За робототехнікою майбутнє, з цим сьогодні не сперечаються навіть скептики.

Але у сфері заміни людської робочої сили роботами, є й зворотна сторона, що не дозволяє вченим повною мірою розгорнутися в указаному напрямку. Що ж заважає творцям штучного інтелекту в здійсненні їх далекосяжних планів? Для цього є щонайменше 5 вагомих причин:

Технологія збірки та недосконалість матеріалів

У ідеальному світі майбутнього мікро та макромасштабна техніка збірки стане гармонійно доповнювати одина одну, не утворюючи додаткових навантаження для ходу процесу, в результаті якого створюються наділені штучним інтелектом машини. Більше того, при створенні людиноподібних андроїдів класичні шестерні та механізми доведеться замінити сучаснішими та багатофункціональними модулями, здатними виконувати безліч операцій одночасно.

Пошуки нових джерел енергії

Навіть досягнуті успіхи у сфері робототехніки не відміняють того факту, що знаходиться ця галузь буквально на початковому стані саме із-за недостатньої ефективності сьогоднішніх джерел живлення. Навіть політ дрона сьогодні має обмеження саме із-за недостатньо потужної батареї. І перспектива тут тільки одна - шукати енергоємніші акумулятори та зменшувати енергоспоживання.

Мікротехнології замість макророботів

Розвиток технологій, що дозволяють об'єднувати безліч дрібних роботизованих мікроорганізмів в одне ціле для виконання поставлених завдань, дає можливість відмовитися від гігантоманії у сфері робототехніки.

Межі навчання штучного інтелекту

Сучасні машини можна назвати такими, що легко навчаються. Вони дійсно здатні приймати нові умови й адаптуватися до них. Але доки не вдалося створити штучний інтелект, здатний посперечатися з людським мозком.

Соціалізація

Впровадження роботів в звичайне суспільство багато в чому пов'язане із складнощами, що виникають у машин з штучним інтелектом в процесі соціалізації. Те, що сприймається людством в якості норми, вимагає від роботів істотних зусиль в розпізнаванні найдрібніших мімічних та тілесних сигналів.  

У робототехніки велике майбутнє, але на сьогодні в ній є й багато проблем, без рішення яких добитися успіху в розвитку галузі неможливо.

Налаштування mBlock для роботи з Arduino.

Перш ніж почати використовувати mBlock для Arduino, вам потрібно налаштувати mBlock для режиму Arduino:

1. Перейдіть до розширення та виберіть Arduino, але переконайтеся, що mBot не вибрано (клацніть на ньому, щоб скасувати вибір, якщо на ньому є галочка).

2. Перейдіть до Boards та виберіть Arduino Uno.

---

Крок 1.

Спочатку потрібно перейти в режим Arduino, який знаходиться в Редагування (Edit) Þ Arduino Mode. Це позбудеть сцени, а на екрані з'явиться вікно кодування Arduino.

Крок 2

Перейдіть до категорії Robots та перетягніть перший скрипт під назвою Arduino Program. Все, що знаходиться під цим сценарієм, відображатиметься у вигляді коду в області коду Arduino справа.

Крок 3

Перейдіть до категорії "Control" та виберіть forever. Порожній вічний цикл з'явиться в області Void loop ().

Крок 4

Перейдіть до категорії " Robots" і витягніть "set digital pin 9 output as HIGH".

Змініть 9 на 13.

Крок 5

Перейдіть до категорії "Control" та витягніть верхній скрипт під назвою "wait 1 secs". Помістіть це під " set digital pin 9 output as HIGH ".

Крок 6

Клацніть правою кнопкою миші будь-де на кольоровій ділянці " set digital pin 9 output as HIGH ". Виберіть дублікат і помістіть клон під "wait 1 sec", щоб він перебував у вічному циклі.

       Крок 7

---

Аналіз коду:

Ви можете безпосередньо побачити, як код mBlock перетворюється на код IDE Arduino.

forever = void loop()

set digital pin 13 output as HIGH = digitalWrite (13,1)

 ** тут 1 дорівнює HIGH, який заповнений

wait 1 secs = delay (1000 * 1)

 ** (1000 * 1) просто дорівнює 1000, але це показує, скільки мілісекунд очікувати.

Порівняйте цей код з кодом на вкладці Arduino :  Arduino Blinking LED

---

mBlock - середовище вIзуального програмування

mBlock спеціально розроблений для підтримки STEAM освіти. Програмний продукт (під вільною ліцензією) від компанії MakeBlock - одного з лідерів в області створення бази для STEM навчання.  https://www.makeblock.com/

Компанія розробляє набори для складання роботів, цікаві конструкторскі набори, активно просуває ідеї змагальної і освітньої робототехніки. 

mBlock - середовище візуального програмування, в основу якого покладено надзвичайно популярний програмний продукт Scratch. Завдяки підтримці блокового та текстового програмування, mBlock  дозволяє користувачам вільно створювати ігри та анімації, а також програмувати роботів Makeblock і micro-bit. Крім того, програмне забезпечення має найсучасніші технології, такі як AI та IoT, що робить його ідеальним помічником для вчителів та учнів при навчанні  програмуванню.

Сторінка завантаження mBlock  -  http://www.mblock.cc/

На думку експертів, mBlock 3.0, на поточний момент - найбільш адаптоване середовище програмування для використання в освіті. Це програмний продукт на основі Scratch, що дозволяє працювати з контролерами на основі Arduino, та понизити вхідний поріг для учнів, до 8 років. 

mBlock - це графічне програмне забезпечення, що підтримує безліч плат: Arduino UNO, Mega 2560, Leonardo; є можливість управління пристроями в інтерактивному режимі та має простий механізм "завантаження" програм в пристрої для їх автономної роботи. Передбачено і механізм створення користувацьких розширень, що розширюють функціонал програми.

Можемо припустити, що актуальність mBlock 3 буде зберігатися довгий час саме за рахунок того, що для цього середовища вже створено велику кількість цінних авторських розширень.

Нагадаємо:

- Scratch - популярна візуальна мова програмування, яка ідеально підходить для навчання дітей від 8 років, дозволяє створювати творчі проекти, в невимушеній ігровій формі освоювати алгоритмізацію та програмування, розвивати технічне мислення і інженерні навички.

- Arduino - найпоширеніший мікроконтролер для створення саморобних електронних пристроїв. Маленька друкована плата зробила справжню революцію у світі технічної творчості, надавши новий імпульс розвитку робототехніки та конструювання.

Програмування та використання мікроконтролерів перестало бути долею обраних. А з появою графічних засобів розробки на основі Scratch навчити Arduino виконанню потрібної роботи стало ще простіше. Настає нова революція – програмування мікроконтролерів стає доступним не лише дорослим, але і дітям!

Хочете спробувати?  Ласкаво просимо.

Матеріали подані в ігровій формі та реалізовані в цікавих проектах, з якими цікаво розбиратися як дітям, так і дорослим, так що спільна технічна творчість може стати цікавим і корисним сімейним дозвіллям.

Крок за кроком ви пройдете шлях в світі програмування та конструювання :

Ø               крок 1 знайомство з платами Arduino;

Ø               крок 2 реалізація перших проектів з електронними компонентами;

Ø               крок 3 юні винахідники зможуть відчути себе в ролі програмістів-розробників;

Ø               крок 4 отримання навичок відладки та модифікації комп'ютерних програм, а також розробка на основі Arduino оригінальних пристроїв.

А далі... далі відкривається величезний світ можливостей. Роботи, квадрокоптери, 3D-принтери, маніпулятори, "розумні речі" та ігрові проекти - лише невеликий перелік напрямків подальшого розвитку. Головне - захопити, показати, навчити зробити перший крок. О, цей чудовий світ творчості.

Не даремно найближчими роками інженерна освіта та технічна творчість підростаючого покоління будуть особливо важливою сферою для подальшого технологічного розвитку нашої країни.

Треба ростити інженерів, конструкторів, винахідників, створювати своє майбутнє!

Знайомство з модулем  ESP8266?

         В процесі вивчення та проектування  Інтернет речей (Internet of Things, скорчено IoT) приходить час, коли виникає необхідність навчитися працювати з таким поширеним видом зв'язку як WiFi. Оскільки саме такий вид зв'язку може дозволити комфортно створити єдину мережу для ваших розумних домашніх пристроїв та грамотно ними керувати. Наприклад, з мобільного телефону, планшета або комп'ютера, тобто іншими словами створити справжнісінький розумний будинок, який обійдеться вам в десятки разів дешевше, ніж купувати готові рішення в магазині або створити автономного робота з управлінням з мобільного телефону. Використання WiFi звичайно не обмежується на цьому, і прикладів використання цього виду зв'язку настільки багато, що перераховувати їх немає сенсу. А краще розібратися, як правильно працювати з таким модулем.

ESP8266

     Широка доступність Wi-Fi мереж роблять цікавим для розробника можливість реалізації у своїх проектах функції безпровідного доступу як в локальну, так і глобальну мережу. Наявність на ринку великого числа недорогих рішень що дозволяють інтегрувати Wi-Fi робить концепцію IoT (Internet of thing, Інтернету речей) такою, що легко реалізовується навіть для початківців. Одним з «проривів» останніх років в області безпровідних рішень стала поява мікроконтролера ESP8266EX від компанії Espressif Systems. Недорогий чіп з мінімумом зовнішніх компонентів дозволяє отримати повноцінне Wi-Fi рішення.

      

               Основні характеристики:

— підтримка WiFi протоколів 802.11 b/g/n з WEP, WPA, WPA2;

— підтримка режимів роботи : клієнт (STA), точка доступу (AP), клієнт+точка доступу (STA+AP);

— напруга живлення (1.7-3.6) В (реально потрібно 3.3 В);

— споживаний струм: до 300 мА залежно від режиму роботи.

Проте якщо «рядовий» інженер або розробник-ентузіаст спробує просто «в лоб» узяти цей чіп і реалізувати на за йото допомогою Wi-Fi інтерфейс, то можна бути впевненим, що його чекає декілька тижнів захоплюючого прочитання datasheet-тів, вивчення особливостей SDK, копання в прикладах коду та інструментах розробки. Навіть така проста дія як заливка програми в ESP8266 призведе до вирішення серйозних питань. Така пригода уб'є бажання освоїти цей прекрасний міроконтролер у кого завгодно. Зрозуміло, розібратися в у всьому вищесказаному потрібно якщо розробник збирається займатися з ESP8266 професійно, використати його в комерційних продуктах. Проте якщо йдеться про «тест-драйв», бажанні використати Wi-Fi в радіоаматорстві, швидкому прототипуванні пристроїв (актуально для починів (стартап)), та й просто розширення кругозору, то потрібне доступніше рішення.

На щастя китайською радіоелектронною промисловістю був оперативно освоєний випуск модулів на основі ESP8266. Це ціла лінійка недорогих модулів ESP з маркіровкою від 01 до 12. Причому мало не кожен місяць стабільно з'являються нові модифікації, такі як ESP-12E (вирізняється додатковими виводами), ESP-13 (аналог WROOM-02), ESP-14 (flash пам'ять збільшена до 4 Мб) і так далі. Ситуація тут вже краща - підключивши до відповідних виводів живлення (дуже важливо, живлення +3,3В, модуль дуже примхливий до напруги живлення) та використовуючи USB-UART перехідник можна почати повноцінно працювати з ESP8266. Також необхідно зробити додаткову обв'язку у вигляді пари перемикачів для перезавантаження модуля і для його прошивки, 5-6 резисторів і пари конденсаторів для стабільного функціонування ESP8266 (чіп дуже чутливий до якості живлення). Робота не складна але вимагає певних навичок і розуміння принципів роботи ESP8266. Безперечною перевагою такого підходу є те, що після відладки модуль можна стаціонарно встановлювати у будь-який виріб для реалізації Wi-Fi інтерфейсу. Основна складність для розробника залишається в необхідності розібратися в усьому різноманітті модулів ESP та  вибрати найбільш відповідний.

Починати знайомство з ESP8266 необхідно з налагоджувальних плат (development board). Як правило, вони позбавляють від маси другорядних завдань що не відносяться безпосередньо до вивчення ESP8266 (один тільки нестандартний крок распіновки модуля в 2 мм відніме у вас 2-3 години часу), зменшують ймовірність ушкодження модуля з необережності (стандартна напруга +5В виведе ваш ESP8266 з ладу)

Отже, чим же зручні налагоджувальні плати ESP8266 (на прикладі NodeMCU LoLin v.3) :

— наявність вбудованого інтерфейсу USB-UART реалізованого на добре відомих перетворювачах CP2102 або CH340G. Підключення до ПК відбувається за допомогою звичайного кабелю microUSB;

— вбудований перетворювач напруги +3,3 В, а саме живлення береться безпосередньо від USB порту ПК;

— усі доступні на ESP8266 виводи виведені на дві гребінки із стандартним кроком 2,54 мм;

— на налагоджувальній платі є 4 Мб flash пам'яті, а використання прошивки NodeMCU дозволить реалізувати вбудовану файлову систему spiffs;

— вбудовані мікрокнопки reset і flash для перезавантаження і перепрошивки модуля.

На ринку представлена величезна кількість різних налагоджувальних плат.

Однак можливо у вас немає налагоджувальної плати. Що можна зробити?

З чого почати?

Приступимо і спершу розберемо виводи WiFi модуля ESP8266 – 01, як найпростішого технічного рішення

VCC - живлення модуля від 3V до 3.6V (пам’ятаємо 3.3V ).

GND - земля.

RST - контакт Reset відповідає за перезавантаження модуля.

CH_PD - "chip power - down" при поданні живлення на нього, активізується робота модуля.

TX - передача даних (UART інтерфейс)

RX - прийом даних (UART інтерфейс)

GPIO0 - порт вводу/виводу загального призначення

GPIO2 - порт вводу/виводу загального призначення

GPIO0 і GPIO2 - це такі самі цифрові виводи, з якими працюємо на платах Arduino для взаємозв'язку з різними датчиками, і застосовуються вони у разі реалізації самостійної роботи на внутрішньому мікроконтролері WiFi модуля ESP8266 - 01.

Підключаємо плюс (+) джерела живлення 3.3V до контакту VCC модуля ESP8266 - 01, а мінус (-) джерела живлення підводиться до контакту GND. У такому стані на модулі включиться червоний світлодіод, що сигналізує нам про правильне підключення живлення. Для того, щоб модуль активізувався, необхідно також з'єднати плюс (+) джерела живлення з контактом CH_PD модуля ESP8266 - 01 і бажано це зробити відразу через резистор 10кОм. Тепер, коли включено живлення, на модулі повинен світитися червоний світлодіод і пару разів швидко блимнути синій (голубий) світлодіод. Якщо все так і відбувається, це означає все відмінно, модуль підключено правильно. Інакше ще раз перевіряємо підключення.

Далі. Для роботи з Wi-Fi модулем ESP8266 потрібен перехідник USB - UART. Перехідники бувають різні, наприклад: FT232RL, CP2102, PL2303. Робота з перехідниками це окрема тема яка вимагає детального вивчення.

Розберемо як можна працювати з даним моделей не маючи перехідника USB – UART і не маючи налагоджувальних плат. В якості перехідника USB-UART буде використано плату Arduino. Розберемо підключення на основі Arduino Mega 2560 .

Робимо підключення згідно з наступною схемою.

Для надійного живлення модуля ESP8266 - 01 необхідно використовувати стабілізоване джерело живлення 3.3V, краще не брати живлення від своєї плати Arduino, оскільки модуль споживає струм до 215mA і це може погано закінчиться для Arduino. Де узяти стабілізоване джерело живлення на 3.3V сподіваюся для вас не проблема, інакше вам явно ще рано займатися цим модулем. Наприклад, можна використати, для швидкого збору схем на макетних платах, такий модуль живлення 3.3V і 5.0V як YWRobot, який дозволяє швидко отримати стабілізовану напругу на 3.3V або 5V на відповідних контактах.

Підключаємо плюс (+) від джерела живлення 3.3V до контакту VCC модуля ESP8266 - 01, а мінус   (-) джерела живлення підводиться до контакту GND. У такому стані на модулі включиться червоний світлодіод, що сигналізує нам про правильне підключення живлення. Для того, щоб модуль активізувався, необхідно також з'єднати плюс (+) джерела живлення з контактом CH_PD модуля ESP8266 - 01 через резистор 10кОм. На модулі повинен засвітитися червоний світлодіод і пару разів швидко блимнути синій світлодіод.

Увагу! Необхідно замкнути перемичкою на платі Arduino контакти RST і GND. Така маніпуляція відключає мікроконтролер і дозволяє зробити з плати Arduino справжнісінький перехідник USB-UART.

Оскільки WiFi модуль ESP8266-01 живимо від окремого зовнішнього джерела живлення, то повинні завжди з’єднувати землю усіх джерел живлення. З’єднуємо  виведення GND плати Arduino з землею (-)  зовнішнього джерела живлення 3.3V, призначеного для живлення модуля ESP8266-01.

Контакт TX плати Arduino сполучаємо з контактом TX модуля ESP8266-01. По цій лінії передаватимуться дані від Wi-Fi модуля до плати Arduino. Хто знайомий з UART інтерфейсом, може замислитися: "Але як же так? Скрізь навчали, що TX повинен з'єднуватися з RX. TX передає інформацію, а RX приймає". І ви будете праві. Усе вірно завжди TX з'єднується з RX, але саме у разі, коли ми робимо з Arduino перехідник USB-UART, необхідно підключати пристрої безпосередньо. Вважайте це виключенням з правил.

Лінію RX плати Arduino підключаємо так само безпосередньо до лінії RX модуля ESP8266-01. По цій лінії передаватиметься інформація від плати Arduino на плату Wi-Fi модуля. Але робимо це з'єднання через так званий дільника напруги, що складається з двох резисторів номіналами 1кОм і 2кОм. Зменшити напругу на цій лінії за допомогою двох резисторів (дільника напруги) нам необхідно, оскільки плата Arduino передає логічний сигнал напругою 5V, а Wi-Fi модуль працює з напругою 3.3V. Для перетворення логічного сигналу можна використати спеціальну перетворювачі логічних рівнів, що було б звичайно правильніше, але знову ж таки припустимо, що їх немає, і довелося піти простішим шляхом і зробити це за допомогою дільника напруги.

Усе необхідне для подальшої роботи підключено, але залишаються не задіяні ще 3 контакти (GPIO0, GPIO2 і RST) на WiFi модулі ESP8266-01. Для стабільної роботи Wi-Fi модуля необхідно ці не задіяні контакти, що залишилися, підтягнути до плюсової (+) лінії живлення модуля через резистори в 10кОм.

Це позбавить нас від різних завад (перешкод) і зробить роботу модуля стабільною. Краще це робити відразу. Інакше модуль постійно буде перезавантажуватися, видавати не зрозумілу інформацію, або взагалі не захоче працювати.

І знову перевіряємо працездатність модуля WiFi ESP8266-01. Включаємо живлення і дивимося, засвітився червоний світлодіод і пару разів блимнув синій. Якщо усе так відбувається, це означає все відмінно, можна рухатися далі. Інакше перевіряємо правильність з'єднань та надійність усіх контактів. Може бути просто банальна ситуація, коли десять разів усе перевірили і переконалися, що усе правильно підключили, але включаючи модуль, бачите, що синій світлодіод поводиться не адекватно, постійно горить, постійно блимає або взагалі ні на що не реагує. Це може відбуватися із-за поганого контакту. Наприклад, збираючи схему на макетній платі, який-небудь з резисторів нещільно сидить на своєму місці і це призводить до неконтакту. Перевіряти якість з'єднань обовязково. Модуль дуже чутливий. Не нехтуйте цим. Це часта причина не стабільної роботи.

З залізом розібралися, переходимо до програмного забезпечення.

Tinkercad Arduino. 

Проекти на Arduino без самої плати Arduino.

Як можна займатися Arduino-проектами без самої плати Arduino?   На скільки це реально. Виявляється, так. Завдяки новому сервісу Tinkercad Circuits Arduino можна не лише малювати електронні схеми і запускати емулятор електричного кола, але й підключати до проекту віртуальну плату Arduino, в яку можна завантажити справжні скетчі. Tinkercad - безкоштовний, напрочуд простий та одночасно потужний сервіс, з якого можна починати навчання електроніці та робототехніці.

Вступ коротко.

Що таке Tinkercad?

Tinkercad - це продукт, який зараз належить мастодонтові (IT - монстру) в світі CAD-систем, - компанії Autodesk. Сервіс вже відомий багатьом як просте і безкоштовне середовище для навчання 3D-моделювання. З його допомогою можна досить легко створювати свої моделі та відправляти їх на 3D-печать

Зовсім нещодавно Tinkercad отримав важливі та потужні інструменти, здатні істотно полегшити процеси навчання початківцям-розробникам на платі Arduino. Проектування і програмування нових схем стало набагато простіше та цікавіше.

Історія створення.

Tinkercad  був створений в 2011 році, його автори — Кай Бекман (Kai Backman) та Мікко Мононен (Mikko Mononen). Продукт спочатку позиціонувався як перша Web-платформа для 3D-проектування, в якій користувачі могли ділитися один з одним результатами своєї роботи. У 2013 році сервіс був куплений компанією Autodesk і доповнив сімейство продуктів 123D. За весь цей час у рамках сервісу користувачами було створено і опубліковано більше 4 млн. проектів (3D-моделей).

У червні 2017 р. Autodesk вирішив перенести частину функціонала іншого свого сервісу Electroinics Lab Circuits.io, після чого Tinkercad отримав вкрай важливі та потужні інструменти, здатні істотно полегшити розробникам Arduino процес навчання, проектування та програмування нових схем. Якщо ви вже користувалися Circuits.io, то майте на увазі, що усі старі проекти  Circuits.io можуть бути експортовані в Tinkercad без будь-яких проблем.

Можливості Tinkercad для розробок на Arduino.

Список основного функціонала і корисних фіч Tinkercad Circuits :

ü     Web-орієнтована платформа, для роботи непотрібно нічого окрім браузеру та Інтернету.

ü     Зручний графічний редактор для візуальної побудови електронних схем.

ü     Запропонований набір моделей, більшості популярних електронних компонентів, відсортований по типах компонентів.

ü     Симулятор електронних схем, за допомогою якого можна підключити створений віртуальний пристрій до віртуального джерела живлення та простежити, як він працюватиме.

ü     Симулятори датчиків та інструментів зовнішньої дії. Ви можете міняти показники датчиків, стежачи за тим, як на них реагує система.

ü     Вбудований редактор Arduino з монітором порту та можливістю покрокової відладки програми.

ü     Готові для використання проекти Arduino з схемами та кодом.

ü     Візуальний редактор коду Arduino.

ü     Можливість інтеграції з іншою функціональністю Tinkercad та швидкого створення для вашого облаштування корпусу й інших конструктивних елементів – модель може бути відразу ж скинута на 3D-принтер.

ü     Вбудовані підручники та величезне співтовариство, колекцією готових проектів.

Звучить фантастично, чи не так? Не треба викачувати Arduino IDE, не треба шукати та викачувати популярні бібліотеки і скетчі, не треба збирати схему й підключати плату  -  усе, що нам потрібне, знаходиться відразу на одній сторінці.  І, найголовніше -  це усе дійсно працює! Давайте вже перейдемо від слів до справи і приступимо до практичного знайомства.

Перші кроки в Tinkercad

  

Реєстрація акаунта.

Для початку роботи необхідно зареєструватися. Реєстрація в Tinkercad абсолютно безкоштовна. Зайдіть на сайт і виконайте прості кроки.

Підтвердивши акаунт поштою, увійдіть до системи, вказавши реєстраційні параметри. У верхньому правому кутку ви побачите посилання в особистий кабінет. У режимі редагування профілю зможете поміняти свій псевдонім, email, опис, встановити фотографію, підключити зовнішні сервіси.

Dashboard — Початкова сторінка

Пройшовши етап реєстрації, потрапимо на головну сторінку, на якій ліворуч видимий список сервісів і під ним, - список проектів. Навігація дуже проста, хоча деякі посилання виглядають не дуже помітними, але розібратися, що до чого, можна легко. Вибравши елемент ліворуч ми бачимо справа список відповідних об'єктів. Для розділу  Circuits, цими об'єктами будуть схеми та скетчі.

Створюємо і редагуємо проект

Для створення проекту просто натискаємо кнопку «Створити проект», розташовану під списком проектів. Буде створений проект з назвою типу Project N. Натиснувши на нього, ми перейдемо в режим перегляду списку схем, включених в цей проект. Там же ми зможемо змінити властивості проекту (включаючи назву), натиснувши на відповідний значок відразу під назвою.

Додаємо нову схему.

Створити нову схему в Tinkercad можна двома способами:

ü     У меню ліворуч вибрати Circuits і справа над списком схем вибрати команду Create new Circuit .Нова схема буде створена поза яким-небудь проектом.

ü  Створити схему в певному проекті. Для цього потрібно спочатку перейти у вікно проекту, а потім натиснути на кнопку «Create» згори над списком. З'явиться перелік типів схем, ми вибираємо Circuit. Створена схема буде доступна в цьому списку і в списку усіх проектів в меню Circuits.

Після виконання команди відразу ж перейдете в режим редагування схеми, не вводячи назви. Ім'я для схеми формується автоматично.

Щоб змінити назву схеми та відредагувати її властивості треба перейти в режим перегляду списку схем, навести на область з назвою схеми і натиснути на іконку «Налаштування». Відкриється вікно, в якому можна відредагувати параметри.

Для видалення схеми потрібно в тому ж режимі вибрати в налаштуваннях команду «Видалити».

Для перегляду короткої інформації про схему треба просто клацнути на ній

Для переходу в режим редагування треба навести курсор мишки і вибрати команду «Змінити», що з'явилася.

Усі зміни в процесі редагування схеми зберігаються автоматично.

Опис інтерфейсу в режимі редагування.

Натиснувши на команду «Змінити» ми потрапляємо в режим редагування схеми. За допомогою зручного і простого графічного інтерфейсу можна намалювати бажану електричну схему. Ми можемо виділяти, переносити об'єкти, видаляти їх звичним усім способом за допомогою миші.

У режимі редагування робоче вікно сервісу поділене на дві половини: знизу розташована панель із закладками - це бібліотека компонентів. Над нею знаходиться область візуального редагування схеми з панеллю інструментів і простором, на якому буде розміщена схема.

На смузі інструментів у верхній частині ліворуч знаходяться основні команди:

v    Повернути елемент

v    Видалити

v    Масштабувати по розмірах екрану

v    Відміна

v    Повтор

Кнопки в правій частині панелі :

v    Відобразити панель програмування, ТА відладки

v    Відобразити панель бібліотеки компонентів

v    Запустити симулятор схеми

v    Експорт в Eagle.brd

v    Поділитися

В цілому  інтерфейс досить простий, не переобтяжений зайвими елементами та інтуїтивно зрозумілий. Практично будь-які операції можна виконати «на дотик».

Створення схеми в Tinkercad крок за кроком.

У більшості випадку для роботи з проектами Arduino виконується наступний алгоритм дій :

1.     Створюємо нову схему або відкриваємо існуючу для редагування.

2.     Використовуючи візуальний редактор, створюємо схему (у нашому випадку, з включенням плати Arduino Uno).

3.     Готуємо скетч в редакторові коду та завантажуємо його у віртуальний контролер.

4.     Запускаємо режим симуляції, при якій плата віртуально підключається до джерела живлення і схема починає працювати. Вносимо початкові дані для датчиків і спостерігаємо реакцію схеми, як візуально, так і на віртуальному моніторі порту усередині самого сервісу.

Розглянемо кожного з кроків детальніше.

Перший крок. Створюємо схему Circuit

Вважатимемо, що проект ми вже створили описаним вище способом. Переходимо в нього і натискаємо на кнопку Create, вибираючи тип - Circuit. Після цього кроку відкривається візуальне середовище редагування, в якому ми зможемо як намалювати схему, так і написати або відлагодити скетч Arduino.

 Підготовка електронної схеми.

Створюючи схему, ми виконуємо такий порядок дій :

-         Вибираємо потрібні компоненти з бібліотеки компонентів внизу екрану і розміщуємо їх в полі редактора.

-         Сполучаємо компоненти за допомогою віртуальних провідників, малюючи їх мишкою.

-         Редагуємо параметри компонентів (наприклад, величину опору резисторів або колір дротів).

Операція вибору з бібліотеки досить проста. Список елементів знаходиться внизу. Вибравши елемент, нажимаємо на нього, потім переміщаємо в потрібне місце на схемі і жмемо повторно. Вікно зі списком компонентів можна приховати або показати, натискаючи на перемикач «Components» в панелі інструментів.

          Для роботи нам доступна множина вже готових елементів, від резистора і батареї до модулів Arduino. Для зручності навігації усі елементи розбиті на три вкладки:

v    Basic Components. Основні компоненти

v    Allcomponents. Усі доступні компоненти

v    Starters. Готові схеми

Найцікавішою для нас зараз являється третя закладка - Starters. Розробники сервісу підготували декілька готових схем, які ми можемо відразу ж завантажити в проект і редагувати на власний розсуд.

Другий крок. Знайдіть в списку будь-яку схему з Arduino й кликніть на неї. Після повторного кліка елементи схеми будуть розміщені в області редагування. Давайте для приклади виберемо схему Blink. Розмістивши її, ми побачимо на екрані наступне:

Якщо схема не вміщається на екран - виконаєте масштабування (натисніть на кнопку масштабу на панелі інструментів).

Кликнувши на роз'єм ардуіно або ніжки електронних компонентів, можна «припаяти» до неї дріт, який за допомогою миші простягаємо по усій нашій платі до бажаної точки.

Кути дроту красиво округляються, є можливість вирівнювати дріт по вертикалі або горизонталі (з’являться сині лінії - підкажуть нам вертикаль і горизонт відповідно). Для відміни установки дроту треба натиснути на Esc або мишкою натиснути на відповідну іконку на панелі інструментів.

Натиснувши на компонент, ми можемо відредагувати його властивості.

Третій крок. Програмуємо плату

Усі інструменти для редагування коду стають доступні після переходу у відповідний режим при натисненні на кнопку «Code Editor» у верхній панелі.

У режимі редагування коду нам доступні наступні варіанти дій :

-       Завантажити скетч в «віртуальний контролер» і запустити симулятор.

-       Перемикання у  візуальний редактор коду типу Scratch.

-       Перемикання в текстовий редактор коду.

-       Підключення бібліотек.

-       Завантажити код на свій комп'ютер у вигляді файлу з розширенням .ino (скетч ардуино).

-       Запустити відладчик з можливістю створення точок зупинки та моніторингом станів змінних.

-       Відобразити або приховати вікно монітора.

 По суті, перед нами повноцінне середовище розробки, що володіє хай і досить скромним, але цілком достатнім для більшості випадків набором інструментів. А наявність в одному середовищі візуального режиму та механізмів відладки робить цей сервіс по-справжньому унікальним та вкрай зручним для новачків.

Четвертий крок. Запускаємо симулятор

Є два способи запуску симулятора. Перший - натиснути на кнопку «Start Simulation» у верхній панелі. Другий - використати кнопку Upload&Run в режимі редагування коду.

У обох випадках для зупинки роботи симулятора треба просто ще раз натиснути на верхню кнопку (у режимі симуляції напис зміниться на «Stop Simulation»).

Що відбувається під час симуляції? А практично те ж, що і при підключенні живлення до реальної схеми. Лампочки горять, з п’єзовипромінювача видаються звуки, двигуни крутяться. Ми можемо відстежувати поточні показники (напруга, струм) за допомогою інструментів моніторингу. А можемо самі створювати зовнішні сигнали, подаючи на датчики необхідні значення і відстежувати потім реакцію програми.  Наприклад, можна задати мишкою розташування об'єкту до датчика відстані, значення освітленості для фоторезистора, повернути ручку потенціометра. Також прекрасно працюють такі елементи як LCD дисплей - ми побачимо інформацію, що виводиться, прямо на екрані візуального компонента.

 Немає сенсу описувати детально кожну з можливостей. Упевнений, що будь-який початківець ардуінщик надовго «залипне» за цими інструментами і спробує усі можливості самостійно. Очевидно, що віртуальне середовище ніколи не замінить реальних проектів і справжній інженер просто зобов'язаний реалізовувати свої ідеї «на залозі». Але ось можливість візуалізувати ідеї, накидати можливі варіанти схеми та налагодити роботу скетчу навіть без наявності заліза, у будь-якому місці, де є Інтернет - це коштує багато чого і є чудовою інновацією в області ардуіно проектування.

Підведемо підсумки.

В результаті короткого знайомства з новим цікавим сервісом Tinkercad Arduino Circuits, хотілося б ще раз підкреслити його ключові можливості: візуальний редактор схем, візуальний та текстові редактори коду, режим відладки, режим симуляції схем, можливість експорту отриманих скетчів і електричних схем в реальні проекти. Можливо, окремо кожна з цих можливостей краще реалізована в інших потужних інструментах, але зібрані разом, та ще і у вигляді зручного, простого для освоєння web-сервісу, вони роблять Tinkercad вкрай корисним для будь-кого, особливо новачка, ардуінщика.

Судячи з усього, сервіс продовжує активно розвиватися (невеликі апдейти й поліпшення робляться безперервно), так що, сподіваюся, ми ще повернемося до цієї теми в наших статтях.

 .