¿Puedo programar para Arduino sin tener una placa real?

Me gustaría comenzar el desarrollo de algunos proyectos básicos de Arduino, pero todavía no tengo una placa Arduino. ¿Hay alguna manera de escribir mi código y emularlo / probarlo usando una computadora de escritorio, así que después de que llegue mi placa, solo tengo que cargar y ejecutar mi proyecto en ella?

Hay una gran cantidad de simuladores Arduino, muchos productos gratuitos y algunos productos pagados también.

• El entorno de desarrollo CodeBlocks Arduino incluye un simulador Arduino gratuito, aún en desarrollo pero funcional.
• Simuino simula los pines Arduino Uno y Mega, no es un simulador realista atractivo, pero funciona.
• El simulador Arduino basado en Python es otra opción, que juega bien con el IDE oficial
• Virtronics Simulator para Arduino parece prometedor, pero no veo por qué pagaría $ 14.99 por él, cuando podría comprar uno o más clones de Arduino reales por ese precio.

Si busca, hay muchos otros simuladores Arduino, y se anuncian nuevos, incluso financiados por crowdfunding, todo el tiempo.

Me gusta usar circuit.io, también conocido como TinkerCAD, para esto.

Está basado en la nube y tiene algunas características agradables que incluyen diseño de PCB y colaboración.

OMI, la simulación y la capacidad de Arduino son impresionantes e intuitivas.

Existen muchas opciones en el mundo de los simuladores electrónicos, pero circuitos.io, también conocido como TinkerCAD, es probablemente el más versátil que existe.

• Puede componer su circuito en una placa virtual que se ve como real.
• En realidad, puede ver un LED parpadear o presionar un botón durante la simulación en tiempo real en lugar de luchar con formas de onda abstractas.
• Puede combinar dispositivos digitales como un temporizador 555 o registros de desplazamiento con componentes analógicos (interactivos) como resistencias y LED.
• Puede programar un Arduino y simular el microcontrolador junto con su circuito analógico a su alrededor.
• Puede depurar un Arduino: cuando el simulador alcanza su punto de interrupción, la simulación se detiene y puede verificar fácilmente cada variable en su código y cada voltaje o corriente en su circuito.
• Puede usar y observar diferentes protocolos de comunicación como UART, I2C y SPI.
• Puede pausar la simulación en el medio de una secuencia I2C colocando un punto de interrupción en el código del controlador (por ejemplo, interrumpir la rutina de servicio para eventos I2C)
• ¡Es gratis!

Este es un circuito de ejemplo que tiene un control remoto IR y una pantalla LCD.

Descargo de responsabilidad: Somos los creadores de 123D Circuits

Tenga en cuenta que ningún simulador reproducirá situaciones de la vida real. Ha habido muchas publicaciones en el foro de Arduino sobre problemas con el código o la electrónica, que resultan ser algo sutil, como:

• Problemas de tiempo
• Condiciones de carrera (los eventos relacionados / dependientes no siempre ocurren en el mismo orden)
• Niveles de tensión, p. Ej. pines de entrada flotantes
• Impulsar motores que reducen el voltaje de Arduino lo suficiente como para restablecer
• No tener condensadores de desacoplamiento
• Los pines de entrada están en un estado "indefinido" (por ejemplo, 2.5V en un pin donde 2 o menos V es BAJO y 3V o más es ALTO)
• Problemas con los manejadores de interrupciones, como variables que no se declaran volátiles
• Picos de voltaje por no tener diodos de retorno en los motores
• El procesador se reinicia una vez que se encienden más de 10 LED porque el consumo de corriente excede la cantidad que el hardware puede suministrar
• Los manipuladores de interrupciones toman 10 µS para procesar una interrupción cuando solo hay 9 µS disponibles.

Por su naturaleza, los simuladores no pueden reproducir todo esto. Incluso si pudieran, ¿pensaría en alternar la opción "insertar ruido aleatorio de los motores"?

En cuanto a prepararse para que llegue la placa, descargue el IDE y comience la programación. Puede instalar bibliotecas, escribir código y sin errores de sintaxis, organizarlo ordenadamente y, en general, estar listo para el gran día cuando el hardware esté en sus manos.

¡Diviértete y disfruta experimentando con tu Arduino!

Puede usar Yenka (gratis para uso doméstico) para simular Arduino, PIX, PIXACE y otras placas con E / S digitales, analógicas y en serie. Proporciona muchos componentes y proyectos de muestra.

Captura de pantalla:

Sí, puede, intente usar Proteus ISIS para simular su código ...

Para la emulación completa de Arduino, hay un programa shareware llamado VBB (Virtual BreadBoard) , lo probé también y fue agradable.

Editar: Puede consultar mi tutorial detallado aquí sobre cómo simular en Proteus ISIS

Creo que este sitio web tiene una lista de emuladores y simuladores junto con su precio y disponibilidad.

Actualizar:

Como algunos usuarios mencionaron que hay enlaces rotos en ese sitio web, he encontrado una selección de emuladores. Tenga en cuenta que algunas descripciones pueden haberse tomado del enlace mencionado:

• Emulino : es un software de código abierto basado en Linux en desarrollo temprano que emula MCU específicas de Arduino.

• Emulare : es un emulador de hardware de uso general. Su objetivo es proporcionar una interfaz central para construir simulaciones electrónicas para el desarrollo de software integrado. En la actualidad, emulare se centra en la línea de microcontroladores ATMega (Arduino UNO tiene el procesador ATMega).

• SimAVR : es un nuevo simulador AVR para Linux, o cualquier plataforma que use avr-gcc. El simulador carga archivos ELF directamente, e incluso hay una manera de especificar parámetros de simulación directamente en el código emulado usando una sección .elf. Admite la emulación de muchos procesadores ATMega y se menciona que es fácil incluso agregar nuevos.

• Amtel Studio : Esto no parece mencionar el término emulación, pero es un IDE sofisticado para depurar su código para muchas plataformas, especialmente Arduino. Atmel Studio 7 presenta la importación sin problemas con un solo clic de proyectos creados en el entorno de desarrollo Arduino. Su boceto, incluidas las bibliotecas a las que hace referencia, se importará a Studio 7 como un proyecto C ++. Una vez importado, puede aprovechar todas las capacidades de Studio 7 para ajustar y depurar su diseño. Atmel Studio 7 es totalmente compatible con el potente depurador integrado en la placa Arduino Zero. Para otras placas Arduino, hay disponibles adaptadores de pantalla que exponen conectores de depuración, o cambie a una de las muchas placas Xplained-Mini / PRO disponibles para aprovechar al máximo el ecosistema Atmel HW.

Todavía puede usar simuladores como EasyEDA para probar su código y, en la mayoría de los casos, ejecutarlo en el dispositivo. Pero tenga en cuenta que dada la naturaleza de los componentes electrónicos, es posible que deba proporcionar resistencias externas, condensadores, etc. para obtener los resultados esperados.

Virtualbreadboard tiene una nueva edición VBB4Arduino 'Two Arduino's' que incluye AMBOS un emulador JVM Arduino Y un simulador de conjunto de instrucciones AVR con ejemplos que cubren casi todos los ejemplos de distribución Arduino y un montón de hardware periférico: LCD, WS2812 Neo LEDS, motores, Servo's , Analizador lógico y más.

http://www.virtualbreadboard.com

Descargo de responsabilidad: soy el autor de Virtual Breadboard

Pruebe Simulator para Arduino : es el mejor, pero estamos sesgados ya que somos parte del equipo de desarrollo. No todos quieren pagar $ 19.99 aunque casi 5k usuarios de Arduino lo han hecho en los últimos años. Hay una versión gratuita de Simulator for Arduino que se ejecuta durante 45 días o 100 cargas de croquis y 200 líneas como máximo. Pruebe esto y luego compre si puede pagarlo y / o si parece que vale la pena.

Si hay algo que no está bien o que podría mejorarse, infórmenos: todos los demás lo hacen y lo tienen, razón por la cual el Simulador para Arduino ha sido desarrollado en un 99% por ideas de usuarios e informes de errores.

Además, el único otro programa que hemos probado que se acerca a la calidad es Proteus, pero este es un estudio de diseño de PCB completo y parece ser muy costoso, es decir, mucho más de $ 20. Y planeamos ignorar una solicitud reciente del usuario para aumentar el precio a $ 200.

Podrías, por ejemplo, usar mi simulador. Es especialmente adecuado para aplicaciones tipo PLC, donde la multitarea se logra mediante la evaluación cíclica de objetos interconectados como circuitos: temporizadores, marcadores, pestillos, disparos y registros. También puede usarlo para simular su sistema controlado, como queda claro a partir de los ejemplos en la descarga. Tiene capacidades de visualización modestas, puede dibujar gráficos de tiempo y le permite acceder y modificar cq force todas las variables en tiempo real durante una simulación en ejecución. También puedes congelar el tiempo. Cuando esté satisfecho con el comportamiento de su control, genera el código C para cargarlo en un Arduino real.

https://pypi.python.org/pypi/SimPyLC

una forma en que puedo escribir mi código y emularlo / probarlo usando una computadora de escritorio

Si quiere decir "prueba unitaria" usando una computadora de escritorio, puedo ofrecerle una biblioteca que escribí llamada arduino_ci .

No ofrece emulación. Expresarías tus pruebas en código. Por ejemplo, aquí hay una prueba extraída de la documentación de referencia que valida los datos escritos en un puerto:

unittest(pin_history)
{
  GodmodeState* state = GODMODE();
  int myPin = 3;
  state->reset();            // pin will start LOW
  digitalWrite(myPin, HIGH);
  digitalWrite(myPin, LOW);
  digitalWrite(myPin, LOW);
  digitalWrite(myPin, HIGH);
  digitalWrite(myPin, HIGH);

  // pin history is queued in case we want to analyze it later.
  // we expect 6 values in that queue.
  assertEqual(6, state->digitalPin[1].size());
  bool expected[6] = {LOW, HIGH, LOW, LOW, HIGH, HIGH};
  bool actual[6];

  // convert history queue into an array so we can verify it.
  // we expect to find 6 values: the 5 we set, plus the initial LOW
  // and this is where/how we assert that
  int numMoved = state->digitalPin[myPin].toArray(actual, 6);
  assertEqual(6, numMoved);

  // verify each element
  for (int i = 0; i < 6; ++i) {
    assertEqual(expected[i], actual[i]);
  }
}

En la práctica, probablemente no llamaría a las digitalWritefunciones directamente: llamaría a una función en su biblioteca, luego verificaría que el "estado mundial" (representado aquí por la GODMODEconstrucción) coincida con lo que esperaba que hiciera su biblioteca.

Sí, puedes, y con bastante facilidad. Hay una maravillosa simulación en línea (completamente gratis) llamada TinkerCAD . Tiene una excelente simulación de placa de pruebas, con partes como transistores, LED, circuitos integrados y Arduino. Puede programar el Arduino y ejecutarlo todo en una simulación en vivo que incluye entradas interactivas (botones, interruptores DIP, etc.).

[Editar: el siguiente texto se refiere a la funcionalidad que se ha movido a Circuits.io , concretamente Eagle PCB ]

Eso no es todo. ¡También incluye esquemas de una pestaña separada para su circuito, y otra pestaña para el diseño de PCB de su circuito de placa! O bien, puede hacer sus esquemas desde cero y hacer su PCB desde allí.

Puede hacer sus diseños de circuitos y puede comprarlos. Puedes hacer todo esto en circuit.io, y no te arriesgas a arruinar tu Arduino real. También tiene indicadores de advertencia en la simulación (por ejemplo, si no usó suficiente resistencia en un LED o un IC).