การใช้งาน circuits.io สำหรับออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานผ่านหน้าเว็บ

การทดลองใช้งานซอฟต์แวร์ที่ใช้งานแบบ Online ผ่านเว็บ circuits.io (https://circuits.io/) สำหรับเรียนรู้การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน และใช้งานบอร์ด Arduino สำหรับผู้เริ่มต้น หรือต้องใช้เป็นสื่อการเรียนการสอน สำหรับเรียนรู้การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มีลักษณะการใช้งานเหมือนโปรแกรม Fritizing สำหรับฝึกออกแบบวงจรบนเบรดบอร์ด (Breadboard) และที่น่าสนใจคือ สามารถเลือกใช้บอร์ด Arduino Uno และเขียนโค้ด Arduino Sketch และสามารถจำลองการทำงานของโค้ดดังกล่าวได้ (มีตัวจำลองการทำงานหรือ Simulator) มีอุปกรณ์เครื่องมือวัดแบบเสมือนจริง (Virtual Instruments) เพื่อวัดแรงดัน กระแส หรือออสซิลโลสโคปเพื่อดูคลื่นสัญญาณจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้ ก่อนเริ่มใช้งาน จะต้อง SignUp ก่อนเพื่อให้มีบัญชีผู้ใช้ โดยสามารถใช้อีเมล์ในการสมัครได้ หรือจะใช้บัญชีผู้ใช้ของ Facebook

เมื่อสร้างบัญชีผู้ใช้แล้วทำขั้นตอน Sign-In เข้าใช้งานแล้ว ให้เลือก New Electronics Lab ซึ่งเป็นการสร้างโปรเจคขึ้นมาใหม่สำหรับต่อวงจรบนเบรดบอร์ด (มุมมองแบบ Lab View) เริ่มต้นจะเห็นรูปเบรดบอร์ดปรากฏ จากนั้นก็ให้ตั้งชื่อโปรเจคตามที่ต้องการ (เช่น “Example-1” ตามตัวอย่าง) เมื่อตั้งชื่อโปรเจคแล้วให้กลับไปที่มุมมองแบบ Lab View

หน้าเว็บสำหรับสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นการต่อวงจรโดยใช้เบรดบอร์ด

ขั้นตอนการเปลี่ยนหรือตั้งชื่อโปรเจค สามารถตั้งชื่อและเขียนคำอธิบายเกี่ยวกับโปรเจคได้

การใช้งาน เริ่มต้นด้วยวงจรไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานอย่างง่าย ที่ประกอบด้วยตัวไดโอดเปล่งแสง (LED) ตัวต้านทาน (เลือกค่าความต้านทานอย่างเช่น 330Ω) สวิตช์เลื่อน (SlideSwitch) และแบตเตอรี่ (Battery) แบบ 1.5V จำนวน 2 ก้อน นำมาต่ออนุกรมกัน ให้เลือกอุปกรณ์ชนิดต่างๆ จากเมนู “Components” อุปกรณ์บางชนิดจะมีคุณสมบัติ หรือค่าทางไฟฟ้าที่กำหนดได้ เช่น ถ้าเป็นตัวต้านทาน จะเลือกค่าความต้านทานได้ ถ้าเป็น LED จะเลือกสีของ LED ได้ เป็นต้น

ตัวอย่างรายการอุปกรณ์ที่สามารถเลือกใช้สำหรับต่อวงจรได้ (แสดงรายการแบบ Grid)

เมื่อต่อวงจรไฟฟ้าได้ครบถ้วนและถูกต้องแล้ว สามารถทำขั้นตอนการจำลองการทำงานของวงจร (Start / Stop Simulator) สามารถเปลี่ยนตำแหน่งของสวิตช์เลื่อนได้ และทำให้เห็นการเปลี่ยนแปลงสถานะติดหรือดับของ LED ได้ หรือสามารถต่อเติ่มแก้ไขวงจรได้ ตามตัวอย่างต่อไปนี้ โดยมี LED จำนวน 2 ตัว ต่างสีกัน ตำแหน่งของสวิตช์เลื่อนจะเป็นตัวกำหนดว่า LED สีใดจะสว่างหรือจะดับ (สถานะ “ติด/ดับ” จะสลับกัน)

การต่อวงจรร่วมกับการเขียนโค้ด Arduino Sketch โดยใช้บอร์ด Arduino Uno

การใช้งานบอร์ด Arduino Uno และเขียนโค้ดสำหรับบอร์ดดังกล่าว ถ้ากดปุ่ม “Upload & Run” ก็สามารถจำลองการทำงานของระบบโดยรวม และตรวจสอบผลการทำงานของโค้ดได้ นอกจากนั้น ยังสามารถดาวน์โหลดโค้ดที่เขียนแล้วจาก Cloud มายังคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้ได้ (กดปุ่ม “Download Code“)

ตัวอย่างการต่อวงจรบนเบรดบอร์ดร่วมกับบอร์ด Arduino

โค้ดตัวอย่างที่สร้างสัญญาณดิจิทัล-เอาต์พุตที่ขา D13 ซึ่งต่อกับวงจร LED ภายนอก และทำให้ LED “กระพริบ”

จากการทดลองใช้งานโดยรวม ซอฟต์แวร์นี้สามารถนำไปใช้ในการเรียนรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และใช้ออกแบบทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ซับซ้อน จำลองการทำงานได้ เพื่อตรวจสอบความถูกต้อง ก่อนนำไปต่อวงจรโดยใช้ฮาร์ดแวร์จริง นำไปใช้ในการทำสื่อการเรียนการสอนในชั้นเรียนได้ แต่ถ้าจะใช้งานอย่างจริงจัง ซอฟต์แวร์นี้ยังมีข้อจำกัดอยู่ค่อนข้างมาก

ตัวอย่าง Source Code ไฟกระพริบ

void setup() {
  // initialize digital pin 13 as an output.
  pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000); // wait for a second
  digitalWrite(13, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000); // wait for a second
}