Paano Gumamit ng Tinkercad upang Subukan at Ipatupad ang Iyong Hardware: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang simulasi ng circuit ay isang pamamaraan kung saan ginagaya ng software ng computer ang pag-uugali ng isang elektronikong circuit o system. Ang mga bagong disenyo ay maaaring masubukan, masuri at masuri nang hindi talaga itinatayo ang circuit o system. Ang simulation ng circuit ay maaaring isang kapaki-pakinabang na tool sa pagto-troubleshoot ng isang system upang makalikom ng data bago maganap ang pag-troubleshoot sa antas ng circuit. Pinapayagan nito ang taga-disenyo na matukoy ang kawastuhan at kahusayan ng isang disenyo bago pa aktwal na binuo ang system. Dahil dito, maaaring tuklasin ng gumagamit ang mga katangian ng mga kahaliling disenyo nang hindi aktwal na binubuo ang mga system. Sa pamamagitan ng pag-iimbestiga ng mga epekto ng mga partikular na desisyon sa disenyo sa yugto ng disenyo kaysa sa yugto ng konstruksyon, ang pangkalahatang gastos ng pagbuo ng system ay makabuluhang lumiliit.

Kaya, ang simulation ng software ay isang mahusay na paraan upang subukan bago gawin ang pisikal na circuit. Ang Tinkercad ay isang web-based simulation tool na makakatulong sa iyo upang subukan ang iyong hardware pati na rin ang software nang hindi gumagawa ng anumang pisikal na koneksyon o kahit na hindi bumibili ng anumang hardware.

Naramdaman mo na ba ang kakulangan ng mga input-output na pin sa Arduino? Kung naisip mong magmaneho ng tonelada ng LED o nais na gumawa ng LED Cube Sa tingin ko tiyak na nadama mo ang nais ng I / O pin. Alam mo bang maaari kang magmaneho ng isang walang limitasyong bilang ng mga LED gamit lamang ang 3 mga pin ng Arduino? Oo, ang mga rehistro sa paglilipat ay makakatulong sa iyo upang gawin ang mahika na ito. Sa itinuturo na ito, ipapakita ko sa iyo kung paano namin maipapatupad ang walang limitasyong input at output gamit ang 74HC595 shift register. Bilang isang halimbawa, gagawa ako ng isang digital na orasan na may isang thermometer at isang lux meter gamit ang anim na 7 segment na display. Bago tuluyang gawin ang circuit ng hardware ay ginaya ko ang circuit sa Tinkercadbecause maraming koneksyon ang nasasangkot sa mga ito. Ang isang simulation ay maaaring gawing mas tiwala ka at maaari mong subukan ang pag-finalize ng iyong circuit nang walang anumang pisikal na pagsubok at error. Malinaw na, makakatulong ito sa iyo upang mai-save ang iyong mamahaling hardware at mahalagang oras.

Maaari mong ma-access ang simulation mula rito:

Hakbang 1: I-save ang Iyong Hardware Mula sa Pag-burn

Tulad ng iba pang mga elektronikong circuit, ang mga LED circuit ay napaka-sensitibo sa kasalukuyang. Nasusunog ang LED kung mas maraming kasalukuyang dumadaloy kaysa sa kasalukuyang nai-rate (hal. 20mA). Ang pagpili ng isang naaangkop na risistor ay napakahalaga para sa wastong ningning nang hindi sinusunog ang mga circuit o LEDs.

Ang mga Tinkercad circuit ay may mahusay na tampok. Ipinapakita nito sa iyo kung higit sa na-rate na kasalukuyang dumadaloy sa mga elemento ng circuit. Sa sumusunod na circuit, nakakonekta ko ang isang pitong segment na display nang direkta sa isang rehistro ng shift nang walang anumang risistor. Hindi ito ligtas para sa pagrehistro kahit para sa pitong segment na pagpapakita at parehong maaaring masunog ng koneksyon na ito. Ipinapakita ng Tinkercad ang katotohanan ng mga pulang bituin.

Sa sumusunod na circuit, nagdagdag ako ng isang 180 ohm risistor sa bawat segment ng LED. Tungkol sa 14.5mA kasalukuyang dumadaloy sa bawat segment ng display na nai-save para sa display. Ngunit mula sa simulation, makikita na ang halaga ng paglaban na ito ay hindi ligtas para sa IC. Ang maximum na kasalukuyang kapasidad ng rehistro ng paglilipat ay 50mA. Kaya, ang IC ay ligtas hanggang sa tatlo sa segment ng display (14.5 x 3 = 43.5mA). Kung higit sa tatlong mga segment na naging sa IC ay maaaring masunog (hal. 14.5 x 4 = 58mA). Karamihan sa gumagawa ay hindi nagbibigay ng pansin sa katotohanang ito. Kinakalkula nila ang halaga ng risistor isinasaalang-alang lamang ang display.

Ngunit kung gayahin nila ang circuit sa Tinkercad ang pagkakataon na gawin ang pagkakamaling ito ay mapunta sa zero. Dahil aalertuhan ka ng Tinkercad sa pamamagitan ng pagpapakita ng pulang bituin.

Maaari mong obserbahan ang sitwasyon sa pag-hover ng mouse cursor sa bituin tulad ng figure na ipinakita sa ibaba.

Ang sumusunod na disenyo ay perpekto kung saan pipiliin ko ang 470 ohm risistor para sa bawat segment ng display. Ang attache Arduino sketch ay ginamit kapag ginagaya ang circuit.

Hakbang 2: Sukatin ang Boltahe, Kasalukuyang, Paglaban at Hugis ng Wave

Ang pagsukat sa kasalukuyan at boltahe ay isang malaking abala para sa electronic circuit lalo na ang maraming mga parallel na sukat ay kinakailangan. Madali na malulutas ng simulasi ng Tinkercad ang problemang ito. Maaari mong sukatin ang kasalukuyang boltahe at paglaban nang napakadali. Maaari mo itong gawin para sa maraming mga sanga nang paisa-isa. Ipinapakita ng sumusunod na pag-setup ang kabuuang kasalukuyang at ang boltahe ng circuit.

Maaari mo ring gamitin ang isang oscilloscope para sa pagmamasid sa hugis ng alon at pagsukat sa dalas.

Sa itaas oscilloscope ng pag-setup na nagpapakita ng signal ng orasan mula sa Arduino. Maaari mo ring sukatin ang kasalukuyang at boltahe ng maraming mga sanga sa isang oras na kung saan ay napaka-epektibo. Kung nais mong masukat ang maraming mga kasalukuyang sangay sa isang oras gamit ang multimeter mula sa isang praktikal na circuit ito ay magiging napakahirap. Ngunit sa Tinkercad madali mo itong magagawa. Sa sumusunod na circuit, gumamit ako ng maraming mga ammeter upang masukat ang kasalukuyang mula sa iba't ibang mga sangay.

Hakbang 3: Pagsulat ng Programa at Paggamit ng Serial Monitor

Ang isa sa mga kagiliw-giliw at kapaki-pakinabang na tampok ng Tinkercad circuit ay mayroon itong isang code editor at maaari kang sumulat ng isang programa para sa Arduino at ESP8266 nang direkta mula sa kapaligiran nito. Maaari ka ring bumuo ng isang programa gamit ang grapikong kapaligiran sa pamamagitan ng pagpili sa Block mode. Napaka kapaki-pakinabang para sa gumagawa at libangan na walang karanasan sa programa.

Mayroon din itong built-in na Debugger mula sa kung saan mo mai-debug ang iyong code. Tutulungan ka ng debugger na kilalanin ang bug (error) sa iyong code at iwasto (i-debug) ito.

Ang Tinkercad circuit ay mayroon ding serial monitor at maaari mong subaybayan ang halaga ng sensor at i-debug ka ng circuit nang napakadali. Ang sumusunod na circuit ay ginamit upang subukan ang PIR & ultrasonic sensor at sa = bserve ang data sa serial monitor.

Maaari mong ma-access ang circuit mula sa link:

Hakbang 4: Simulation ng Big and Complex Circuit (Clock With Thermometer & Lux Meter)

Sa Tinkercad maaari mong gayahin ang anumang kumplikadong circuit bago ito gawin nang praktikal. Maaari kang makatipid ng mahalagang oras. Ang pagkakataon na magkamali sa isang kumplikadong circuit ay napakalaki. Kung susubukan mo muna ito sa Tinkercad maaari itong maging napaka-epektibo sapagkat nalalaman mo ang alinman sa iyong circuit at programa ay gagana o hindi. Mula sa resulta, maaari mo ring baguhin at i-update ang iyong circuit alinsunod sa iyong kinakailangan.

Naka-simulate ako ng isang kumplikadong circuit sa Tinkercad at ito ay isang circuit ng orasan na may thermometer at lux meter. Ang circuit ay pinalakas mula sa isang 9V na baterya na may isang 5V regulator. Anim, pitong segment na display ang ginagamit upang ipakita ang oras sa oras, minuto at segundo. Apat na mga pindutan na gumagamit ng solong analog input ay ginagamit upang ayusin ang oras. Ang isang buzzer ay konektado upang itakda ang alarma. Ginagamit ang LM35 IC upang maipakita ang temperatura ng kapaligiran. Ginagamit ang isang ambient light sensor upang sukatin ang lux.

Ginagamit ang isang digital button switch sa Arduino pin # 7. Ginagamit ang switch ng button na ito upang baguhin ang pagpipilian. Bilang default, ipinapakita nito ang oras o gumagana sa mode na orasan. Para sa unang pindutin, nagpapakita ito ng temperatura at nagpapakita ng antas ng lux para sa pangalawang pindutin.

Hakbang 5: Pagpapatupad Sa Hardware

Matapos ang pagtulad sa circuit at pag-aayos ng programa at halagang halagang ito ang perpektong oras upang ipatupad ang circuit nang praktikal. Ang isang praktikal na circuit ay maaaring ipatupad sa breadboard kung nais mong gumawa ng isang prototype para ipakita sa kung saan. Ang circuit ng Breadboard ay may ilang mga pakinabang at kawalan. Ang pangunahing bentahe ng circuitboard ng tinapay ay madali itong mabago at hindi kinakailangan ng paghihinang para doon. Sa kabilang panig, ang koneksyon ng breadboard circuit ay maaaring maluwag nang napakadali at napakahirap makilala para sa isang kumplikadong circuit.

Kung nais mong gawin ito para sa praktikal na paggamit ng solder na PCB circuit ay pinakamahusay. Maaari kang gumawa ng iyong sariling PCB circuit sa bahay nang napakadali. Walang mga espesyal na tool ang kinakailangan para doon. Kung nais mong malaman tungkol sa DIY PCB maaari mong sundin ang mga magagandang Instructable na ito.

1. Home-made-PCB-step-by-step sa pamamagitan ng recwap.

2. Patnubay sa paggawa ng PCB ni pinomelean

Maaari ka ring mag-order online para sa isang propesyonal na PCB. Maraming mga tagagawa ang nagbibigay ng serbisyo sa pagpi-print ng PCB sa napakababang presyo. Ang SeeedStudio Fusion PCB at JLCPCB ay dalawang pinakatanyag na service provider. Maaari mong subukan ang isa sa mga ito.

[Tandaan: Ang ilang mga imahe ay nakolekta mula sa internet.]

Pangalawang Gantimpala sa Hamon ng Mga Tip sa Elektronika at Trick