傀儡師の館.Python

7 best Arduino simulators for PC を見る。実際に基板や部品を組みあげる前に、シミュレーションツールを使って設計して、確認しておけば、変な配線で機器を壊してしまうことも予防できるので、使ってみましょうかと。記事で紹介されているのは、かなり本格的なものから、ホビーユースで使えるものまであった。

Proteus は、商用で機器を作るようなレベル向けの本格的な回路設計ツールで高価。Fritzing や Autodesk Eagle などは、PCB の基板設計で使われるものだが、これで書かれた回路図をネット上にアップしている例も見る。Fritzing は、GUI で部品を画面上に配置していくと、回路図ができるのでわかりやすい。Arduino のボードも部品としてある。Eagle の方が、本格的な PCB 設計ツールという感じで、敷居が高い感じ。「fritzing PCB 発注」、「Eagle PCB 発注」とか検索すると、たくさん出てくる。




Fritzing は、Arch Linux だと、yaourt -S Fritzing で簡単にインストールできるので、インストールして使ってみることにした（オープンソースのツールなのでした）。インストールして、Fritzing で起動。いい感じに動くので今後使っていこうかな。けれど、これも回路設計のツールで、望んでいるシミュレーターではにゃい。

実際にお手軽に Arduino のシミュレータとして使えるのはどれかと見てみる。Autodesk Circuits と　Virtronics Simulator for Arduino、VBB4Arduino – Virtual Breadboard for Arduino) あたりを見てみる。

AUTODESK CIRCUITS を見てみる。おお、なんかすごい。オンラインで設計して、シミュレーションして、シェアできちゃうんだ。

gallery を見ると、いろんなものがある。最終的には Autodesk Eagle のファイルを書き出せるわけね。それにプリント基板の発注までも。このサイトの利用はユーザー登録すれば、無償で使える。いいかもしれない。Autodesk CircuitsでArduinoをシミュレーションやArduinoをシミュレータで入門してみた も参照。

その他、学習、啓蒙サイトが Electronify 紹介されていた。Arduino (ELECTRONIFY に Arduino のコンテンツがある。

次に、VBB4Arduinoを見てみる。$29 の Windows で動くツールとして販売されている（期間限定で $19)。Lチカの例を見ると、基本的にな使い方が分かる。Virtual BreadBoardのArduinoシミュレータで遊んで見る も参照。


ただし、Linux 上の wine で動かそうとしたら動かなかった(最近、家で Windows 使うことがあまりないので)。次に出てくる Virtronics の方は wine で動かすことができた。面倒だが Windows マシンを起動して動かしてみたら、日本語対応しているのでびっくり。TIPS も機械翻訳したもののようだが、日本語で表示されている。

GUIの部品を並べて回路図が作れるところは、簡単にできてよさそう。ただし、ちょっと使った印象では Fritzing の方が扱いやすい感じ。何はともあれ、回路図の作成からシミュレーションまでまとめて全部できるのは、記事で紹介されている中では、これか、AUTODESK CIRCUITS のオンライン版だけ。もうちと検索して調べてみないと。

Virtronics も、$19.99 のツールとして販売されている。フリー版は、"Free version limited to 200 lines and also after 30 days of use or 100 sketches (shown on startup in lower StatusBar) there is a delay timer on loading a sketch" という制限がある。シミュレータとしての制限は、Simulator for Arduino Datasheet を見れば分かる。


回路図をグラフィカルに作りながらというタイプのものでなく、プログラムのロジックを確認できるようなシミュレータで、ピンの値を代えたり、変数の値を確認したりだとか、BreakPoint が設定できたり、といったデバグ機能がある。プログラムの確認にはいいかもしれない。ただし、これならば、あとから出てくる UnoArduSim でいいかなというのがぱっと見た目の印象。詳細に比べてみないと、わからないけどと思ったが、シミュレータとしてのできは、こちらの方がよいとの主張。

もう少し、Arduino のシミュレーターをもう少し調べてみる。

Arduinoシミュレーター・エミュレーターまとめ、ARDUINO UNO シミュレーター にあるものを見てみる。

• CodeBlocks Arduino IDE
  
• Emuduino
  
• Simuino
  
• UnoArduSim
  

CodeBlocks Arduino IDE は、Arduino IDE を置き換える統合プログラミング環境で、プログラムをコンパイルして、Arduino へアップロードもできるようなもの。シリアル出力も扱える。でも、今欲しいのはこの手のものじゃない。ちなみに IDE なら Arduino IDE for Visual Studio という選択肢もある。Arduino向けVisual Studio Code拡張機能がオープンソース化 も参照。

Arduino Createが正式リリースされました も参照。

Emuino は、"javaアプリケーションで作成したGUIパーツを，Processing 上に作成した入出力関数を通じてコントロールし，Arduino風の実行環境を実現" したもの。"ProcessingとArduinoは、根本的に異なるシステムなので、割り込みやタイマー動作などのハードに依存した機能までは真似出来ませんが、簡単な入出力やループ動作などの検証には使えると思います。" とのこと。

Simuino は、CUI ベースのシミュレーター。ステップ実行や、ブレークポイントの設定もできる。Scenario でどのピンにどの値を送るとかいうのを設定して実行できる。CUIで見た目が地味だけど、最低限の機能は持っている感じ。回路設計機能はない。

UnoArduSim は、先に見た Virtronics と同系統のツール。回路設計の機能はないが、プログラムのデバグができる。wine でも動いた。

その他、Arduinoを使った工作を助けるツールArduinoConfとArduinoMonitor (1/2)、Arduinoを使った工作を助けるツールArduinoConfとArduinoMonitor (2/2) もおもしろいと思った。

Arduinoにつなぐ回路を作ったときに動作を確かめるためには、どうしたらいいでしょうか。テスタを使うのも一つの方法ですが、Arduinoを使ってもよさそうです。そこでArduinoMonitorを作ってみました。ArduinoとPCをつないで、PCの画面上でArduinoの各ピンの様子(ディジタル入力ならLOW/HIGH、アナログ入力なら数値または電圧)を確かめ、マウス操作でディジタル出力(LOW/HIGH)、アナログ(PWM)出力、ラジコン・サーボの角度を変えて動作を確かめられます。また、各ピンの入出力をグラフで見ることもできます。

オープンソースの回路シミュレーターとしては、QUCSというのがあった。まだ、開発途上かつ、本当の回路シミュレーターなのでパス。Arduino™ AVR®対応Proteus VSM は、Proteus が高価なのでパス。

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Arduino Uno: A Hands-On Guide for Beginner【電子書籍】[ Agus Kurniawan ]​


Getting Started with Arduino and Go【電子書籍】[ Agus Kurniawan ]​​


Arduino para Principiantes【電子書籍】[ Antonio Caicedo Pedrera ]

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Arduino UNO WiFi Development Workshop【電子書籍】[ Agus Kurniawan ]​

シミュレータの話とは関係ないけど、タミヤ「カムプログラムロボット工作キット」は3,456円という価格でロボットプログラミングを普及させるきっかけになるか は、発想がおもしろいと思った。

動きの制御には、プログラムバーを使用する。このバーには左右2列の穴があり、ここに「カム」と呼ばれるピンを配列する。

これをロボットの内部ギアにセットすると、カムの位置でステアリングレッグが押し下げられ、クローラーが浮き上がり、旋回や停止などの動きをコントロールできる。

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