Б. Крук - Избранные главы теории и практики дистанционного обучения

Приборная панель и пульт управления лабораторной установкой позволяют проводить на ней реальный лабораторный эксперимент. Важно отметить, что применение пакета LabVIEW не требует знания алгоритмических языков и владения сложными методиками программирования. Программирование ведется на уровне блок-схем и диаграмм. Помимо программного обеспечения компания National Instruments выпускает сотни измерительных плат, на базе которых могут быть разработаны различные лабораторные стенды и установки.

Важнейшим свойством программного пакета LabView является то, что он ориентирован на работу в сети Интернет. Запуск пульта управления лабораторной установкой, связанной с лабораторным сервером, осуществляется дистанционно через Интернет-браузер обучающегося. При этом в браузере обучающегося отображается копия пульта управления и приборной панели. Передача управляющих воздействий на лабораторную установку осуществляется с помощью мышки нажатием кнопок, изменением положений переключателей и ручек.

В качестве примера использования программного пакета LabVIEW опишем лабораторную установку с удаленным доступом, предназначенную для измерения характеристик полупроводниковых приборов и разработанную в Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики. Лабораторная установка выполнена на однокристальном микроконтроллере AD и C812 со встроенными аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями фирмы Analog Devices. Этот микроконтроллер является полной системой сбора и обработки информации возможностью непосредственного подключения ее к последовательному COM-порту лабораторного сервера. Через этот порт и происходит обмен информацией между микроконтроллером и лабораторным сервером, на котором сформированы приборная панель с органами управления лабораторной установкой.

Другой частью лабораторной установки является измерительная плата с собранной схемой исследования полупроводниковых приборов. К этой плате подключаются с помощью кабеля аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, входящие в состав микроконтроллера. С помощью этих преобразователей на исследуемые приборы подаются заданные напряжения и токи и снимаются с них измеренные значения напряжений и токов.

Рис. 1. 4. Интерфейс лабораторной установки с удаленным доступом для измерения характеристик полупроводниковых приборов

На приборной панели расположены пять приборов: стрелочные вольтметр и миллиамперметр, характериограф, измеритель температуры и регулятор напряжения (рис.1. 4).

Лабораторная установка работает следующим образом. При повороте с помощью мышки ручки регулятора напряжения происходит изменение воздействующего на полупроводниковый прибор напряжения. Измеренные напряжение и ток прибора отображаются показаниями вольтметра и миллиамперметра. На характериографе строится вольтамперная характеристика прибора. Контроль температурного режима работы полупроводникового прибора осуществляется датчиком DS 1820 компании Dallas Semiconductor, его показания фиксируются на панели измерителем температуры.

Компьютерный тренажер – это обучающая программа, предназначенная для привития обучаемому навыков в конкретной области знаний [12—16]. Если различные разделы электронного учебника могут быть предназначены также для достижения других целей – накопления знаний, формирования умений, то тренажер служит только для отработки навыков. Многие знают, наверное, о компьютерных тренажерах для подготовки летчиков, изучения реакции человека и т. д. Подобных тренажеров в учебной практике много. Они позволяют человеку успешно отрабатывать практические навыки в условиях, когда это невозможно или нецелесообразно делать в реальных условиях.

На рис. 1. 5 изображен обучающий кадр динамического учебного элемента «Прохождение периодических сигналов через цепь». Данный элемент позволяет организовать самоуправляемую учебную деятельность при изучении спектра и формы сигнала на выходе цепи, когда на ее вход воздействует периодический сигнал стандартной формы. На выбор предлагается десять различных схем электрической цепи и шесть типов сигналов.

На экране учащийся видит шесть окон для графических изображений, окно для ввода параметров сигнала и элементов цепи, а также окно с управляющими кнопками.