Е.2.О. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА

ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ И МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ

НА ОСНОВЕ ТИПОВЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ МОДУЛЕЙ

, ,

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики(технический

университет), Москва, проспект Вернадского, дом 78,, E-mail batovrin@mirea.ru

1. Введение

Началом работ по созданию лабораторных практикумов на кафедре информационных систем МИРЭА следует считать участие в Международном конкурсе National Instruments в 2002 году с лабораторной работой «Вольтамперная характеристика туннельного диода». Это была первая в практике кафедры разработка с использованием аппаратных средств компании National Instruments.

2. Результаты работы

К середине 2003 года были разработаны два лабораторных практикума:

– по электронике и микропроцессорной технике на основе виртуальных средств измерений;

– по основам измерительных технологий на основе LabVIEW моделей средств измерений.

На обе разработки были получены свидетельства Роспатента о регистрации (№ от 01.01.2001 г. и № от 01.01.2001 г.).

Методическое обеспечение практикумов первоначально было издано в МИРЭА в виде учебных пособий, а сами практикумы успешно внедрены в учебный процесс на кафедре информационных систем МИРЭА. Представление этих разработок на Российских и Международных выставках и конференциях выявило интерес к ним со стороны вузовской общественности. При поддержке российского представительства компании National Instruments были подготовлены и изданы учебные пособия, содержащие методические материалы и программное обеспечение практикумов [1, 2].

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

На протяжении всего времени работы над практикумами нас неизменно волновал вопрос о том, как обеспечить тиражируемость разработок. Если с практикумом по основам измерительных технологий этот вопрос, в общем-то, решается просто, то для практикума по электронике и микропроцессорной технике все оказалось гораздо сложнее. В процессе выполнения 8 лабораторных работ требуется собрать 18 пусть даже и простых схем. В результате процедура сборки схем по времени занимает больше времени, чем предусмотренное методикой работы их исследование. В учебном пособии были предложены два варианта проведения работы. В первом варианте учащийся сам собирает схемы, что является наиболее ценным. Во втором – учащийся получает в свое распоряжение уже собранные схемы на наборном поле макетного коннектора SC-2075 или лабораторной станции NI-ELVIS.

Практика показала, что первый вариант приемлем только при индивидуальных занятиях студентов или группами не более 2-3 человек. Второй вариант потребует от кафедры значительных затрат. Дело в том, что число исследуемых схем, которое может быть собрано на наборном поле макетного коннектора SC-2075 или лабораторной станции NI-ELVIS, ограничено числом каналов ввода-вывода используемой DAQ-платы (не более двух-трех схем). В результате для организации одного лабораторного стенда могут потребоваться несколько таких наборных полей.

Применим и третий вариант проведения работ – организация удаленного доступа к практикуму. Однако для учащегося, лишенного возможности собирать исследуемые схемы или даже видеть их перед собой, такая лабораторная работа мало чем будет отличаться от работы на основе компьютерных моделей.

Выход из сложившейся ситуации мы видим в использовании модульного подхода к построению аппаратной части лабораторного практикума. Практически любое из предоставляемых компанией National Instruments аппаратных средств сбора и обработки информации можно рассматривать как устройства с типовым набором линий, по которым можно получить или предоставить типовые услуги. В соответствии с этим лабораторный стенд следует рассматривать как некоторый модуль, который будучи подключенным к этим линиям может воспользоваться предоставляемыми услугами или сформировать новые услуги в ответ на поступившие запросы. При этом модули могут иметь простую или довольно сложную структуру, в зависимости от решаемых задач.

Были изготовлены макеты лабораторных модулей, внешний вид которых представлен на рисунке. Для удобства смены модулей при переходе от одной лабораторной работы к другой использованы стандартные однорядные разъемы с шагом 2,54 мм.

3. Оборудование

В комплект оборудования лабораторного практикума по электронике и микропроцессорной технике входят:

- стандартный персональный компьютер;

- многофункциональная плата ввода-вывода серии Е или М;

- макетный коннектор SC-2075 или лабораторная станция NI-ELVIS;

- соединительный кабель SH68-68-EP;

- набор измерительных модулей.

4. Преимущества технологии National Instruments

Для организации лабораторного стенда, как уже отмечалось, может быть использован макетный коннектор SC-2075 или лабораторная станция NI-ELVIS. Оба устройства имеют в своем составе наборные поля, контактные гнезда которых расположены в узлах сетки с шагом 2,54 мм. Таким образом, предлагаемые лабораторные модули могут быть непосредственно установлены в гнезда наборного поля. В результате подготовка лабораторного стенда сводится к соединению этих гнезд с сигнальными входами и выходами DAQ-платы. В процессе выполнения работ практикума производится лишь замена одних модулей на другие.

Предложенный подход позволил решить остро стоящий вопрос тиражируемости практикума по электронике и микропроцессорной технике, существенно сократить время подготовки лабораторного стенда к работе, и, надеемся, повысит заинтересованность вузов в приобретении практикума.

Литература

1. , , LabVIEW: практикум по электронике и микропроцессорной технике: Учебное пособие для вузов. – М.: ДМК Пресс, 2005.

2. , , LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий: Учебное пособие для вузов. – М.: ДМК Пресс, 2005.