Avadanlığınızı sınamaq və tətbiq etmək üçün Tinkercad -dan necə istifadə olunur: 5 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Dövrə simulyasiyası, kompüter proqramının bir elektron dövrənin və ya sistemin davranışını simulyasiya etdiyi bir texnikadır. Yeni dizaynlar, dövrəni və ya sistemi əslində qurmadan test edilə, qiymətləndirilə və diaqnoz edilə bilər. Dövrə simulyasiyası, dövrə səviyyəsində problemlərin aradan qaldırılması gerçəkləşməmişdən əvvəl məlumat toplamaq üçün bir sistemdə problemlərin aradan qaldırılmasında faydalı bir vasitə ola bilər. Bu, dizaynerə sistemin əsl qurulmasından əvvəl bir dizaynın düzgünlüyünü və səmərəliliyini təyin etməyə imkan verir. Nəticədə, istifadəçi sistemləri fiziki olaraq qurmadan alternativ dizaynların üstünlüklərini araşdıra bilər. Tikinti mərhələsindən daha çox dizayn mərhələsindəki xüsusi dizayn qərarlarının təsirlərini araşdıraraq, sistemin ümumi dəyəri əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

Beləliklə, proqram simulyasiyası, dövrəni fiziki olaraq etməzdən əvvəl sınamaq üçün yaxşı bir yoldur. Tinkercad, heç bir fiziki əlaqə qurmadan və hətta heç bir hardware satın almadan aparatınızı və proqram təminatınızı sınamağa kömək edəcək veb əsaslı bir simulyasiya vasitəsidir.

Arduino'da giriş-çıxış pinlərinin çatışmazlığını hiss etdinizmi? Tonlarla LED sürməyi və ya LED Cube etmək istədiyinizi düşünürsünüzsə, I/O sancaqlarının ehtiyacını hiss etdiyinizi düşünürəm. Yalnız 3 pin Arduino istifadə edərək sınırsız sayda LED idarə edə biləcəyinizi bilirsinizmi? Bəli, növbə qeydləri bu sehri etməyə kömək edəcək. Bu təlimatda 74HC595 keçid qeydlərindən istifadə edərək məhdudiyyətsiz giriş və çıxışı necə həyata keçirə biləcəyimizi sizə göstərəcəyəm. Nümunə olaraq, altı 7 seqmentli displeydən istifadə edərək bir termometr və bir lüks sayğac ilə rəqəmsal bir saat hazırlayacağam. Nəhayət hardware dövrə etməzdən əvvəl, Tinkercad -da dövrəni simulyasiya etdim, çünki bunlarla bir çox əlaqə var. Bir simulyasiya sizi daha inamlı edə bilər və heç bir fiziki sınaq və səhv etmədən dövrənizi yekunlaşdırmağı test edə bilərsiniz. Aydındır ki, bahalı aparat və qiymətli vaxtınıza qənaət etməyə kömək edəcək.

Simulyasiyaya buradan daxil ola bilərsiniz:

Addım 1: Avadanlığınızı yanmadan qoruyun

Digər elektron sxemlər kimi, LED sxemləri də cərəyana çox həssasdır. Nominal cərəyandan (məsələn, 20mA) daha çox cərəyan olarsa LED yanır. Müvafiq bir rezistorun seçilməsi, sxemlərin və ya LED -lərin yandırılmaması üçün düzgün parlaqlıq üçün çox vacibdir.

Tinkercad sxemləri əla bir xüsusiyyətə malikdir. Nominal cərəyanın dövrə elementlərindən daha çox axdığını göstərir. Aşağıdakı dövrədə, yeddi seqmentli bir ekranı heç bir rezistor olmadan birbaşa keçid registrinə bağladım. Yeddi seqmentli ekran üçün belə reyestr üçün təhlükəsiz deyil və hər ikisi də bu əlaqə ilə yandırıla bilər. Tinkercad həqiqəti qırmızı ulduzlarla göstərir.

Aşağıdakı dövrədə, LED -in hər seqmentinə bir 180 ohm rezistor əlavə etdim. Ekranın hər bir seqmentindən təxminən 14.5mA cərəyan keçir. Ancaq simulyasiyadan bu müqavimət dəyərinin IC üçün təhlükəsiz olmadığını görmək olar. Variant registrinin maksimum cərəyan gücü 50mA -dır. Beləliklə, IC ekranın üç hissəsinə qədər təhlükəsizdir (14.5 x 3 = 43.5mA). IC -də üçdən çox seqment olarsa yandırıla bilər (məsələn, 14.5 x 4 = 58mA). İstehsalçıların çoxu bu həqiqətə əhəmiyyət vermir. Rezistorun dəyərini yalnız ekranı nəzərə alaraq hesablayırlar.

Ancaq Tinkercaddakı dövrəni simulyasiya etsələr, bu səhv etmək şansı sıfıra bərabərdir. Çünki Tinkercad qırmızı ulduzu göstərərək sizi xəbərdar edəcək.

Aşağıdakı şəkildəki kimi, siçan imlecini ulduzun üzərinə sürdükdə vəziyyəti müşahidə edə bilərsiniz.

Ekranın hər seqmenti üçün 470 ohm rezistor seçdiyim yerdə aşağıdakı dizayn mükəmməldir. Dövrəni simulyasiya edərkən attaşe Arduino eskizindən istifadə edilmişdir.

Addım 2: Gərginliyi, Cərəyanı, Müqaviməti və Dalğa Formasını Ölçün

Cərəyan və gərginliyin ölçülməsi elektron dövrə üçün böyük bir çətinlikdir, xüsusən birdən çox paralel ölçmə tələb olunur. Tinkercad simulyasiyası bu problemi çox asanlıqla həll edə bilər. Cari gərginliyi və müqaviməti çox asanlıqla ölçə bilərsiniz. Bunu birdən çox filial üçün edə bilərsiniz. Aşağıdakı qurğuda ümumi cərəyan və dövrənin gərginliyi göstərilir.

Dalğa formasını müşahidə etmək və tezliyi ölçmək üçün osiloskopdan da istifadə edə bilərsiniz.

Yuxarıdakı quruluşda Arduino saat siqnalını göstərən osiloskop. Çox təsirli bir anda birdən çox filialın cərəyanını və gərginliyini ölçə bilərsiniz. Praktik bir dövrədən multimetrdən istifadə edərək bir anda birdən çox dal axını ölçmək istəyirsinizsə, çox çətin olacaq. Ancaq Tinkercad -da bunu çox asanlıqla edə bilərsiniz. Növbəti dövrədə fərqli dallardan gələn cərəyanı ölçmək üçün birdən çox ampermetrdən istifadə etdim.

Addım 3: Proqram yazmaq və Serial Monitordan istifadə etmək

Tinkercad sxeminin maraqlı və faydalı xüsusiyyətlərindən biri də kod redaktorunun olması və Arduino və ESP8266 üçün bir proqram yaza biləcəyiniz mühitdən birbaşa yazılmasıdır. Blok rejimini seçərək qrafik mühitdən istifadə edərək bir proqram da hazırlaya bilərsiniz. Proqramlaşdırma təcrübəsi olmayan istehsalçı və hobbi üçün çox faydalıdır.

Kodunuzu düzəldə biləcəyiniz bir daxili Debugger da var. Hata ayıklayıcı, kodunuzdakı səhvləri (səhvləri) müəyyən etməyə və düzəltməyə (düzəltməyə) kömək edəcək.

Tinkercad dövrə də seriyalı monitora malikdir və sensorun dəyərini izləyə və dövrənizi çox asanlıqla düzəldə bilərsiniz. Aşağıdakı sxem PIR və ultrasəs sensorunu sınamaq və serial monitorda məlumatları izləmək üçün istifadə edilmişdir.

Dövrəyə aşağıdakı linkdən daxil ola bilərsiniz:

Addım 4: Böyük və Kompleks Dövrün Simulyasiyası (Termometr və Lüks Ölçən ilə Saat)

Tinkercad -da praktiki olaraq hər hansı bir kompleks dövrəni simulyasiya edə bilərsiniz. Dəyərli vaxtınıza qənaət edə bilərsiniz. Mürəkkəb bir dövrədə səhv etmək şansı çox böyükdür. Bunu əvvəlcə Tinkercad -da sınasanız, çox təsirli ola bilər, çünki ya dövrənizin, həm də proqramınızın işləyib -işləməyəcəyini bilirsiniz. Nəticədə, dövrənizi ehtiyacınıza uyğun olaraq dəyişdirə və yeniləyə bilərsiniz.

Tinkercad -da kompleks bir dövrə simulyasiya etdim və termometr və lüks sayğacı olan bir saat dövrəsidir. Dövrə 5V tənzimləyicisi olan 9V batareyadan işləyir. Saatı, dəqiqəni və saniyəni göstərmək üçün altı, yeddi seqmentli ekran istifadə olunur. Vaxtı tənzimləmək üçün tək analog girişdən istifadə edən dörd düymə istifadə olunur. Zəngli siqnalı qurmaq üçün bir siqnal qoşulur. LM35 IC ətraf mühitin istiliyini hiss etmək üçün istifadə olunur. Lüks ölçmək üçün ətraf işıq sensoru istifadə olunur.

Arduino pin #7 üçün rəqəmsal düymə açarı istifadə olunur. Bu düyməni dəyişdirmək seçimi dəyişdirmək üçün istifadə olunur. Varsayılan olaraq, vaxtı göstərir və ya saat rejimində işləyir. İlk basış üçün temperaturu göstərir və ikinci basqının lüks səviyyəsini göstərir.

Addım 5: Hardware ilə tətbiq

Dövrəni simulyasiya etdikdən və proqramı və müqavimət dəyərini tənzimlədikdən sonra dövrəni praktiki olaraq həyata keçirmək üçün mükəmməl vaxtdır. Bir yerdə göstərmək üçün bir prototip etmək istəyirsinizsə, çörək taxtasında praktik bir dövrə tətbiq oluna bilər. Çörək taxtası sxeminin bəzi üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. Çörək taxtasının əsas üstünlüyü, asanlıqla dəyişdirilə bilməsidir və bunun üçün lehimləmə tələb olunmur. Digər tərəfdən, çörək taxtası dövrəsinin bağlantısı çox asanlıqla açıla bilər və mürəkkəb bir dövrəni müəyyən etmək çox çətindir.

Bunu praktik istifadə etmək istəyirsinizsə, lehimli PCB dövrəsi ən yaxşısıdır. Öz PCB sxeminizi evdə çox asanlıqla edə bilərsiniz. Bunun üçün xüsusi vasitələrə ehtiyac yoxdur. DIY PCB haqqında bilmək istəyirsinizsə, bu gözəl Təlimatları izləyə bilərsiniz.

1. Evdə hazırlanan PCB-ni addım-addım yığın.

2. Pinomelean tərəfindən PCB hazırlama bələdçisi

Həm də peşəkar bir PCB üçün onlayn sifariş verə bilərsiniz. Bir çox istehsalçı, PCB çap xidmətini çox aşağı qiymətə təqdim edir. SeeedStudio Fusion PCB və JLCPCB, iki ən görkəmli xidmət təminatçısıdır. Bunlardan birini sınaya bilərsiniz.

[Qeyd: Bəzi şəkillər internetdən toplanıb.]

Electronics Tips & Tricks Challenge -də İkinci Mükafat