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都說現在是創客們發展最好的時代，是‘全民皆創客’的年代，但你成為創客了嗎？ 擁有好的idea，腦洞大開的設計構想，是什么拖住了你maker的腳步？ 經費？經驗？亦或是再次投身于電路、設計學習的勇氣？ 在今年上海“創客嘉年華”的活動現場，EDN China接觸到一套流行于海外“創客們”開發的速成方法。包括孩子在內，擁有創客精神的專業或非專業人士均通過這套“免費”的方法，實現著自己的創意開發。從自己動手外觀設計、3D建模，到內部電路設計與模擬，通過這套免費軟件的輔助，不需要專業設計人員協助，就可以實現‘零花費’、‘零經驗’起步。當然，在原型設計模擬成功后，你還可以通過3D打印、元器件采購，PCB安裝等步驟，過一把創客癮，DIY出屬于自己的設計，確實的“免費、快速、搞的定”。 圖1：孩子們在“創客嘉年華”Autodesk展臺體驗123D Circuits的電路設計與模擬 讓我們通過一個切實的分享案例來體驗一把這個流行的設計方法，案例來自于一位海外創客DIY的酷帥機器人作品（圖2）。 圖2：來自Jason.cuenco設計的LED閃爍機器人（來源：instructables網站分享） 極簡單的3D建模，Tinkercad來搞定 自從有了3D打印技術，開模已經變得不再那么專業和費錢。很多創客都利用3D打印來制作自己想要的外觀模型。但即便如此，3D建模仍需要一定的結構知識，以及對建模軟件的熟悉。而本機器人實例中，作者就通過Tinkercad，一款極簡單的免費3D設計軟件來進行3D建模。對于該軟件，3D軟件巨頭歐特克（Autodesk）的定位是讓孩子與學生也能輕松建模，體會創客的樂趣。 Tinkercad是免費在線軟件，無須下載，只需在瀏覽器中輸入網址，注冊賬號，即可通過網頁的方式進行一些非常簡單的設計。Tinkercad能直接導入或生成STL文件，并能幫助有效規避打印中的錯誤，對于3D打印來說尤為方便。 既然都面向孩子與學生群體，Tinkercad的操作也非常簡單，軟件提供了一些現成的基本形狀可作為設計基礎。用戶可以非常直觀地對設計對象進行拖拽、旋轉、組合、增減等操作。設計出自己想要的3D對象。該軟件輸出STL文件，可以直接進行3D打印。 在上面的實例中（圖3），作者通過Tinkercad來設計軀干、頭和推進器，并3D打印了出來。可以看出這款入門級的軟件在進行較專業的建模設計時也是游刃有余。該作品其余的部件則是通過另一3D建模軟件Tinkerplay來實現。 圖3：機器人實例：通過3D打印的機器人零部件圖 無板也能玩轉Arduino，試試123D Circuits 接下來就是電路的部分了。傳統開發一定會先選購一塊開發板。但既然是零花費起步，你也可以試試這樣。在線登錄123D Circuits軟件，建立項目，設計電路，編程，模擬電路，運行結果，調試。所有這些都可以在123D Circuits軟件中進行，直到你對所設計的開發板結果相對滿意，你就能放心的購買設計中所用到的板子或其他元器件。當然如果設計不理想，需要推翻重來，軟件中的項目隨時可以調整，不會有成本的浪費，時間上也會比反復燒錄一塊板子節省很多。 聽起來還不錯吧，忘了介紹一下，123D Circuits是 Autodesk 出品的一款Arduino在線電路與編程模擬軟件。該軟件的一大特色就是其強大的模擬能力，可以通過虛擬 Arduino 控制器或其他擴展板，以及各類電子元器件來搭建實驗電路，在軟件中虛擬電路設計，通過內置的代碼編輯器進行 Arduino 編程，并最終模擬運行結果。 這聽起來有點像玩在線游戲，好處就是你省下了一上手就必須買板子的錢和失敗的風險，并且可以不必在工作臺上折騰焊接，燒板，一切先在網上虛擬實現。 該軟件也是一款在線軟件，并且是免費的，對于不熟悉電路板的人來說，Arduino 有些難懂。123D Circuits會提供一系列組件、芯片、設計模板、代碼編輯器和幫助。你可以從電子元件庫中拖拽出一個組件（比如LED燈），放置到Arduino或面包板合適的位置構建電路，初步的代碼在你設置電路后會自動生成，然后“運行”模擬設計結果，有些結果會直觀的在軟件中體現（例如LED燈的閃爍），你也可以測試電路中電壓電流的情況，并做相應調試。軟件提供實驗板（Lab View）、原理圖（Schematics View）、PCB圖（PCB View）等各種界面切換。 在這個機器人的實例中，作者通過123D Circuits軟件所搭建的電路（圖4，5，6），來實現機器人胸口、手臂的LED閃爍效果。 圖4：機器人實例：軟件實驗板上的Arduino UNO和面包板，可模擬仿真LED閃爍效果。 圖5：機器人實例：軟件上同步實現代碼編輯（可糾錯、串行監控、上傳下載等） 圖6：機器人實例：電路原理圖 最終，如果你的項目設計完成，你可以點擊購買項目中所用到的物料清單，也可以將應用中所設計的印制電路板打印出來，軟件會基于你的設計自動調整PCB的布局，合理縮小PCB尺寸，這對不熟悉PCB Layout規則的人來說也很有幫助。所有物料到手，你就能按照軟件中的設計，一一對應裝配（圖7），能對照著軟件中的各種視圖進行裝配對新手而言也會很有幫助。 圖7：機器人實例：焊接LED，裝配PCB 123D Circuits還帶有分享自己設計的項目（當然也可以選擇不公開自己的電路）、下載他人項目等功能，幫助創客們進行交流，進一步完善設計。看完想不想親自一試，過把創客癮？ |
