Портативная Интернет-Лаборатория «Основы электроники»

Портативная Интернет-Лаборатория «ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»
Авторы:	, , Грузков Д. С., , Обрадович В. А., ,
Направление подготовки:	Все направления подготовки раздела 550000 «Технические науки» (для бакалавров)
Дисциплина:	Основы электротехники и электроники
Адрес ресурса:	http://www. *****
Контактная информация:	, ГОУВПО «МЭИ (ТУ)», тел. (0, E-mail: *****@***ru

Определение, назначение и области применения

Портативная Интернет-Лаборатория – это эффективное применение современных сетевых информационно-коммуникационных технологий для создания тиражируемого учебного лабораторного оборудования, содержащего все необходимые компоненты (объектная, информационно-измерительная, программно-методическая и энергетическая подсистемы), компактно размещаемые в стандартных конструктивах и способные автономно работать в сети Интернет при минимальных требованиях к внешним подключениям (типовые электрические и коммуникационные сети).

Портативное исполнение учебного лабораторного оборудования обеспечивает его мобильность, т. е. свободу перемещения на значительные расстояния без потери функциональных свойств, что открывает возможности коллективного использования лабораторного оборудования многими территориально распределенными пользователям, например, посредством договоров аренды с региональными ресурсными центрами.

Оснащение подобным стандартным и тиражируемым лабораторным оборудованием региональных ресурсных центров и учебных заведений разного уровня (школ, ПТУ, ССУЗов, ВУЗов) обеспечит единый уровень практической подготовки учащихся при одновременном сокращении капитальных и эксплуатационных затрат за счет значительного сокращения количества требуемого лабораторного оборудования, площадей, обслуживающего персонала.

ПИЛ-ОЭ имеет производительность в 1000 раз выше традиционного лабораторного оборудования, не говоря о более высокой информативности и функциональных возможностях.

ПИЛ-ОЭ соответствует требованиям отраслевого стандарта по созданию автоматизированных лабораторных практикумов удаленного доступа (АЛП УД) – ОСТ 9.2-98;

ПИЛ-ОЭ может быть эффективно использована при изучении обще - профессиональной дисциплины федерального уровня (ОПДФ) «Основы электротехники и электроники», которая является обязательной для всех направлений подготовки в области техники и технологий (раздел 550000 «Технические науки» для бакалавров).

ПИЛ-ОЭ может быть использована при очной, очно-дистанционной и дистанционной формах обучения, причем при всех формах обучения обеспечивается фронтальное проведение лабораторных работ на единственном лабораторном стенде в режиме последовательной очередности доступа, организуемой сервером лабораторного стенда.

Состав портативной Интернет-лаборатории «ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»

§ Корпус в стандарте «ЕВРОМЕХАНИКА» с общим блоком электропитания (+/-5 В, +/-12 В, 200 Вт), магистралью развода электропитания, направляющими для установки и крепления не менее 8-ми сменных объектных модулей. Возможен вариант исполнения, когда каждый объектный модуль изготавливается в собственном мини-корпусе со встроенным блоком электропитания.

§ Переключатель компьютерной сети на 8 каналов (Ethernet Switch-8), предназначенный для связи каждого объектного модуля с компьютерной сетью Ethernet.

§ Типовой набор объектных модулей, каждый из которых содержит высокопроизводительный цифровой сигнальный процессор типа TMS320F243 производства фирмы Texas Instruments (США), специальный Ethernet-чип для выхода в сеть, а также несколько объектов изучения, образующих раздел или тему учебной дисциплины.

§ Серверное программное обеспечение, предназначенное для определения прав и очередности доступа пользователей, обмена информацией между удаленными пользователями и лабораторным оборудованием.

§ Объектное программное обеспечение, предназначенное для автоматизированного выполнения средствами микроконтроллера TMS320F243 индивидуального задания каждого пользователя (выбор объекта изучения, настройка его параметров, задание тестовых сигналов, многоканальный контроль параметров и т. д.).

§ Клиентское программно-методическое обеспечение, предназначенное для теоретического изучения объекта, контроля знаний, моделирования заданных режимов работы, экспериментального исследования в режиме удаленного доступа, математической обработки результатов.

Функциональные возможности

ПИЛ-ОЭ содержит более 65 объектов экспериментального изучения, охватывающих базовые элементы, типовые интегральные микросхемы, основные устройства электроники, находящиеся в составе следующих сменных типовых объектных модулей:

§ «Электрические цепи» – PIL001. Объектами изучения являются разветвленные электрические цепи постоянного и переменного (одно - и трехфазного) тока. Возможно изучение фундаментальных законов электротехники, переходных процессов в RLC-цепях различных конфигураций, явлений резонанса (всего не менее 20 лабораторных работ);

§ «Диоды и транзисторы» – PIL002. Объектами изучение являются широко используемые полупроводниковые диоды и транзисторы (всего не менее 16 объектов по изучению вольт-амперных характеристик и схем включения полупроводниковых приборов);

§ «Выпрямительные устройства» – PIL003. Объектами изучения являются наиболее распространенные схемы выпрямителей: 1-фазная 1-полупериодная, 1-фазная 2-полупериодная со средней точкой, 1-фазная мостовая, 1-фазная 2-полупериодная 2-полярная, 3-фазная со средней точкой, 3-фазная мостовая (всего не менее 6 объектов);

§ «Стабилизаторы постоянного напряжения» – PIL004. Объектами изучения являются наиболее распространенные виды стабилизаторов: параметрический, линейный с параллельным и последовательным включением регулирующего элемента, импульсный понижающий, повышающий и полярно-инвертирующий (всего не менее 6 объектов);

§ «Операционные усилители» – PIL005. Объектами изучения являются широко используемые электронные схемы на основе операционного усилителя: усилители инвертирующий и не инвертирующий, суммирующий, дифференциальный, логарифмический, интегратор инвертирующий и не инвертирующий, дифференциатор, компаратор, фильтр низкой и высокой частоты, триггер Шмитта, мультивибратор (всего не менее 15 объектов);

§ «Микроконтроллеры» – PIL006. Объектами изучения являются микропроцессорные контроллеры (МПК) систем цифрового управления различными устройствами автоматики. Модуль позволяет проводить изучение структуры микроконтроллера и возможностей его периферийных устройств: портов ввода/вывода, прерываний, таймеров, ЦАП, АЦП, блоков ШИМ (всего не менее 6 объектов).

Требования к клиентскому рабочему месту

§ ПК с процессором с частотой не менее 1000 МГц, объемом оперативной памяти не менее 250 Мб;

§ Windows 2000 XP;

§ Браузер Internet Explorer;

§ Подключение к Интернет или корпоративной сети ВУЗа.