USAGE OF SOFTWARE SIMULATORS FOR MODELING COMPONENTS OF ROBOTIC SYSTEMS AND THE INTERNET OF THINGS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/cusu-pmtp-2026-1-1

Keywords:

educational robotics, STEM education, virtual laboratory, Internet of Things (IoT), simulator, Arduino, SimulIDE

Abstract

The article considers the problem of training qualified specialists in the fields of robotics and the Internet of Things (IoT). The use of virtual laboratories is proposed as an effective response to modern challenges of the educational process: the high cost of physical equipment, limited access to laboratories, distance learning. The use of software simulators allows to create a safe, interactive and effective environment for the formation of practical skills of future specialists. The paper analyzes the capabilities of the Tinkercad, Wokwi, UnoArduSim, SimulIDE simulators and justifies the feasibility of their integration into the educational process. It is noted that the choice of a specific tool depends on the educational tasks. Tinkercad is recommended for beginners due to its simplicity and block programming. Wokwi is identified as the best tool for developing IoT projects due to its support for emulating Wi-Fi connections. The SimulIDE simulator deserves special attention, which is distinguished by a convenient circuit editor, a large library of components, support for a wide range of microcontrollers, and the ability to simulate analog and digital circuits in real time. The simulator provides powerful measurement tools, a code editor, and a debugger for step-by-step code execution. The practical part of the article contains examples of modeling temperature sensors, motor control circuits, and network nodes, which confirms the effectiveness of simulators as a means of virtual prototyping. The authors conclude that the use of simulators not only compensates for the lack of physical equipment, but also becomes a powerful methodological tool that improves learning outcomes and develops problem-solving skills within STEM education.

References

Базиль С. М. Застосування симуляторів Arduino в освітньому процесі. Освіта, наука та виробництво: розвиток та перспективи : матеріали IX Всеукраїнської науково-методичної конференції, м. Шостка, 25 квітня 2024 р. Суми : Сумський державний університет, 2024. С. 126–129.

Баранюк О. Ф. Програмні симулятори як основа проблемних ситуацій у процесі навчання низькорівневому програмуванню. Наукові записки. Серія: Педагогічні науки. Кропивницький, 2018. Вип. 169. С. 10–14.

Гриневич Л. М., Морзе Н. В., Вембер В. П., Бойко М. А. Роль цифрових технологій у розвитку екосистеми STEM-освіти. Інформаційні технології і засоби навчання. 2021. Том 83. № 3. С. 1–25. DOI: 10.33407/itlt.v83i3.4461.

Крамар С., Шишкіна М. Методичні особливості використання Arduino на платформі Tinkercad у середовищі неформальної освіти вчителів. Фізико-математична освіта. 2024. Т. 39 № 5. С. 27–33. DOI: 10.31110/fmo2024.v39i5-04.

Кучерук В., Кулаков П., Ліман В. Онлайн-сервіс WOKWI як симулятор мікропроцесорних систем. Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. 2023. № 2. C. 153–158. DOI: 10.31891/2219-9365-2023-74-19.

Морзе Н. В., Струтинська О. В., Умрик М. А. Освітня робототехніка як перспективний напрям розвитку STEM-освіти. Відкрите освітнє е-середовище сучасного університету. 2018. Вип. 5. С. 178–187. DOI: 10.28925/2414-0325.2018.5.178187.

Оленюк О., Семенишена Р., Дуганець В. Ефективність використання віртуальних симуляторів у Stem-освіті. Сучасна освіта України: проблеми, досвід, перспективи : монографія. Латвія : Baltija Publishing, 2024. С. 115–123. DOI: 10.30525/978-9934-26-422-1-12.

Соменко О. О., Соменко Д. В. Вільнопоширюване апаратне та програмне забезпечення для організації навчально-дослідницької роботи майбутніх вчителів природничо-математичних дисциплін. Наукові записки. Серія «Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти». Кропивницький, 2017. Вип. 11. Ч. 1. С. 122–128.

Цирульник С. М., Цирульник М. С., Ткачук В. М. Прототипування проекту IoT у сервісі Wokwi : матеріали XVI Мiжнародної конференції «Контроль і управління в складних системах (КУСС-2022)», м. Вінниця, 15–17 лист. 2022 р. Вінниця, 2022. C. 1–6. DOI: 10.31649/mccs2022.03.

An arduino simulator in classroom-a case study / P. F. Gonçalves, J. Sá, A. Coelho, J. Durães. First International Computer Programming Education Conference (ICPEC 2020). Schloss Dagstuhl–Leibniz-Zentrum für Informatik, 2020. Vol. 81. P. 12:1–12:12. DOI: 10.4230/OASIcs.ICPEC.2020.12.

Bhowmick S. UnoArduSim : A Simulator to Learn Arduino Programming and Debugging Codes without Arduino Board. Circuit Digest. 2021. URL: https://circuitdigest.com/tutorial/unoardusim-a-simulatorto-learn-arduino-programming-and-debugging-without-arduino-board.

Dinale L., Bertasius R., Khaled S. Best Arduino Simulators (Online & Offline): Our 10 Picks. 2025. URL: https://all3dp.com/2/best-arduino-simulators-online-offline/ (Updated Jan 12, 2025).

Efremova S., Mishchuk D., Horbatyuk E. Review and analysis of software simulators for robotic information systems. Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. 2024. № 103. С. 71–85, DOI: 10.32347/gbdmm.2024.103.0501.

Empowering IoT Education Utilizing Free Online Arduino Simulators / A. Atanasković, T. Dimitrijević, N. M. Ilić, M. Čabarkapa. 2024 59th International Scientific Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies (ICEST), Sozopol, 2024. P. 1–4. DOI: 10.1109/ICEST62335.2024.10639688.

Shvets D., Karabut N. Use the power of Arduino simulators to improve the effectiveness of IoT educating. Вісник Криворізького національного університету. Кривий Ріг, 2023. Том 21, № 1. С. 34–37. DOI: 10.31721/2306-5451-2023-1-56-34-37.

Published

2026-04-21