Выполнить все уроки не обязательно, но полезно. Создание схемы в Tinkercad шаг за шагом

TinkerCAD - это программа, которая является одним из самых простых в плане освоения трехмерных редакторов. Благодаря повсеместным всплывающим подсказкам и удобным меню, работать в ней смогут даже те, кто вообще не имеет опыта в сфере 3D-моделирования. Кстати, помимо общей интуитивности данную САПР, также стоит похвалить за возможность отправки готовых моделей на печать. Так что если вы являетесь обладателем 3D-принтера и хотите как можно быстрее создать и распечатать модель, то данное решение как раз для вас. Программа поддерживает практически все более-менее популярные модели принтеров и генерирует G-код в пару кликов. Помимо отправки модели на печать, ее можно просто сохранить на диск в форматах OBJ либо STL. Также предусмотрен возможность экспорта SVG-файла с двухмерным чертежом для лазерной резки.

Итак, что представляет собой окно редактора TinkerCAD. Основную его часть занимает рабочая плоскость, на которой можно размещать готовые формы и соединители. Первые и вторые можно добавить из специальной панели, расположенной сбоку. Там же вы найдете раздел с обозначением, инструменты нанесения размеров и прочий необходимый функционал. Добавив форму на рабочую плоскость ее разрешается свободно вращать, масштабировать, растягивать и сжимать. Для всего вышеперечисленного предусмотрены специальные маркеры, которые достаточно просто переместить зажав при этом левую клавишу мыши. Немного выше рабочей области располагаются функциональные клавиши, при помощи которых можно быстро сгруппировать, разгруппировать, выравнять и зеркально обезобразить объекты. Выделение нескольких элементов, по традиции, осуществляется левым кликом с зажатой клавишей CTRL.

Теперь давайте поговорим немного о форматах распространения. У TinkerCAD нет обычного установочного клиента для Windows. В магазине Microsoft можно найти специальную UWP версию, которая работает только на Windows 8 и Windows 10. Если же на вашем компьютере установлена более ранняя версия "оконной" операционной системы, то вы всегда можно воспользоваться веб-версией редактора, которая отлично открывает и быстро работает во всех современных обозревателях.

Ключевые особенности

• очень простые инструменты для создания трехмерных моделей;
• быстрая отправка проектов на 3D-принтер;
• экспорт и импорт форматов OBJ, STL;
• очень удобная рабочая среда;
• группировка и разгруппировка объектов одним кликом;
• наличие веб-версии и UWP-приложения для свежих версий Windows;
• создание двухмерного SVG-чертежа для лазерной резки.

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 представляют сами разработчики платформы. В этой статье мы рассмотрим один из самых крупных и удобных эмуляторов для начинающих: Tinkercad Circuits 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

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:

1. Создаем новую схему или открываем существующую для редактирования.
2. Используя визуальный редактор, создаем схему (в нашем случае, с включением платы Arduino Uno).
3. Готовим скетч в редакторе кода и загружаем его в виртуальный контроллер.
4. 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

Будем считать, что проект мы уже создали описанным выше способом. Переходим в него и нажимаем на кнопку Create, выбирая тип – Circuit. После этого шага открывается визуальная среда редактирования, в которой мы сможем как нарисовать схему, так и написать и отладить скетч ардуино.

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:

• Загрузить скетч в «виртуальный контроллер» и запустить симулятор.
• Переключение в визуальный редактор кода типа Scratch.
• Переключение в текстовый редактор кода.
• Подключение библиотек.
• Скачать код на свой компьютер в виде файла с расширением.ino (скетч ардуино).
• Запустить отладчик с возможностью создания точек остановок и мониторингом состояний переменных.
• Отобразить или скрыть окно монитора.

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.

Давно я ничего не писал на Тудее. С головой ушел в "Мастер 3D-печати" и заканчиваю новую книгу. Уже третью, кстати. В компенсации своего отсутствия выкладываю на ваш суд интересный материал для начинающих.

Рассмотрим подробней, я считаю самый простой и удобный редактор для подготовки моделей к 3D-печати, для новичков. Называется он TinkerCAD. Это онлайн-редактор. Вам даже ничего не понадобится устанавливать.
Находится он по адресу www.tinkercad.com . Он бесплатен. Изначально был сделан независимыми разработчиками, но позже был приобретен Autodesk. Известному разработчику ПО, в том числе AutoCAD, 123Catch и многих других программ. В настоящий момент зарегистрироваться в Тинкеркад можно используя единую Autodesk учетную запись.

К сожалению, данный продукт выпущен только на английском языке. Но он довольно прост, и освоить его не составит труда, даже если вы не владеете языком.

У вас в разделе All Designs будет пусто. У меня же тут как раз найденный русский алфавит. А так же эксперименты - хочу сделать из имеющегося набора запчастей от китайской радиоуправляемой машинки сделать аналог тележки и блока управления из набора Lego Power Function чтобы моторизовать наборы Лего у сыновей. Сделать круче оригинала - у них ИК, а у меня будет радиоуправление.)

Стрелками обозначены следующие пункты меню.

Features – демонстрация возможностей данного редактора.

Learn – обучение. Там мы увидим несколько обучающих видео и в самом низу таблицу с «горячими» клавишами редактора. Мы их рассмотрим чуть позже.

Gallery – галерея моделей пользователей, которые выложили их в открытый доступ. Вы тоже можете так поступать со своими творениями или взять и скопировать к себе в профиль понравившуюся модель.

Я как раз, когда готовил эту книгу, нашел готовый русский алфавит. Многие мои ученики спрашивали меня об этом. Вот сейчас вам даю готовое решение. Ссылка на модель - https://www.tinkercad.com/things/8bgg4oesXBD-russkij .
В середине страницы расположена синяя кнопка «Create new design» .
Нажав на нее, вы попадаете в окно редактирования новой модели.

Вы увидите перед собой рабочий стол, на котором вы будете создавать свои творения.

Сейчас вам кратко расскажу что и зачем. А потом более развернуто пройдем по всем пунктам.

Вверху слева расположено меню Design,Edit и Help – помощь на английском языке.

Чуть ниже кнопки управления внешним видом, вращение, перемещение модели.

Справа сверху кнопки – Undo \ Redo – откатить или вернуть назад действие по редактированию. Кнопки Adjus t и две кнопки группировки.

Рассмотрим первым меню Design

Оно состоит из следующих пунктов:

New – создать новую модель

Duplicate – скопировать данный дизайн и сделать новую модель. Например нужен чтобы иметь несколько вариантов одного и того же изделия.

Properties – в данном меню можно поменять название нашей модели. Название дается автоматически и обычно является какой-то белибердой. Если хотите иметь вразумительное название – вам сюда. Тут же можно поменять и тип доступа. Сделать ваш дизайн, например общедоступным.

Download for 3D Printing – наша основная кнопка. Нажав эту кнопку, вы сможете скачать ваше творение в удобном для вас формате для 3d-печати. Доступны следующие форматы – STL, OBJ, X3D colors, VRNL colors и в векторном формате SVG, который используется в лазерной резке.

Download for Minecraft - можно скачать ваши модели для использования в игре Minecraft.

Order a 3 D Print – заказать 3D-печать на одном из зарубежных сервисов

Upload to Thingiverse – скачать вашу модель в ваш профиль на Thingeverse.

Close – закрыть окно.

Меню Edit, тут все просто:

Copy – скопировать выделенный фрагмент.

Paste – вставить ранее скопированное

Duplicate – создать копию выделенного фрагмента.

Delete – Удалить выделенный фрагмент.

Следующий пункт Undo\Redo в объяснениях не нуждается.

Перейдем к кнопке Adjust

В нем только два пункта.
Первый пункт Align – очень интересная и полезная функция для объединения объектов между собой. Вернее с помощью нее вы сможете спозиционировать один объект на краю другого. Или например ровно посередине. Не пытаясь в ручную поймать нужную точку. Все за вас сделает программа. Более подробно и наглядно можно увидеть возможности данной функции на моем обучающем видео.

Второй пункт Mirror . Тут все просто – «отзеркаливание» вашего объекта по одной из осей.

Самый первый пункт Favorites – сюда можете добавлять избранные вами инструменты.Следующий ОЧЕНЬ полезный пункт. Это Import . С помощью него вы можете импортировать в свой редактор, как готовую модель в формате stl, так и векторный формат svg. Что позволит вам переводить 2D рисунки в 3D. Например можно импортировать изображение и сделать какой-то предмет\сувенир с рельефом по рисунку. Медальон с профилем человека с фото например. Широта возможностей огромна. Данная функция работает намного проще и удобней чем в большинстве других редакторов.

Следущее меню Shape Generators, в нем есть три подменю.

Tinkercad – настраиваемые примитивы от создателей Tinkercad.

Второе огромное меню Community – изделия созданные пользователями Tinkerсad. В нем много «вкусных» вещей, которые мы рассмотрим в следующих главах. Для примера – готовые модели, для изготовления шестерен, резьбы, многолучевых звезд, спиралей. В общем, того, что можно рассчитать с помощью формул по готовым параметрам, а вручную нарисовать затруднительно.

Третье – Your Shape Generators – здесь можно создавать свои настраиваемые примитивы.

Следующий пункт Helpers – дополнительные линейки для удобства позиционирования
И меню Tinkerplay - нем находятся готовые модули для изготовления «конструктора».Далее находится самый «рабочий» пункт. Это Geometric . В нем находятся все основные примитивы для создания 3D-моделей. Комбинируя фигуры из этого раздела, можно создать большинство моделей. Все наглядно – можно вытащить на рабочий стол и менять у данных фигур любое из их измерений.

Следующий пункт Holes отверстия в принципе не нужен. Почему? Любую фигуру можно в любой момент сделать или «материальной» или отверстием. Комбинирую так, можно создавать очень сложные изделии, особо не напрягаясь. Достаточно выбрать модель и появится такое меню в котором мы одним нажатием поменяем его свойства.

Далее мы видим понятные меню Letters, Number, Symbols – Буквы, Цифры и символы. Готовые модели которые можно использовать в своих творениях. Единственное – буквы только латиница. Можно комбинирую их создать и русские буквы. Но нашлись люди и сделали русский шрифт, о котором я писал выше.
Следующий доступный пункт инструментов – Extras . Он появился как видимо вместе с созданием данного редактора. На примерах из этого меню создатели сделали много демо-материалов. С помощью данных моделей можно создавать различных птичек))

Как видите все просто и доступно. И вы уже прямо сейчас можете приступить к созданию своих первых моделей в TinkerCad, а не мучится изучая многостраничные мануалы к другим серьезным 3D-редакторам. Далее мы рассмотрим некоторые моменты для создания прикладных изделий в данном редакторе.

Это пример одной из глав в моей новой книге. В ней информация новичкам о многих тонкостях печати. Так же там описаны большинство программ используемых в 3D-печати. Для части этих программ кстати просто не было описания на русском языке.

Меня тут ругали, что задрал всех продажами. Никаких продаж в книге - только технические моменты. Только хардкор для чайников. Ну кому интересно, знает что делать....

В этом уроке мы поговорим о том, как делать 3D-модели для 3D-принтера с помощью бесплатного online-редактора Tinkercad .

Пользоваться 3D-редактором элементарно. Интерфейс программы интуитивно понятен и дает возможность новичку, не владеющему особыми знаниями в моделировании, освоить редактор и создавать прекрасные модели. Для работы вам понадобится начальный уровень знания английского, но если Вы им не владеете, Вам поможет встроенный переводчик. Приступим к уроку.

Начало

Для работы в редакторе нужно пройти простейшую регистрацию, как это сделать смотрите ниже.

Основная страница 3D редактора

Чтобы зарегистрироваться, нажмите на кнопку “Sign up for free account”, которая на втором изображении выделена красной рамкой. В открывшемся окне поочередно внесите Имя, E-mail, пароль, дату рождения и нажмите на кнопку “Sign up”.

Рабочая область

После регистрации откроется окно самого 3D-редактора. Сразу будет предложено пройти тестовые уроки, это очень полезно и просто. Основная черта всех уроков заключается в том, чтоб поочередно выполнять каждый шаг, последовательно выполнять задания и нажимать “далее”. Чтобы выполнить урок, не обязательно читать текст (он помогает проще освоить 3D-редактор), который написан над кнопкой “далее”, нужно в области выделенной желтым контуром, переносить нужные предметы и изменять их форму и размер.

На примере 1-го из уроков продемонстрируем, как работать.

Чтобы приступить к выполнению урока, нужно знать значение иконок вокруг рабочего стола. Сейчас кратко про все области, выделенные синим:

1. Панельные кнопки дают возможность перемещаться по рабочему столу, приближать выделенный объект, приближать модель и крутить рабочий стол;
2. Имя документа;
3. В меню можно сохранять объект, делать копии и выполнять остальные стандартные функции. 3D-редактор автоматически сохраняет каждое действие пользователя, поэтому не нужно думать о сохранности модели;
4. Позволяет вернутся к предыдущему шагу, а также сгруппировать и разгруппировать выделенные объекты;
5. В этой панели находятся различные фигуры, с помощью которых можно создавать 3D-модели на рабочем столе. Объекты можно свободно добавлять на рабочий стол простым перетаскиванием;
6. Меню отвечает за перемещение объектов по рабочему столу. Параметр позволяет привязывать объект к определенной величине перемещения. На скриншоте стоит параметр “1.0″, это значит, что каждое перемещение будет равняться одной маленькой клетке рабочего стола.

С тем, что означают функции меню, мы разобрались. Сейчас можно приступить непосредственно к моделированию объекта. Нажмите “Next” выделенный красными, чтобы продолжить выполнение урока.

Желтой рамкой выделено место, куда нужно переместить объект, стоящий справа. После того, как действие по переносу будет выполнено, нажмите кнопку “Next”, выделенную красным.

Когда вы перетаскивали объект, появилась новая область, на скриншоте она выделена голубой рамкой. Тут вы сможете закрасить 3D-модель в любой цвет, сделать её невидимой (это необходимо, когда вы хотите отрезать или вырезать одну из частей объекта), и заблокировать (для того, чтобы невозможно было переносить или изменять габариты объекта). Сразу после выделения объекта, можно увидеть вокруг него точки и стрелочки. Стрелочки разрешают крутить объект, а точки видоизменять его размеры (нижний ширину и глубину, а верхняя высоту), черный конус в самом верху дает возможность двигать объект вверх и вниз относительно рабочего стола.

Выполнить все уроки не обязательно, но полезно.

Пожалуйста, пройдите каждый из уроков, чтобы сразу привыкнуть к работе 3D-редактора. Для этого нажимайте “Begin Lesson” после каждого завершенного урока.

Вы можете завершить выполнение уроков и перейти к моделированию собственных объектов, нажав в меню клавишу “Exit lesson”. После этого вы попадете в личный кабинет.