Создание схемы в Fritzing
Fritzing
Схемы для примеров на этом сайте созданы в Fritzing – бесплатной программе для создания наглядных схем из модулей. Скачать программу можно с официального сайта в разделе download, но почему-то скачать без оплаты не получается (может я не нашёл). Fritzing является программой с открытым исходником, у неё есть репозиторий на GitHub. В разделе релизов качаем самый актуальный релиз для своей операционной системы. На момент написания урока это CD-548 (версия программы 0.9.4), прямые ссылки на загрузку архива:
Для работы программы необходим дистрибутив Visual Studio. Если при запуске Fritzing сыпет ошибками, установите его с официального сайта (версия x64).
Работа с программой
Переходим во вкладку “Макетная плата”. В рабочую область программы можно перетаскивать компоненты из списка справа. Для создания соединения (провода) достаточно потянуть мышкой из пина.
Для создания “поворотов” провода достаточно кликнуть на него и потянуть мышкой
Цвет провода можно изменить в контекстном меню по правому клику
Также компоненты можно поворачивать
Компоненты из набора
“Из коробки” Fritzing имеет довольно-таки обширную базу компонентов, но большинство модулей из GyverKIT в нём отсутствуют. Я нашёл часть модулей в интернете, а “остальные” нарисовал сам, они находятся в папке Fritzing parts репозитория набора на GitHub . Скачать весь архив можно по ссылке (обновлено 03.12.2021) . Вот таблица компонентов, в ней указаны внешние модули из папки, а также имеющиеся в программе компоненты, которые можно найти поиском в программе:
| Компонент | Отдельный файл | Fritzing поиск | Комментарий |
| ПОДКЛЮЧЕНИЕ | |||
| Брэдборд средний | – | breadboard | – |
| Провода к брэдборду | – | – | Просто тяни из точек |
| Ещё провода | – | – | Просто тяни из точек |
| БП 5V 2A | – | – | Вместо него гнездо 5.5х2.1 |
| Батарейный отсек 4хАА | battery4x | battery | – |
| Гнездо 5.5×2.1 | Power jack | – | – |
| РАССЫПУХА | |||
| Резисторы 220/10к/100 | – | resistor | Номинал выбирается в программе |
| Диоды 1N4007 | – | diode | Модель выбирается в программе |
| Керамика 0.1 uF | – | capacitor | Номинал выбирается в программе |
| Электролит 16V 100 uF | – | capacitor | Номинал выбирается в программе |
| Полевой транзистор (MOSFET) | – | mosfet | Модель выбирается в программе |
| Сдвиговый регистр 74HC595 | – | 74hc595 | – |
| ПЛАТА | |||
| Arduino Nano | – | arduino nano | Rev 3.0 |
| Wemos Mini | – | Wemos | |
| ИНДИКАЦИЯ | |||
| Дисплей LCD 1602 I2C | LCD1602-I2C | – | – |
| Дисплей TM1637 | TM1637 | – | – |
| Дисплей OLED 0.96″ | OLED 128×64 I2C | – | – |
| RGB LED | RGB LED module | – | – |
| Зуммер пассивный | Buzzer | – | – |
| Светодиоды 5 мм | – | led 5mm | Цвет выбирается в программе |
| Адресная лента WS2812 | WS2812 RGB LED strip | – | – |
| 7 сегментный индикатор | Segment Indicator | – | – |
| Матрица MAX7219 мини | MAX7219 v2 | – | – |
| Матрица MAX7219 | 8×8 LED Modul | – | |
| Чип MAX7219 | – | MAX7219 | – |
| Матрица 8×8 | – | led matrix | – |
| ВВОД | |||
| ИК кит | IR recv | – | – |
| Потенциометр | – | potentiometer | – |
| Кнопка большая | – | pushbutton | – |
| Энкодер | Encoder round | – | – |
| Сенсорная кнопка | Touch TTP223 | – | – |
| Джойстик | Joystick KY-023 | – | – |
| Клавиатура | Keypad 4×4 | – | – |
| Bluetooth JDY-31 | BluetoothJDY-31 | – | – |
| RFID RC522 | RFID RC522 | – | – |
| ИСПОЛНЕНИЕ | |||
| Серво | – | basic servo | – |
| Мотор + колесо | – | dc motor | Мотор чуть другой |
| Драйвер | Driver L9110 | – | – |
| Реле | Relay | – | – |
| MOSFET модуль | MOSFET module | – | – |
| Шаговый мотор 28BYJ-48 | Stepper 28BYJ-48 | – | – |
| Драйвер ULN2003 | ULN2003A | – | – |
| Водяная помпа | – | solenoid | Не совсем оно, но похоже |
| ДАТЧИКИ | |||
| Микрофон MAX9814 | Microphone MAX9814 | – | – |
| PIR датчик движения | PIR AM312 | – | – |
| Термометр ds18b20 | ds18b20 probe | – | – |
| Термистор выносной | Thermistor | – | – |
| Датчик расстояния | – | SR04 | – |
| Датчик линии | Line sensor | – | – |
| Часы DS3231 мини | ds3231 mini | – | – |
| Часы DS3231 | – | RTC module | |
| Фоторезистор | – | photocell | – |
| Датчик BME280 | BMP280 | – | – |
| Датчик BMP280 | BMP280 | – | |
| Датчик HTU21D | HTU21D | – | |
| Передатчик SYN115 | SYN115 | – | – |
| Приёмник SYN480R | SYN480R | – | – |
| Передатчик FS1000A | FS1000A | – | – |
| Приёмник XD-RF-5V | XD-RF-5V | – | – |
| Акселерометр MPU6050 | MPU6050 | – | – |
| Влажность почвы | Capacitive Soil | – | – |
Для подключения внешнего компонента достаточно перетянуть его из папки в рабочую область программы. После этого установленные модули будут храниться во вкладке MINE менеджера компонентов.
Примечание: чтобы компоненты сохранились в менеджере, при закрытии программы нужно согласиться на сохранение компонентов (вылезет окошко).
Проекты на Arduino и их моделирование
Многие из вас уже знакомы с таким весьма интересным и удобным в разработке “конструктором” как — Arduino. Эта статья — один из подходов к разработке и реализации проектов на Arduino.
Эта статья описывает исключительно этап моделирования схемы, проектировка устройства до сборки и программное обеспечение для этого в рамках создания проекта на Arduino.
Основные этапы проекта
Работа над проектом на базе Arduino, как и робота над любым другим проектом включает в себя стандартные этапы.
Основные действия можно описать следующим образом:
| Этап | Описание |
|---|---|
| Идея | На этом этапе нам надо понять какие задачи будет решать наше устройство и что от него нужно. |
| Условия реализации | Сколько ресурсов мы готовы потратить и какая итерационная трата самого устройства нам нужна (расходники, электричество). |
| Элементы | Одна из сложных задач, учитывая большое разнообразие элементной базы, — выбор элементной базы. Облегчается за счет следующего этапа. |
| Моделирование схемы | Создание виртуальной схемы/модели, подбор элементов и нахождения ошибок на этапе моделирования. |
| Скетч | Создание программы, которая будет выполняться микроконтроллером. Одна из двух основных составляющих работы схемы, имеет также подпункт об использовании библиотек и алгоритма работы. |
| Сборка | Окончательная сборка схемы, её настройка и проверка выполнения задач. |
Хочу предупредить, что для выполнения отдельных больших проектов может потребоваться поэтапная разработка. Таким образом, в случае подключения множества элементов имеет место быть последовательное подключение и проверка работы каждого элемента отдельно и вместе, в том числе совместимость и правильность работы кода для Arduino.
Чтобы n-ный раз не повторять других авторов пишущих про Arduino, далее я рассмотрю именно работу с программой Fritzing.
Больше по теме самой Arduino можно почитать тут, тут или на официальном сайте Arduino.
Моделирование схем
Основная проблема в создании проекта — его описание и моделирование на ранних этапах, так вот с Arduino все гораздо легче!
Любую схему можно проверить, воспользовавшись удобным редактором схем, который также может и моделировать саму программу.
Изучая этему создания проектов на Ардуино, я нашел такую программу как — Fritzing!
Удобный интерфейс бесплатной, по сути, альтернативной IDE для Arduino позволяет смоделировать схему любой сложности и с любыми элементами, которые мы бы хотели. Большинство стандартных элементов уже есть в библиотеке программы, >> свинтить нужный нам элемент >>> Profit!»>много создано сообществом или можем создать сами, благо программа позволяет нам это сделать.
Окно «Добро пожаловать»
Содержит информацию об открытых ранее проектах, возможностях новых версий и изменения программы.
Окно «Макетная плата»
Здесь происходит основная работа, а именно сборка и разводка проводов схемы. Так, тут мы выберем (правое меню) элементы, объединим их выводы в соответствии с нужным нам алгоритмом действия и подключения, для удобствам можем поменять цвета проводов (как на схеме). Данную схему можно сохранить в виде изображения.
Экспорт Макетной платы как изображения
Окно «Принципиальная схема»
Пример завершенной автотрассировки
Окно «Печатная плата»
Тут можно создать трассировку дорожек для будущей печатной платы, сделать ее макет и получить на выходе готовый для создания макет.
Окно «Код»
В окне «Код» есть возможность написать скетч для своей платы и протестировать не выходя из программы. Просто подключаем Arduino, выбираем какая именно плата у нас, выбираем порт и загружаем скетч на плату.
Программа также может помочь в загрузке кода (скетч) в Arduino и в моделировании печатной платы (разводка дорожек, размещение элементов и т.д.).
Схема с использыванием модуля RFID
Схема с использованием дисплея и модуля барометра
Заключение
Опробовал эту программу в обучении и создании минимальных проектов на базе Arduino и решил поделиться этой удобной и полезной, фактически, IDE для Arduino. В поисках подходящих комплексных программных решений остановился на этой из-за большого функционала программы. Итог — завершенные 7 проектов на базе Arduino!