ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМНИХ СИМУЛЯТОРІВ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ КОМПОНЕНТІВ РОБОТОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ ТА ІНТЕРНЕТУ РЕЧЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.32782/cusu-pmtp-2026-1-1Ключові слова:
освітня робототехніка, STEM-освіта, віртуальна лабораторія, Інтернет речей (IoT), симулятор, Arduino, SimulIDEАнотація
У статті розглядається актуальна проблема підготовки кваліфікованих фахівців у галузях робототехніки та інтернету речей (IoT). Пропонується використання віртуальних лабораторій як ефективної відповіді на сучасні виклики освітнього процесу: високу вартість фізичного обладнання, обмеження доступу до лабораторій, дистанційне навчання. Використання програмних симуляторів дає можливість створити безпечне, інтерактивне й ефективне середовище для формування практичних навичок майбутніх фахівців. У роботі здійснено аналіз можливостей симуляторів Tinkercad, Wokwi, UnoArduSim, SimulIDE та обґрунтування доцільності їх інтеграції в освітній процес. Відзначається, що вибір конкретного засобу залежить від навчальних завдань. Tinkercad рекомендовано для початківців завдяки простоті та блоковому програмуванню. Wokwi визначено як кращий засіб для розробки IoT-проєктів через підтримку емуляції Wi-Fi-з’єднання. На особливу увагу заслуговує симулятор SimulIDE, який вирізняється зручним редактором схем, великою бібліотекою компонентів, підтримкою широкого спектра мікроконтролерів, можливістю моделювання аналогових і цифрових схем у реальному часі. Симулятор надає потужні вимірювальні інструменти, редактор коду та налагоджувач для покрокового виконання коду. Практична частина статті містить приклади моделювання датчиків температури, схем керування двигунами та мережевих вузлів, що підтверджує ефективність симуляторів як засобу віртуального прототипування. Автори доходять висновку, що використання симуляторів не лише компенсує відсутність фізичного обладнання, а й стає потужним методичним інструментом, що покращує результати навчання та розвиває навички вирішення проблем у межах STEM-освіти.
Посилання
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.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.




