Архив Галактики

123D Circuits Autodesk. Робототехника без трат и плат

Teleskop's Блог / 17.07.2015

Первые шаги в робототехнику - самые сложные, а могут оказаться и вообще не сделанными по причинам отсутствия оборудования, страха что-то испортить из-за неумения и неопытности. Кстати, риск вывести комплектующие из строя путём неправильного подключения, действительно, существует. Все вышеперечисленные соображения были высказаны не за тем, чтобы отпугнуть новичков от занятий робототехникой, а, напротив, чтобы привлечь. Есть способ преодолеть объективные и субъективные трудности - попробовать заняться сборкой схем онлайн.
123D Circuits от Autodesk (Electronics from beginner to pro) - это онлайн-сервис для проектирования электронных схем и печатных схем. Но самой интересной возможностью сервиса для нас - явных, тайных и потенциальных поклонников робототехники, является поддержка и симуляция работы платы Arduino.

Чтобы начать пользоваться сервисом, нужно перейти по ссылке на официальный сайт и зарегистрироваться. Регистрация и дальнейшее использование сервиса возможно безвозмездно, то есть даром.
Если вы не пожалеете полчаса своего времени на выполнение первой практической работы в онлайн-сервисе, то сэкономите денежные, временные и нервные затраты при дальнейшем освоении робототехники. Уважаемые коллеги, попробуйте сервис сами и предложите своим ученикам - это несложно и совершенно безопасно. В ходе сборки не пострадает ни одна деталь.

После регистрации, открыв главную страницу, мы попадаем на сервис, где нам предлагается открыть Electronics Lab Hub, Circuitscribe Hub, PCB Design Hub. Нам нужно открыть электронную лабораторию. Именно в лаборатории возможно заняться прототипированием схем.



В лаборатории можно начать свой новый проект или ознакомиться с проектами других пользователей. При желании можно нажать на проект другого пользователя и тогда вы попадёте в его лабораторию.
Чтобы начать создавать свой проект, нужно нажать на кнопку New Electronics Lab.



После открытия попадаем в лабораторию, где перед нами чистый лист, вернее, чистая макетная плата. Сначала можно научиться перемещаться в пространстве рабочего стола. Нажав левой кнопкой мыши(ЛКМ) на объекте, можно выбрать его. Перемещать объект, выбрав его и не отпуская ЛКМ, передвигать по экрану. Если нажать на свободную зону экрана, то можно передвигать сам стол, оставляя предмет неподвижным. Есть возможность масштабирования с помощью вращения колёсика мышки.



Для ознакомления с этим сервисом был выбран самый простой и наглядный пример.

Для выполнения работы нужно добавить элементов. Сервис хорошо имитирует сборку схем. Все элементы в нём выглядят и функционируют как в реальной жизни. Из преимуществ перед реальной робототехникой можно назвать бесконечность этих элементов и отсутствие опасности что-нибудь спалить при неправильном подключении. При нажатии на Add Components появляется стартовый набор радиотехнических элементов.



Для выполнения этого проекта нам понадобятся:
LED. Светодиод. Плата Arduino UNO Resistor. Резистор.



Находим эти компоненты в нижней части. Их можно перетаскивать на рабочий стол. Важно, что Arduino Uno нужно поместить сверху над макетной платой. Светодиод нужно поместить на макетную плату. Нужно, чтобы он попал в отверстия на плате. Если это происходит, то его ножка подсвечивается.



С подключением резистора всё немного сложнее. Потому что сначала он идёт вертикальным, а нам необходимо его перевернуть на 90 градусов. Делается это с помощью поворота светодиода кнопкой Rotate, которая обведена красным. Далее также необходимо, чтобы резистор попал одной ножкой в тот же ряд, что и светодиод, а второй - в свободное отверстие. Следующий важный момент - это номинал резистора. Чтобы получить доступ к настройкам элементов, нужно нажать на них ЛКМ. В меню Resistor, которое обведено зелёным кружком, можно дать имя резистору и назначить его номинал. При этом будут меняться полоски на резисторе.



Нам необходим резистор на 220 Ом.
В итоге сборки схема должна выглядеть следующим образом.



Далее самая важная часть. Подключение светодиода к Arduino Uno, а для этого нужно воспользоваться проводами. Проводов нет в компонентах, потому что они добавляются сразу нажатием ЛКМ на отверстие, где провод начинается, а после - с чем его нужно соединить. Для тренировки можно соединить между собой место, свободное от элементов. Зелёными кругами объединены контакты, которые будут соединены. После подключения провод становится красным. На провод также можно нажать и изменить его цвет.



Провода можно соединять любым необходимым образом, а после, для большего удобства, их можно окрашивать в различные цвета. Для удаления ненужных элементов, например, этих проводов, можно выделить провод и клавишей Delete удалить его. Ещё есть возможность откатить назад действие сочетанием клавиш Ctrl+Z.



Вот таким образом нужно подключить светодиод к питанию. Его прямой ножкой к минусу, а резистор к плюсу. По общепринятой культуре схемотехники к минусу ведём чёрный провод, к плюсу - красный.



Расцветка проводов от Arduino соответствует их назначению. От пина 13 красный провод к плюсу. От пина GND - к земле. Вот и всё. Только что мы аппаратно подключили светодиод к плате Arduino Uno. Первая половина задачи выполнена, теперь вторая - программирование.



Для начала программирования нужно нажать кнопку Code Editor, которая обведена красным кружком. После этого в нижней части экрана появится консоль для работы.



После чего можно скопировать этот код в консоль. Он прокомментирован на русском языке, что позволяет разобраться, как работает эта система.

После нажатия кнопки Start можно наблюдать работу устройства. Светодиод будет подмигивать. Можно поэкспериментировать с временем включения и выключения, то есть изменить цифры в коде.


Если всё получилось и появился интерес к дальнейшим занятиям, то можно подпитывать его теоретическими сведениями, например, на сайте Амперки. И задуматься о покупке робототехнического набора на основе контроллера Arduino.
Продолжение следует.