Simulador Arduino: ¿Qué es? y ¿Para qué sirve?

¿Eres un entusiasta de la electrónica, pero aún no estás certificado? No importa, el simulador Arduino fue diseñado para casos como el tuyo, que necesitas ir ganando experiencia poco a poco. Aprende todo lo que necesitas del Simulador Arduino, en este artículo te explicaremos paso a paso como realizarlo y cuales son los mejores hasta ahora.

¿Qué es el simulador Arduino?

Los simuladores Arduino se diseñaron especialmente para esos amantes de la electrónica. En la actualidad, estos simuladores hacen posible que cualquier persona, tanto novatos como diseñadores de circuitos profesionales, puedan aprender a programar y probar nuevas ideas sin preocuparse de perder tiempo y dinero.

Este software te permite desarrollar herramientas muy útiles para lo que será el manejo de un circuito electrónico, es decir, que el programa te ofrece poder trabajar con diversos equipos de manera digital, para que puedas ir ganando experiencia y desarrollando, poco a poco como se hace y sin temor de cometer errores.

Valiéndote de esta innovadora herramienta, puedes aprender de ensayo y error, sin preocuparte de que puedas dañar tu placa y equipo de diseño. Es ideal para los estudiantes que se atreven a enfrentar grandes retos, al momento de adquirir equipos electrónicos,  sin la más mínima idea de cómo pueden modificarlos. Con el simulador pueden disminuir los errores de prueba, ahorrando tiempo y dinero.

Ventajas

1. Es una herramienta de trabajo que soporta la depuración línea a línea, es decir, que el usuario puede identificar exactamente el punto donde se presenta el error en el diseño.
2. Vienen en una variedad de formatos y son desarrollados para que puedan ser compatibles con casi todos los sistemas operativos.
3. Es una de las mejores alternativas para aquellos que desarrollan y prueban todo tipo de circuitos, virtualmente antes de implementar en el plano físico.

Utilidad del simulador

El simulador Arduino es una plataforma que te permite desarrollar circuitos electrónicos a través de las plataformas digitales, aquí tienes la posibilidad de aprender los conocimientos básicos, y cómo diseñar estos circuitos, sin que tengas que afectar un equipo real.

Es un software muy útil, que posee una gran cantidad de herramientas para sus usuarios como: placas de conexiones, los displays, motores y otros componentes. Una gran desventaja del empleo de esta útil herramienta, es que debes dominar muy bien el idioma inglés. Ya que para su descarga no hay disponible una versión del simulador arduino en español. 

El programa te ofrece las siguientes opciones: puedes realizar esquemas eléctricos, cambiar los colores a los cables y el color del diseño de la placa de circuito impreso  (PBC) final. Por todas estas razones se convierte en una de las herramientas más completas que hay en la actualidad, para ser empleadas por aquellas personas, que están iniciándose en este ámbito, y aún no se sienten seguros, para trabajar en diseños reales.

Tipos de simuladores

Por la importancia que tiene para el aprendizaje el empleo de estos simuladores, para el desarrollo de nuevos diseños electrónicos, a continuación te ofrecemos una lista de los tipos de simulador Arduino más empleados para Windows, Mac, iPhone, Android, online, entre otros.

Simuladores para Windows

• UnoArduSim

Es un software de simulación Arduino, que está disponible para el sistema operativo Windows, lo puedes descargar de forma gratuita y se caracteriza por ser muy fácil de usar. Está diseñado con el objetivo de que los estudiantes de electrónica, tengan la opción de poner en práctica sus conocimientos, sin que haya necesidad de disponer de una placa en forma física, solo basta con utilizar las herramientas que ofrece el simulador.

El software, se encarga de simular en tu computador, una placa Arduino, con una gran variedad de dispositivos de entradas y salidas, con la gran ventaja de que todo es virtual. Además de incluir todo tipo de herramientas como: LEDs, resistencias pulldowns, pullups, generadores de ondas analógicas, motores de corriente continúa, entre muchas más de gran utilidad.

Con este sofisticado programa, puedes hacer todo, paso a paso, con el fin de que puedas detallar detenidamente cada una de las operaciones que realices. UnoArduSim es gran alternativa para que adquieras la experiencia necesaria, en el manejo de los circuitos electrónicos, mucho antes de intentar modificar o diseñar un equipo electrónico físicamente, lo que minimiza, las pérdidas materiales y económicas.

• Autodesk Eagle

Este programa te proporciona potentes herramientas, que son fáciles de usar para todos los aficionados y profesionales. Con este software puedes diseñar tus circuitos electrónicas, gracias a un conjunto de herramientas de diseño y edición de placas de circuito impreso.

Principales características

1. Editor de esquemas de bloques: se pueden reutilizar los bloques de circuitos existentes.
2. Esquemas multihoja: se mantienen los diseños de cualquier tamaño organizados. Comprobación de las reglas eléctricas: se puede verificar el esquema de tus diseños.
3. Sincronización de diseño en tiempo real: se mantiene una sincronización entre el diseño esquematizado y el de la placa de circuito impreso.
4. Programas de lenguaje de usuario (ULPs): mejora el proceso de tu herramienta de diseño.
5. Diseño esquemático: te permite seleccionar entre una biblioteca de componentes y la posibilidad de crear tus propios componentes.
6. Diseño de PCB: incluye todas las herramientas necesarias como: trazas de cobre, relleno de cobre, orificios de perforación y varias herramientas de serigrafía.

• Fritzing

Fritzing es un hardware de código abierto, con el cual cualquier usuario tiene acceso a herramientas y saberes, sobre circuitos electrónicos. Empleando Fritzing, puedes convertir tu circuito en una auténtica placa de circuito impreso hecha a medida de forma económica y rápida. Está diseñada sólo puede comportarse como una plataforma creativa, que la utilizan como un recurso para el aprendizaje y para compartir.

Tareas que puedes realizar:

1. Construir un circuito
2. Utilizar un Stripboard
3. Trabajar con partes SMD
4. Generar plantillas de papel
5. Gestionar alambres con curvas y paneles flexibles
6. Bocetar y diseñar una PCB
7. Enrutamiento a doble cara
8. Crear una PCB
9. Soldadura de piezas SMD
10. Producir piezas personalizadas
11. Adjuntar código de programación.

• Proteus

Es un simulador que combina la simplicidad con sus diversas características, será posible que diseñes, pruebes y depures los proyectos integrados, antes de que se realice en un prototipo físico.

Una de las características más sobresaliente de Proteus, es su capacidad para simular la interacción entre el software que se ejecuta en el micro controlador, y cualquier electrónica digital o analógica que esté conectada a él. Incluye varios instrumentos virtuales como osciloscopio, analizador lógico, generador de funciones, generador de patrones, contador de tiempo y terminal virtual, voltímetros y amperímetros simples.

¿Cuales son sus características?

1. VSM Studio IDE, proporciona un entorno integrado para el desarrollo de firmware.
2. Te permite agregar un análisis basado en gráficos a su simulación.
3. Soporta la gama de micro controladores PIC10, PIC12, PIC16, entre otros.
4. Permite el uso de variantes de ensamblaje gestionado, para crear diferentes configuraciones de producto a partir de un único esquema.
5. Puedes tener un diseño ampliable para el usuario, con restricciones de una interfaz intuitiva
6. Tienes la opción de visualización 3D integrada de la PCB, con vista de tabla vacía y verificación de límites de altura.

La estructuración del simulador Arduino de Proteus se basa en los siguientes pilares:

1. Flujo de trabajo integrado completo: es una opción que está dentro de Proteus VSM y te permite reducir la distancia, en el ciclo de vida del diseño entre la captura esquemática y el diseño mismo de PCB, también permite escribir y aplicar el firmware a un componente de microcontrolador dentro del esquema, para luego poder simular de forma simultánea el programa, con el empleo de una simulación de circuito SPICE, de modo mixto.
2. Diseño Proteus VSM: te permite hacer uso de un software ya comprobado de captura esquemática, el cual te proporciona un entorno para la entrada y el desarrollo del diseño. La captura de Proteus es un producto ya establecido, que combina la facilidad de su uso, con unas potentes herramientas de edición. Además tiene la capacidad de poder soportar capturas esquemáticas, tanto para la simulación, como para diseño de PCB.
3. Simulación: a todas luces es, una de las mejores bondades que tiene Proteus, ya que tiene más de 750 variantes compatibles, de microprocesadores, infinidad de modelos integrados SPICE y también posee una de las bibliotecas más grandes del mundo de periféricos de simulación integrados.
4. Medición y análisis: Proteus VSM cuenta con una serie de instrumentos virtuales tales como: osciloscopio, analizador lógico, generador de funciones y generador de patrones, contador de tiempo, terminal virtual y no conforme con todo lo anterior, también tiene un voltímetro y amperímetro simple, con el fin de optimizar las tareas de creación y simulación.
5. Depuración: tienes la capacidad de poder observar, el efecto en todo el diseño, incluyendo todos los componentes electrónicos externos al microcontrolador.

• Virtronics

Este simulador es uno de los más completos que se encuentran disponibles actualmente, ya que cuenta con infinidad de opciones para la edición y creación integradas.

Funcionalidad 

1. Con el puedes enseñar y demostrar el funcionamiento interno de un sketch de Arduino.
2. Capacidad para probar un boceto sin necesidad de tener el hardware.
3. Tienes la capacidad para depurar un sketch.
4. Puedes estudiar el programa línea a línea. Si se selecciona una nueva línea, el programa continuará desde ese punto.
5. También puedes realizar escritura digital, lectura digital y PinMode para los pines 0-53, lectura analógica para los pines 0-16 y escritura analógica para los pines digitales 0-53. Puede emular serial, salida LCD, Ethernet, Servo, tarjeta SD, EEPROM, entre otras. Posibilidad de cambiar la fuente, el estilo y el tamaño del simulador y el modo minimizar, es ideal para hacer demostraciones de entrenamiento.

• Virtual Breadboard – VBB.

El simulador Arduino VBB, es una versión como la de una aplicación de aprendizaje, diseñada para servir de soporte en el aprendizaje de circuitos, esto gracias al micro controlador Arduino y a los modelos de circuitos electrónicos basados en Breadboard.

¿Qué puedes hacer con el? 

1. Conocer referente a la informática física, en un entorno seguro de entorno de pruebas.
2. Puedes guiarte de los ejemplos que vienen incorporados a Arduino.
3. Te permite poder explorar diferentes tipos de sensores, motores y LEDs.
4. Te puedes adiestrar en los comandos Arduino y conocer que hace cada uno de ellos.
5. Empleo de placas de diseño, que puedes tomar como referencia para hacer circuitos reales.
6. Desarrollo y depuración de aplicaciones, basadas en microcontrolador.
7. Tienes la opción de poder programar microcontroladores directamente.
8. Capacidad para desarrollar paneles de control, para aplicaciones integradas.
9. Puede actuar como guía, para ensamblar circuitos de tablero sin soldadura.
10. Con el uso del editor de firmware incorporado, puedes desarrollar las aplicaciones para microcontroladores personalizados.
11. Cuentas con un emulador de circuito y microcontrolador para que puedas probar los códigos y circuitos.
12. Tiene una herramienta de virtualización interactiva, para explorar el aprendizaje basado y las pruebas de circuito.
13. Puedes desarrollar una plataforma cruzada con micros de 8 bits y Raspberry Pi 2, con objetivos Windows 10 IoT Core.
14. Puedes emplearla mucho mejor, como caja de arena para aprender conceptos de computación física. Y para los usuarios más avanzados puede serle muy útil, la versión completa de VBB con el módulo de expansión de ArduinoToolkit.

• Tinkercad de Autodesk

Tinkercad es una aplicación de diseño 3D basada en la web, se descarga de forma gratuita y es fácil de usar. Muchos diseñadores la han empleado durante mucho tiempo para diseñar modelos en 3D, pero lo que muy pocos saben es que, Tinkercad también tiene una aplicación de diseño de circuitos y simulación, que incluye un simulador de Arduino. Con el puedes programar el Arduino simulado con texto, o con bloques para arrastrar y soltar, similares a un rasguño.

Es ideal para los que no tienen la suerte de contar con un taller, donde poder realizar los proyectos mecatrónicos, o de otra rama, y el uso del espacio resulta algo crítico. Con el simulador Arduino de Tinkercad , puedes diseñar tus circuitos electrónicos en el computador y hacer la simulación de su funcionamiento.

Diseño electrónico

Para el diseño electrónico, Tinkercad dispone de un entorno muy amigable, que te permite seleccionar todos los elementos activos y pasivos que vas a necesitar, empezando desde una placa Protoboard, hasta su más mínimo componente. Una vez que tengas dispuestos todos los componentes, y realizadas las conexiones, ya puedes simular el funcionamiento, para caracterizar su comportamiento. Una particularidad muy peculiar del programa, es que te va indicando todo lo que acabas de realizar, por ejemplo, puede emitir un aviso sobre la intensidad de corriente que está circulando por un diodo led. Si este es superior al valor ideal, te lo indica con números, y si, por el contrario es perjudicial para el circuito también te lo indicará pero de manera contundente. También, te da la opción de que puedas ir modificando las variables de cada elemento, mientras la simulación está en marcha, y ver los cambios en el momento. Además te brinda la oportunidad de poder obtener una lista con los componentes empleados, e importarla a nuestro computador, en un formato compatible con Excel.

• Autodesk Library.io

Autodesk Library.io es una herramienta en línea, que te permite hacer realidad tus ideas y es muy fácil de usar. Si eres aprendiz o un entusiasta novato, puedes comenzar con experimentos sencillos, en el Circuit Scribe o en el Laboratorio de Electrónica. En cambio para los usuarios más experimentados, pueden practicar directamente con el diseño de PCB.

Características:

1. Simulación en tiempo real: acá puedes diseñar y crear prototipos, mucho antes de tener que construir un circuito en físico.
2. Te da la opción de poder utilizar cualquier componente, tales como: resistencias, condensadores, potenciómetro, osciloscopios, entre otros.
3. Programación de Arduino: tienes la facilidad de poder programar y simular, cualquier código de Arduino en el editor, además de contar con un monitor serial completo y una colección muy amplia de varias bibliotecas de Arduino.
4. Edición colaborativa: es muy importante contar con esta opción, ya que, puedes invitar a otros diseñadores o aprendices, a que colaboren en tus diseños y en tiempo real.
5. Diseño de PCB: aquí encuentras todas las herramientas que son necesarias para poder realizar tus circuitos, estas pueden ser: trazas de cobre, relleno de cobre, taladros de vía y muchas herramientas de serigrafía.
6. Esta útil herramienta te permite diseñar y también simular los circuitos, para luego imprimir y compartir sus plantillas. Además, puedes integrar tu diseño y aprender de las publicaciones que hace la comunidad de desarrolladores de Autodesk Circuit. Cuando puedes diseñar y programar cosas que realmente funcionan, tienes la capacidad para hacerte del conocimiento y las destrezas, mucho más fácil.

Simuladores para MacOS

• Proteus Design Suite

Es una plataforma muy útil de automatización de diseño electrónico, simulación de circuitos y modelado de placa de circuito impreso o PCB.

Es un programa muy utilizado por la industria y la comunidad de usuarios especializados. Es capaz de combinar, su simplicidad de uso, con sus diversas características, haciendo que la simulación de Arduino sea bastante fácil. Proteus está desarrollado para Windows, pero se puede instalar en los sistemas operativos Linux y MAC.

Una de la característica más emblemática del simulador Arduino de Proteus, es su capacidad para simular la interacción entre el software que se ejecuta en el microcontrolador de Arduino, y cualquier módulo, sensor o actuador digital o analógico que sea conectado a él.

También incluye distintos instrumentos virtuales como, un osciloscopio, el analizador lógico, generador de funciones, un generador de patrones, tiene además un contador de tiempo y un terminal virtual, pero no conformes con eso, le adicionaron, voltímetros y amperímetros simples. Proteus, además puede proporcionar analizadores de protocolo, dedicados en modo Maestro, Esclavo, Monitor; solo es necesario conectarlos a los pines serie y ver los datos en vivo durante el proceso de simulación.

Lo mejor de Proteus:

• Cuenta con todas las herramientas de trabajo y a la vez fácil de usar.
• La comunidad de usuarios es bastante numerosa, y esto le brinda mucho respaldo.
• Permanentemente dispone de actualizaciones y soporte.

Y lo menos favorable de Proteus, es su precio, que es demasiado alto.

• Autodesk Eagle

Es un simulador Arduino, desarrollado por la empresa Autodesk. Es un programa muy robusto y completo, que puede proporcionar múltiples  herramientas muy fáciles de usar, es ideal para ingenieros y usuarios avanzados, que deseen diseñar sus propios PCB y esquemáticos.

Cuenta con una vasta comunidad, que desarrolla y comparte librerías de libre utilización. Se puede descargar una versión gratuita, pero es muy limitada.

Entre sus principales características tenemos:

1. Editor de esquemas
2. Bloques de diseño modular, donde se pueden reutilizar los bloques de circuitos existentes.
3. Comprobación de reglas eléctricas.
4. Sincronización en tiempo real entre el esquema y el diseño de PCB.
5. Cuenta con modelos 3D para el diseño de PCB.

• Fritzing

Es una herramienta desarrollada bajo el esquema o modalidad de iniciativa de código abierto, y uso es gratuito. Es muy empleada en el ámbito del maker, ya que permite diseñar circuitos y diagramar PCB de forma muy fácil. Es muy útil para graficar esquemas, trae incorporado infinidad de componentes de Arduino, además de contar con una amplia biblioteca, y una comunidad muy grande que genera y comparte contenido. Está disponible para los sistemas operativos Windows, Mac y Linux.

¿En qué puedes utilizar Fritzing?

1. Para la documentación de prototipos basados en Arduino.
2. Útil para compartir nuestros prototipos con otros usuarios.
3. Puedes fabricar tu PCBs, de forma profesional.

• EasyEDA simulator

Es uno de los programas de diseño de circuitos, favoritos entre los desarrolladores, y esto, por su facilidad de uso. Es un simulador Arduino online que es compatible con Windows, Linux, Mac OS y Android. Puedes encontrar la versión standard que es gratuita y una versión profesional paga.

Los proyectos que son creados con este simulador, se pueden almacenar en servidores en la nube, pero sus archivos son privados, y pueden ser vistos sólo por los usuarios.

Funciones de EasyEDA

1. Tiene una amplia biblioteca, todos de código abierto.
2. Te permite el diseño de PCB en línea con múltiples capas
3. Cuenta con simulador de circuitos analógicos, digitales y de señal mixta.
4. Puedes importar archivos PCB y Schematic y de otros softwares como Eagle, Altium, Kicad y LTspice.

Para Android

En los dispositivos Android puedes utilizar un simulador Arduino, como el EasyEDA simulator, este es un programa especializado para el diseño de circuitos y es uno de los que más se utilizan los desarrolladores, debido a la gran cantidad de herramientas que ofrece. Además, es fácil de trabajar, tiene una plataforma muy atractiva y puede usarse de forma online sin la necesidad de descargarla al equipo.

Cada uno de los proyectos que realices en el programa vas a poder guardarlos directamente en la nube, tiene una versión gratuita, pero muy limitada y la versión profesional paga.

Easy tiene la particularidad de contar con funciones para el diseño de PCB, circuitos analógicos, digitales, archivos PCB, importar archivos PCB, entre otras funcionalidades.

Simuladores para iPhone

El sistema operativo de iOS también es compatible con el simulador Arduino, lo cual es muy ventajoso, ya que los usuarios pueden diseñar sus circuitos eléctricos, desde sus Smartphone. Pero tenemos que aclarar, que para este sistema operativo no existe una versión gratuita.

El simulador Arduino compatible para iPhone, te ofrece todas las herramientas, que te permiten modificar valores predefinidos en los códigos, para poder ver leds, jugar con los módulos adicionales, también puedes hacer cambios de números de PIN, entre otras. Es un programa ideal para niños, jóvenes y adultos, con el pueden iniciarse en el maravilloso mundo de la electrónica.

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