luks. Qarku mundësohet nga një bateri 9V me një rregullator 5V. Ekrani prej gjashtë, shtatë segmentesh përdoret për të shfaqur kohën me orë, minutë dhe sekondë. Katër butona që përdorin hyrje të vetme analoge përdoren për të rregulluar kohën. Një zile është e lidhur për të vendosur alarmin. LM35 IC përdoret për të shfaqur ndjesinë e temperaturës së mjedisit. Një sensor i dritës së ambientit përdoret për të matur luksin.

Një ndërprerës dixhital i butonave përdoret në Arduino pin #7. Ky çelës butoni përdoret për të ndryshuar opsionin. Si parazgjedhje, ajo tregon kohën ose funksionon në modalitetin e orës. Për shtypin e parë, ai tregon temperaturën dhe tregon nivelin lux për shtypjen e dytë.

Hapi 5: Zbatimi me Hardware

Pas simulimit të qarkut dhe rregullimit të programit dhe vlerësimit të rezistencës, është koha e përsosur për të zbatuar qarkun në mënyrë praktike. Një qark praktik mund të zbatohet në tabelën e bukës nëse doni të bëni një prototip për shfaqje diku. Qarku i bukës ka disa avantazhe dhe disavantazhe. Avantazhi kryesor i qarkut të bukës është se mund të modifikohet lehtë dhe nuk kërkohet bashkim për këtë. Nga ana tjetër, lidhja e qarkut të bukës mund të prishet shumë lehtë dhe është shumë e vështirë të identifikohet për një qark kompleks.

Nëse dëshironi ta bëni atë për përdorim praktik, qarku i ngjitur i PCB -së është më i miri. Ju mund ta bëni qarkun tuaj PCB në shtëpi shumë lehtë. Asnjë mjet special nuk kërkohet për këtë. Nëse doni të dini për DIB PCB, mund të ndiqni këto udhëzime të këndshme.

1. PCB i bërë nga shtëpia hap pas hapi nga recwap.

2. PCB-marrja-udhëzues nga pinomelean

Ju gjithashtu mund të porosisni online për një PCB profesionale. Disa prodhues ofrojnë shërbimin e printimit PCB me një çmim shumë të ulët. SeeedStudio Fusion PCB dhe JLCPCB janë dy ofruesit e shërbimeve më të spikatur. Mund të provoni një nga këto.

[Shënim: Disa imazhe janë mbledhur nga interneti.]

Çmimi i dytë në Sfidën e Këshillave dhe Trukave Elektronikë