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2017.08.26

7 best Arduino simulators for PC を見る。実際に基板や部品を組みあげる前に、シミュレーションツールを使って設計して、確認しておけば、変な配線で機器を壊してしまうことも予防できるので、使ってみましょうかと。記事で紹介されているのは、かなり本格的なものから、ホビーユースで使えるものまであった。

Proteus は、商用で機器を作るようなレベル向けの本格的な回路設計ツールで高価。 Fritzing や Autodesk Eagle などは、PCB の基板設計で使われるものだが、これで書かれた回路図をネット上にアップしている例も見る。Fritzing は、GUI で部品を画面上に配置していくと、回路図ができるのでわかりやすい。Arduino のボードも部品としてある。Eagle の方が、本格的な PCB 設計ツールという感じで、敷居が高い感じ。「fritzing PCB 発注」、「Eagle PCB 発注」とか検索すると、たくさん出てくる。

Fritzing は、Arch Linux だと、yaourt -S Fritzing で簡単にインストールできるので、インストールして使ってみることにした（オープンソースのツールなのでした）。インストールして、Fritzing で起動。いい感じに動くので今後使っていこうかな。けれど、これも回路設計のツールで、望んでいるシミュレーターではにゃい。

実際にお手軽に Arduino のシミュレータとして使えるのはどれかと見てみる。 Autodesk Circuits と　 Virtronics Simulator for Arduino 、 VBB4Arduino – Virtual Breadboard for Arduino ) あたりを見てみる。

AUTODESK CIRCUITS

gallery を見ると、いろんなものがある。最終的には Autodesk Eagle のファイルを書き出せるわけね。それにプリント基板の発注までも。このサイトの利用はユーザー登録すれば、無償で使える。いいかもしれない。 Autodesk CircuitsでArduinoをシミュレーションや Arduinoをシミュレータで入門してみたも参照。

その他、学習、啓蒙サイトが Electronify 紹介されていた。 Arduino (ELECTRONIFY に Arduino のコンテンツがある。

次に、 VBB4Arduino を見てみる。$29 の Windows で動くツールとして販売されている（期間限定で $19)。 Lチカの例を見ると、基本的にな使い方が分かる。 Virtual BreadBoardのArduinoシミュレータで遊んで見るも参照。

ただし、Linux 上の wine で動かそうとしたら動かなかった(最近、家で Windows 使うことがあまりないので)。次に出てくる Virtronics の方は wine で動かすことができた。面倒だが Windows マシンを起動して動かしてみたら、日本語対応しているのでびっくり。TIPS も機械翻訳したもののようだが、日本語で表示されている。

Virtronics も、$19.99 のツールとして販売されている。フリー版は、"Free version limited to 200 lines and also after 30 days of use or 100 sketches (shown on startup in lower StatusBar) there is a delay timer on loading a sketch" という制限がある。シミュレータとしての制限は、 Simulator for Arduino Datasheet を見れば分かる。

回路図をグラフィカルに作りながらというタイプのものでなく、プログラムのロジックを確認できるようなシミュレータで、ピンの値を代えたり、変数の値を確認したりだとか、BreakPoint が設定できたり、といったデバグ機能がある。プログラムの確認にはいいかもしれない。ただし、これならば、あとから出てくる UnoArduSim でいいかなというのがぱっと見た目の印象。詳細に比べてみないと、わからないけどと思ったが、シミュレータとしてのできは、こちらの方がよいとの主張。

もう少し、Arduino のシミュレーターをもう少し調べてみる。

Arduinoシミュレーター・エミュレーターまとめ、 ARDUINO UNO シミュレーター

CodeBlocks Arduino IDE は、Arduino IDE を置き換える統合プログラミング環境で、プログラムをコンパイルして、Arduino へアップロードもできるようなもの。シリアル出力も扱える。でも、今欲しいのはこの手のものじゃない。ちなみに IDE なら Arduino IDE for Visual Studio という選択肢もある。 Arduino向けVisual Studio Code拡張機能がオープンソース化も参照。

Arduino Createが正式リリースされましたも参照。

Emuino は、"javaアプリケーションで作成したGUIパーツを，Processing 上に作成した入出力関数を通じてコントロールし，Arduino風の実行環境を実現" したもの。"ProcessingとArduinoは、根本的に異なるシステムなので、割り込みやタイマー動作などのハードに依存した機能までは真似出来ませんが、簡単な入出力やループ動作などの検証には使えると思います。" とのこと。

Simuino は、CUI ベースのシミュレーター。ステップ実行や、ブレークポイントの設定もできる。Scenario でどのピンにどの値を送るとかいうのを設定して実行できる。CUIで見た目が地味だけど、最低限の機能は持っている感じ。回路設計機能はない。

UnoArduSim は、先に見た Virtronics と同系統のツール。回路設計の機能はないが、プログラムのデバグができる。wine でも動いた。

その他、 Arduinoを使った工作を助けるツールArduinoConfとArduinoMonitor (1/2) 、 Arduinoを使った工作を助けるツールArduinoConfとArduinoMonitor (2/2) もおもしろいと思った。

Arduinoにつなぐ回路を作ったときに動作を確かめるためには、どうしたらいいでしょうか。テスタを使うのも一つの方法ですが、Arduinoを使ってもよさそうです。そこでArduinoMonitorを作ってみました。ArduinoとPCをつないで、PCの画面上でArduinoの各ピンの様子(ディジタル入力ならLOW/HIGH、アナログ入力なら数値または電圧)を確かめ、マウス操作でディジタル出力(LOW/HIGH)、アナログ(PWM)出力、ラジコン・サーボの角度を変えて動作を確かめられます。また、各ピンの入出力をグラフで見ることもできます。

オープンソースの回路シミュレーターとしては、 QUCS というのがあった。まだ、開発途上かつ、本当の回路シミュレーターなのでパス。 Arduino™ AVR®対応Proteus VSM は、Proteus が高価なのでパス。