Arduino Simulator模擬軟體眾多,如何挑選呢?

作者:陸向陽

Arduino Simulator(模擬軟體)不是什麼新話題,但筆者最近上網時,有網頁浮出7 best5 best Arduino Simulator之類的推薦文,引起筆者的好奇,仔細翻找發現Arduino Simulator非常多,甚至有10款、16款的介紹文,而筆者嘗試逐一下載安裝體驗,發現不是每一套都能平順,因此有了寫此文的想法,希望對也想安裝使用Arduino Simulator的人有點幫助。

為何需要Arduino Simulator?

一片Arduino相容開發板只要三百多元新台幣,即便是義大利原裝版也只要八百多,為何還需要用模擬軟體?此有幾個理由,一是給初學者純學習驗證語法用,也可避免弄壞電路板;二是臨時有程式開發撰寫的靈感,但手邊沒有開發板(在公司不是在家),很想趕快驗證一下。

安裝方式

多數的Arduino Simulator是下載安裝版,如虛擬麵包板(Virtual Breadboard,簡稱VBB)或Virtronics Simulator for Arduino。然而有些只有Windows版,有的則是Windows、Mac、Linux版均有,如Autodesk Eagle(有簡中版);有的只有Windows與Mac版,如Yenka;有的只有Linux版,如Simuino;有的則有iPad版,如Simduino

VBB程式畫面(圖片來源:Virtual Breadboard官網)

有些會限制從線上應用程式商店中下載安裝,所以得先有商店的帳號,如VBB即需要在Windows Store中下載,Simduino也必須從蘋果App Store中下載。有些則是線上版,如Autodesk的Fusion 360Circuits on Tinkercad,或Simuino的Webuino,或CircuitLab(有簡中、繁中版),如此只要申請登入帳號,不需要下載、安裝軟體。

或者也有類似綠色軟體的Paulware Arduino Simulator,只要從GitHub網站上將程式以整包zip檔形式下載回來後解壓縮,雙按exe執行檔即可執行,不需要安裝、註冊等程序。

Paulware Arduino Simulator程式畫面(抓圖:陸向陽)

模擬程度

有的Arduino Simulator只是模擬接腳信號,稱為Pin Simulator、Circuit Simulator,多數則可以模擬程式語法結果;有的可以模擬麵包板接線,如VBB、Circuits on Tinkercad;有的可以模擬外接週邊,如七段顯示器、LCD顯示器等,如Xervo Arduino Simulator;有的甚至可以單步執行程式,已具有若干除錯器的功能,如Proteus Arduino Simulator

Mac版的Xervo Arduino Simulator程式畫面(圖片來源:Xervo官網)

專業版附加功能

有的專業版電路模擬、電路設計開發軟體會隨附Arduino模擬功能,如Autodesk Eagle、LTSpice、Pspice、CurcuitLab等,這些軟體主要用來規劃、配置設計印刷電路板(PCB)的電子元件布局,或觀察電子信號波形等,通常是高授權費,若只為了模擬Arduino而購買並不合算。

並非都免費

前面提到的VBB是免費的,但專業版的VBB則是要在App內訂閱才能用;Virtronics的免費版只能寫200行程式、使用45天,之後要支付19.99美元購買,甚至完整版要50美元;而Proteus如同前述的專業電子板設計、電子信號模擬軟體,入門版就要248美元。

不需要安裝的網頁版也是要訂閱費,如Fusion 360為每月60美元,一次訂閱一年可以降至每月25美元,訂三年則是每月23美元。即便是開放原碼的Fritzing也要收取8歐元資助費,理由是他們可以通知您新功能、錯誤修正等資訊。

Fritzing程式畫面(圖片來源:Fritzing官網)

版本過早或無疾而終

有的模擬軟體還在很前期的發展階段,例如Fritzing為0.9.4版且快一年沒有更新(0.9.4於2019年12月發佈),Simuino則在0.2版且約6、7年沒有更新,或ArduinoSim還在Pre-Alpha階段,亦即連正式的內部測試版本都不算。

有的則沒有持續發展,甚至官網連結也不再有效,如Electronify(www.electronify.org)、Circuits-cloud Simulator(circuit-cloud.com)等,而前述的網頁版Webuino也未再持續。

還有一些則是更動,例如Autodesk在產品政策上不傾向持續發展下載安裝版的Eagle,而是在線上服務Fusion 360中提供Eagle功能,後續新版新功能估計也將以雲端為主。

類似的,Autodesk更早前的網頁版Arduino Simulator是收錄於Autodesk 123D Circuits的線上服務中,之後改併入前述的Circuits on Tinkercad中,產品與服務能否長時間延續而少大幅更動,也是使用者會在意的。

小結

最後老實說,多數的Arduino Simulator並不是免費好用的,多數都比買一片實際板子還貴了,不過這也是因為Arduino開發板實在太便宜了!硬要模擬軟體比開發板便宜,對軟體開發商而言確實很挑戰。

另外也如前述必須避開一些很前期的軟體,或難以持續的軟體,或太常改動產品名稱與政策的軟體,或者Arduino的模擬功能只是專業軟體的延伸附加特色,那就不適合初學者或純粹只想模擬Arduino的人。

目前看來VBB與Tinkercad會是比較合適的。不過,或許由Arduino官方自己來推會更好,例如直接在Arduino IDE或線上版的Arduino Create內提供,但估計官方會擔心衝擊影響官方硬體開發板的銷售,呵呵~

(責任編輯:王姵文)

陸向陽

Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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