Autodesk library io как пользоваться

Обновлено: 06.07.2024

3.2 Инструменты и команда для создания AR приложения

Подготовка инструментов

Перед началом работы над AR приложением, необходимо провести подборку инструментов. Некоторые объекты AR могут быть 2D, но подавляющее большинство объектов, используемых для AR, являются трехмерными. Существует множество инструментов для создания 3D моделей. Например, платные профессиональные пакеты: Maya , ZBrush , 3DS Max . Или свободно распространяемые: SketchUp , Blender .

С помощью этих инструментов можно создать профессиональные 3D модели, хотя они могут быть сложны для начинающих пользователей. Существует множество курсов по освоению этих программ, в том числе и бесплатных.

В библиотеках можно выбрать объекты из базы готовых 3D-ресурсов и просто загрузить их для использования в вашем AR приложении.

Техническое задание на разработку приложения

Как отмечалось выше, важно заранее спланировать свое AR приложение, разработав сценарий, чтобы предвидеть потенциальные проблемы, прежде чем приступить к его созданию. Сценарий может принимать форму отдельных кадров, набросков рисунков или текста. Далее рекомендуется создать проектный документ – техническое задание, где будет подробное описание приложения, которое вы хотите создать. Техническое задание должно включать список, собранный из сценария, всех объектов, с которыми вы хотите, чтобы пользователи взаимодействовали; пользовательский интерфейс приложения, и как объекты будут размещены в пространстве. Когда вы создадите этот документ, если вы работаете в команде, его должны дополнить звукорежиссер, специалист по 3D-моделям и другие членами команды. Убедитесь, что документ содержит все 3D-объекты, которые вы планируете использовать в приложении.

Формирование команды для реализации вашего проекта

Когда начнете планировать свой AR проект, вы можете обнаружить, что нужны люди с определенными навыками, которые помогут его реализовать.

Если позволяет бюджет проекта, то можно для решения специализированных вопросов обратиться к профессионалам. Например, к разработчикам программного обеспечения, профессиональному 3D художнику, художнику текстур, аниматору 3D моделей и пр.

Сделаем выводы относительно инструментов и команд для создания AR приложения:

• Инструменты 3D-дизайна, такие как Maya , Zbrush , Blender и 3ds Max , являются мощными профессиональными инструментами.

• Google Poly может быть хорошим стартовым ресурсом для создания вашего первого приложения AR.

• Существуют различные библиотеки 3D объектов, как бесплатные, так и платные.

• Техническое задание для вашего AR приложения – это проектный документ, который содержит все 3D-ресурсы, звуковые эффекты и другие идеи дизайна для вашей команды разработчиков.

• Вам может потребоваться обратиться к профессионалам , которые помогут вам создать свое приложение, таких как: 3D-художники, дизайнеры текстур, дизайнеры уровней, звукорежиссеры, программисты.

Онлайн-сервис для проектирования электронных схем и печатных плат, включающий поддержку аппаратно-вычислительной платформы Arduino.

123D Circuits предлагает целый ряд полезных возможностей для работы в области схемотехники. После внесения данных учетной записи пользователю на выбор предлагается: создание новых схем, добавление компонентов или импорт цепей из программы Eagle. Размеры плат здесь можно выбирать по собственному желанию, поддерживается свободное размещение текста, метод шелкографии. Однако основной особенностью 123D Circuits является имитация платформы Arduino с поддержкой плат ввода/вывода и возможностью редактирования программного кода из браузера в визуальном режиме.

Моделирование схем в красивом графическом редакторе происходит путем накидывания проводов и требуемых компонентов на брэдборд с дальнейшим подключением их к виртуальному процессору. Кроме того имеются возможности проведения диагностики, анализа и интерактивной имитации работы схемы в режиме реального времени.

Библиотека компонентов в настоящий момент не велика, доступны лишь модели основных элементов: диод, светодиод, конденсатор, индуктивность, резистор, транзистор, а также кнопка, потенциометр, DC-мотор, мультиметр и некоторые другие. Мощный и одновременно простой редактор дает возможность добавления новых, требуемых в проекте радиокомпонентов.

После окончания работы в графической части программа автоматически генерирует принципиальную электрическую схему разрабатываемого устройства и предлагает собственный вариант размещения компонентов на печатной плате (с возможностями редактирования). Кроме того в приложении 123D Circuits создается перечень компонентов (Bill Of Materials) и появляется опция заказа на изготовление многослойных печатных плат. Работать над проектами можно совместно с другими пользователями, используя единую библиотеку компонентов. Реализована поддержка ресурса Autodesk под названием Instructable.

Из недостатков данного ПО необходимо отметить бедный функционал, способный удовлетворить лишь начинающих радиолюбителей и студентов. Кроме того некоторые пользователи отмечают высокую степень расхождения результатов симуляции схем с реальными значениями.

Начать работу с виртуальной средой разработки 123D Circuits можно после регистрации на официальном сайте. На этом же сайте в разделе «Help» имеется подробная инструкция по работе с данным продуктом. Бесплатная версия программы предлагает неограниченное количество публичных схем (то есть доступных любому пользователю). При оплате 12 долларов каждый месяц (любительский вариант) разработчик получает доступ к пяти личным схемам и пятипроцентную скидку на заказ печатных плат. Кроме того есть и профессиональный тарифный план – 25 долларов в месяц, предусматривающий пятипроцентную скидку на заказ PCB и безлимитное количество личных схем.

123D Circuits является очередным творением известной компании Autodesk. Сервис относится к линейке продуктов, предназначенных для радиолюбителей и объединенных под брендом 123D. Компания Autodesk на сегодняшний день имеет статус крупнейшего разработчика программного обеспечения, использующегося в различных областях деятельности человека. Основное упор деятельности организации – визуализация, моделирование, анализ поведения и испытание разрабатываемых на экране конструкций на начальных стадиях проектирования. Среди наиболее известных продуктов Autodesk стоит отметить: Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Alias, Autodesk Inventor и Autodesk Maya. Штаб-квартира организации расположена в городе Сан-Рафел (Калифорния, США), в России имеется официальное представительство.

Сервис 123D Circuits не поддерживает русскоязычный интерфейс и представлена только на английском языке.

Веб-приложение не требовательно к аппаратным средствам рабочих станций конечных пользователей. Достаточно лишь устойчивого, высокоскоростного соединения с интернет. Несмотря на то, что программа 123D Circuits рекомендована для создания схем электронных устройств среднего и высокого уровней сложности, некоторые этапы работы (в частности создание нового проекта, симуляция и анализ) занимают довольно длительное время.

Можно ли заниматься ардуино проектами без самой платы Arduino? Оказывается, вполне. Благодаря многочисленным онлайн сервисам и программам, которые имеют свое название: эмулятор или симулятор Arduino. Самыми популярными представителями таких программ являются системы Tinkercad от Autodesc, Virtual BreadBoard, Proteus, PSpice, Fritizing и российская FLProg . Также удобную online IDE для работы с Ардуино представляют сами разработчики платформы. В этой статье мы рассмотрим один из самых крупных и удобных эмуляторов для начинающих: Tinkercad Circuits Arduino .

Симулятор или эмулятор Arduino?

Давайте сразу договоримся, что в статье мы будем использовать оба этих термина, хотя их значение вовсе не идентично. Симулятором называют устройство или сервис, имитирующие определенные функции другой системы, но не претендующим на создание точной копии. Это некоторая виртуальная среда, в которой мы просто моделируем другую систему. Эмулятор – это полноценный аналог, способный заменить оригинал. Например, Tinkercad симулирует работу электронных схем и контроллера, но при этом он является эмулятором ардуино, реализуя практически все базовые функции Arduino IDE – от среды редактирования и компилятора до монитора порта и подключения библиотек.

С помощью этого класса программ можно не только рисовать электронные схемы, но и виртуально подключать их к электрической цепи с помощью встроенного симулятора. В режиме реального времени можно наблюдать за поведением схемы, проверять и отлаживать ее работоспособность. Если в такой симулятор добавить виртуальнyю плату Arduino, то можно отследить поведение схемы и в ардуино-проектах. Для отладки скетчей во многих известных сервисах присутствует также возможность загрузки настоящих скетчей, которые “загружаются” в модель и заставляют вести схему с подключенными элементами так же, как и со включенной реальной платой. Таким образом, мы сможем эмулировать работу достаточно сложных проектов без физического подключения Arduino, что существенно ускоряет разработку.

Tinkercad для ардуино

Тинкеркад ( Tinkercad Circuits Arduino ) – бесплатный, удивительно простой и одновременно мощный эмулятор Arduino, с которого можно начинать обучение электронике и робототехнике. Он предоставляет очень удобную среду для написания своих проектов. Не нужно ничего покупать, ничего качать – все доступно онлайн. Единственное, что от вас потребуется – зарегистрироваться.

Что такое Tinkercad?

Tinkercad – это онлайн сервис, который сейчас принадлежит мастодонту мира CAD-систем – компании Autodesk. Тинкеркад уже давно известен многим как простая и бесплатная среда для обучения 3D-моделированию. С ее помощью можно достаточно легко создавать свои модели и отправлять их на 3D-печать. Единственным ограничением для русскоязычного сегмента интернета долгое время являлось отсутствие русскоязычного интерфейса, сейчас эта ситуация исправляется. Tinkercad – это онлайн сервис, который сейчас принадлежит мастодонту мира CAD-систем – компании Autodesk. Тинкеркад уже давно известен многим как простая и бесплатная среда для обучения 3D-моделированию. С ее помощью можно достаточно легко создавать свои модели и отправлять их на 3D-печать. Единственным ограничением для русскоязычного сегмента интернета долгое время являлось отсутствие русскоязычного интерфейса, сейчас эта ситуация исправляется.

Совсем недавно Тинкеркад получил возможность создания электронных схем и подключения их к симулятору виртуальной платы ардуино. Эти крайне важные и мощные инструменты способны существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем.

История создания

Tinkercad был создан в 2011 году, его авторы – Кай Бекман (Kai Backman) и Микко Мононен (Mikko Mononen). Продукт изначально позиционировался как первая Web-платформа для 3D-проектирования, в которой пользователи могли делиться друг с другом результатами. В 2013 году сервис был куплен компанией Autodesk и дополнила семейство продуктов 123D. За все это время в рамках сервиса пользователями было создано и опубликовано более 4 млн. проектов (3D-моделей).

В июне 2017 г. Autodesk решил перенести часть функционала другого своего сервиса Electroinics Lab Circuits.io, после чего Tinkercad получил крайне важные и мощные инструменты, способные существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем. Если вы уже пользовались Circuits.io, то имейте в виду, что все старые проекты Circuits.io могут быть экспортированы в Tinkercad без каких-либо проблем (о сервисе Circuits.io от Autodesk Electroinics Lab мы постараемся подробно рассказать в одной из следующих статей). В июне 2017 г. Autodesk решил перенести часть функционала другого своего сервиса Electroinics Lab Circuits.io, после чего Tinkercad получил крайне важные и мощные инструменты, способные существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем. Если вы уже пользовались Circuits.io, то имейте в виду, что все старые проекты Circuits.io могут быть экспортированы в Tinkercad без каких-либо проблем (о сервисе Circuits.io от Autodesk Electroinics Lab мы постараемся подробно рассказать в одной из следующих статей).

Возможности симулятора Tinkercad для разработчика Arduino

Список основного функционала и полезных фич Tinkercad Circuits:

Онлайн платформа, для работы не нужно ничего кроме браузера и устойчивого интернета.
Удобный графический редактор для визуального построения электронных схем.
Предустановленный набор моделей большинства популярных электронных компонентов, отсортированный по типам компонентов.
Симулятор электронных схем, с помощью которого можно подключить созданное виртуальное устройство к виртуальному источнику питания и проследить, как оно будет работать.
Симуляторы датчиков и инструментов внешнего воздействия. Вы можете менять показания датчиков, следя за тем, как на них реагирует система.
Встроенный редактор Arduino с монитором порта и возможностью пошаговой отладки.
Готовые для развертывания проекты Arduino со схемами и кодом.
Визуальный редактор кода Arduio.
Возможность интеграции с остальной функциональностью Tinkercad и быстрого создания для вашего устройства корпуса и других конструктивных элементов – отрисованная модель может быть сразу же сброшена на 3D-принтер.
Встроенные учебники и огромное сообщество с коллекцией готовых проектов.

Звучит фантастично, не правда ли? Не нужно скачивать Arduino IDE, не нужно искать и скачивать популярные библиотеки и скетчи, не нужно собирать схему и подключать плату – все, что нам нужно, находится сразу на одной странице. И, самое главное – это все действительно работает! Давайте уже перейдем от слов к делу и приступим к практическому знакомству.

Можно ли заниматься ардуино проектами без самой платы Arduino? Оказывается, вполне. Благодаря многочисленным онлайн сервисам и программам, которые имеют свое название: эмулятор или симулятор Arduino. Самыми популярными представителями таких программ являются системы Tinkercad от Autodesc, Virtual BreadBoard, Proteus, PSpice, Fritizing и российская FLProg. Также удобную online IDE для работы с Ардуино представляют сами разработчики платформы. В этой статье мы рассмотрим один из самых крупных и удобных эмуляторов для начинающих: Tinkercad Circuits Arduino.

Симулятор или эмулятор Arduino?

Tinkercad для ардуино

Что такое Tinkercad?

История создания

Возможности симулятора Tinkercad для разработчика Arduino

Список основного функционала и полезных фич Tinkercad Circuits:

Онлайн платформа, для работы не нужно ничего кроме браузера и устойчивого интернета.
Удобный графический редактор для визуального построения электронных схем.
Предустановленный набор моделей большинства популярных электронных компонентов, отсортированный по типам компонентов.
Симулятор электронных схем, с помощью которого можно подключить созданное виртуальное устройство к виртуальному источнику питания и проследить, как оно будет работать.
Симуляторы датчиков и инструментов внешнего воздействия. Вы можете менять показания датчиков, следя за тем, как на них реагирует система.
Встроенный редактор Arduino с монитором порта и возможностью пошаговой отладки.
Готовые для развертывания проекты Arduino со схемами и кодом.
Визуальный редактор кода Arduio.
Возможность интеграции с остальной функциональностью Tinkercad и быстрого создания для вашего устройства корпуса и других конструктивных элементов – отрисованная модель может быть сразу же сброшена на 3D-принтер.
Встроенные учебники и огромное сообщество с коллекцией готовых проектов.

Первые шаги в Tinkercad

Подтвердив эккаунт по почте, войдите в систему, указав введенные параметры. В верхнем правом углу вы увидите ссылку в личный кабинет. В режиме редактирования профиля вы сможете поменять свой псевдоним, email, описание, установить фотографию, подключить внешние сервисы (здесь мы не будем останавливаться на этой функциональности).

Преодолев этап регистрации, мы попадем на главную страницу, на которой слева видим список сервисов и под ним – список проектов. Навигация очень проста, хотя некоторые ссылки выглядят не очень заметными, но разобраться, что к чему, можно легко. Выбрав элемент слева мы видим справа список соответствующих объектов. Для раздела Circuits, этими объектами будут схемы и скетчи.

Создаем и редактируем проект

Для создания проекта просто нажимаем кнопку «Создать проект», расположенную под списком проектов. Будет создан проект с названием типа Project N. Нажав на него, мы перейдем в режим просмотра списка схем, включенных в этот проект. Там же мы сможем изменить свойства проекта (включая название), нажав на соответствующий значок сразу под названием.

Добавляем новую схему Circuits

Создать новую схему в Tinkercad можно двумя способами:

В меню слева выбрать Circuits и справа над списком схем выбрать команду Create new Circuit (на момент написания статьи все основные интерфейсные элементы не переведены). Новая схема будет создана вне какого-либо проекта.
Создать схему в определенном проекте. Для этого надо сначала перейти в окно проекта, а затем нажать на кнопку «Create» сверху над списком. Появится перечень типов схем, мы выбираем Circuit. Созданная схема будет доступна в этом списке и в списке всех проектов в меню Circuits.

После выполнения команды вы сразу же перейдете в режим редактирования схемы, не вводя названия. Имя для схемы формируется автоматически.

Чтобы изменить название схемы и отредактировать ее свойства нужно перейти в режим просмотра списка схем, навести на область с названием схемы и нажать на иконку «Настройки». Откроется окно, в котором вы сможете отредактировать параметры.
Для удаления схемы надо в том же режиме выбрать в настройках команду «Удалить».
Для просмотра краткой информации о схеме нужно просто щелкнуть на ней
Для перехода в режим редактирования нужно навести курсор мышки и выбрать появившуюся команду «Изменить».

Все изменения в процессе редактирования схемы сохраняются автоматически.

Описание интерфейса Тинкеркад в режиме редактирования

Нажав на команду «Изменить» мы попадаем в режим редактирования схемы. С помощью удобного и простого графического интерфейса можно нарисовать желаемую электрическую схему. Мы можем выделять, переносить объекты, удалять их привычным всем способом с помощью мыши.

В режиме редактирования рабочее окно сервиса поделено на две половины: снизу расположена панель с закладками – это библиотека компонентов. Над ней находится область визуального редактирования схемы с панелью инструментов и пространством, на котором будет размещена схема.

На полосе инструментов в верхней части слева находятся основные команды:

Повернуть элемент
Удалить
Масштабировать по размерам экрана
Отмена
Повтор

Кнопки в правой части панели:

В целом интерфейс достаточно прост, не перегружен лишними элементами и интуитивно понятен. Практически любые операции можно выполнить «на ощупь».

Создание схемы в Tinkercad шаг за шагом

В большинстве случае для работы с проектами Arduino выполняется следующий алгоритм действий:

Создаем новую схему или открываем существующую для редактирования.
Используя визуальный редактор, создаем схему (в нашем случае, с включением платы Arduino Uno).
Готовим скетч в редакторе кода и загружаем его в виртуальный контроллер.
Запускаем режим симуляции, при которой плата виртуально подключается к источнику питания и схема начинает работать. Вносим начальные данные для датчиков и наблюдаем реакцию схемы, как визуально, так и на виртуальном мониторе порта внутри самого сервиса.

Давайте рассмотрим каждый из шагов подробнее.

Первый шаг. Создаем схему Circuit

Подготовка электронной схемы

Создавая схему, мы выполняем такой порядок действий:

Выбираем нужные компоненты из библиотеки компонентов внизу экрана и размещаем их в поле редактора.
Соединяем компоненты с помощью виртуальных проводников, рисуя их мышкой.
Редактируем параметры компонентов (например, величину сопротивления у резисторов или цвет проводов).

Операция выбора из библиотеки достаточно проста. Список элементов находится внизу. Выбрав элемент, мы кликаем на нем, затем перемещаем в нужное место на схеме и кликаем повторно. Окно со списком компонентов можно скрыть или показать, нажимая на переключатель «Components» в панели инструментов.

Для работы нам доступно множество уже готовых элементов, от резистора и батарейки до модулей Arduino. Для удобства навигации все элементы разбиты на три вкладки:

Basic Components. Основные компоненты
Allcomponents. Все доступные компоненты
Starters. Готовые предустановленные схемы

Самой интересной для нас сейчас является третья закладка – Starters. Создатели сервиса подготовили несколько готовых схем, которые мы можем сразу же подгрузить в проект и редактировать на свое усмотрение.

Найдите в списке любую схему с Arduino и кликните на нее. После повторного клика элементы схемы будут размещены в области редактирования. Давайте для примеры выберем схему трехнопочного музыкального инструмента. Разместив ее, мы увидим на экране следующее:

Если схема не влезает в экран – выполните масштабирование (нажмите на кнопку масштаба на панели инструментов).

Кликнув на разъем ардуино или ножки электронных компонентов, можно «припаять» к ней провод, который щелчками мышки мы протягиваем по всей нашей плате до желаемой точки.

Углы провода красиво скругляются, есть возможность выравнивать провод по вертикали или горизонтали (появлении синих линий подскажет нам вертикаль и горизонт соответственно). Для отмены установки провода нужно нажать на Esc или мышкой нажать на соответствующую иконку на панели инструментов.

Нажав на компонент, мы можем отредактировать его свойства.

Третий шаг. Программируем скетч виртуального Arduino

Все инструменты для редактирования кода становятся доступны после перехода в соответствующий режим при нажатии на кнопку «Code Editor» в верхней панели.

В режиме редактирования кода нам доступны следующие варианты действий:

По сути, перед нами полноценная среда разработки, обладающая пусть и достаточно скромным, но вполне достаточным для большинства случаев набором инструментов. А наличие в одной среде визуального режима и механизмов отладки делает данный сервис по-настоящему уникальным и крайне удобным для новичков.

Четвертый шаг. Запускаем симулятор ардуино

Есть два способа запуска симулятора. Первый – нажать на кнопку «Start Simulation» в верхней панели. Второй – использовать кнопку Upload&Run в режиме редактирования кода.

В обоих случаях для остановки работы симулятора нужно просто еще раз нажать на верхнюю кнопку (в режиме симуляции надпись изменится на «Stop Simulation»).

Что происходит во время симуляции? А практически то же, что и при подключении питания к реальной схеме. Лампочки горят, из пьезоизлучателя издаются звуки, двигатели крутятся. Мы можем отслеживать текущие показатели (напряжение, ток) с помощью инструментов мониторинга. А можем сами создавать внешние сигналы, подавая на датчики необходимые значения и отслеживать потом реакцию программы. Например, можно задать мышкой расположение объекта до датчика расстояния, значение освещенности для фоторезистора, повернуть ручку потенциометра. Также прекрасно работают такие элементы как LCD дисплей – мы увидим выводимую информацию прямо на экране визуального компонента.

Нет смысла описывать подробно каждую из возможностей. Уверен, что любой начинающий ардуинщик надолго «залипнет» за этими инструментами и попробует все возможности самостоятельно. Очевидно, что виртуальная среда никогда не заменит реальных проектов и настоящий инженер просто обязан реализовывать свои идеи «на железе». Но вот возможность визуализировать идеи, накидать возможные варианты схемы и отладить работу скетча даже без наличия железок, в любом месте, где есть интернет – это стоит многого.

Подводя итоги

В завершении этой статьи – краткого знакомства с новым интересным сервисом Tinkercad Arduino Circuits, хотелось бы еще раз подчеркнуть его ключевые возможности: визуальный редактор схем, визуальный и текстовые редакторы кода, режим отладки, режим симуляции схем, возможность экспорта полученных скетчей и электрических схем в реальные проекты. Возможно, по отдельности каждая из этих возможностей лучше реализована в других мощных инструментах, но собранные вместе, да еще и в виде удобного, простого для освоения web-сервиса, они делают Tinkercad крайне полезным для любого, особенно начинающего, ардуинщика.

Судя по всему, сервис продолжает активно развиваться (небольшие апдейты и улучшения производятся непрерывно), так что, надеюсь, мы еще вернемся к этой теме в наших статьях.

Читайте также: