Оглавление
Введение. 3
Анализ аналогов. 6
Вывод. 9
Список использованных источников. 10
Введение
В настоящее время ни один современный человек не мыслит своей жизни без персонального компьютера. И данный помощник прочно укоренился в жизни преподавателя. Поэтому с внедрением информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе использование мультимедийных средств обучения стало актуальным не только на лекционных занятиях, но и на лабораторных занятиях в виде виртуальных лабораторных работ.
В настоящее время установлено, что современный образовательный процесс становится более эффективным при использовании интерактивных, мультимедиа насыщенных образовательных ресурсов, обеспечивающих активные методы обучения. Наилучшим образом этим требованиям соответствуют образовательные ресурсы и системы виртуальной реальности. Примером таких электронных ресурсов являются виртуальные лаборатории, которые могут моделировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают обучающимся овладевать новыми знаниями и умениями в научно-естественных дисциплинах. Одна из целей создания виртуальных лабораторий — стремление к всесторонней визуализации изучаемых процессов, а одна из главных задач — обеспечение возможности подготовки обучаемого к наиболее полному восприятию и пониманию их сущности.
Виртуальные лаборатории способствуют повышению наглядности, интерактивности, а также формированию познавательной и творческой активности обучающихся. Они позволяют моделировать объекты и процессы окружающего мира, организовать доступ к реальному лабораторному оборудованию.
Проект преследует сразу несколько целей, а именно:
1) Обеспечение дистанционного выполнения лабораторных работ по измерительным технологиям студентами, находящимся вне лаборатории
2) Увеличение числа рабочих мест;
3) А также - Снижение стоимости оснащения лаборатории.
Задачи, которые были поставлены:
● Исследование и анализ типовых измерительных преобразователей (датчиков) для различных физических величин;
● Выявление наиболее распространенных в практическом применении датчиков различных измеряемых величин;
● Изучение характеристик и принципов работы выбранных датчиков;
● Построение математических моделей;
● Разработка виртуальных лабораторных стендов с датчиками в среде LabVIEW;
● Разработка необходимой документации и методических материалов.
● Интеграция в цифровую образовательную среду МИЭМ
Следующие величины являются наиболее популярными (температуру, влажность, упругую деформацию, давление, положение, освещенность, величину магнитного потока, ионизирующее излучение), но только пять из них наиболее используемые будут задействованы в проекте (по два каждую величину – один аналоговый, один цифровой)
В качестве предметов разработки были выбраны различные виды датчиков, это как и цифровые датчики влажности и температуры, так и аналоговые – акселерометр, датчик освещенности датчик давления. Выбор делался на основе уже существующих решений из набора Amperka и других потенциально подходящих для разработки устройств, а также на основе совместимости с Arduino.
Также хочется отметить, что в разработке виртуальных лабораторных стендов будут использоваться виртуальные приборы и модули, разработанные в проекте прошлого года “Библиотека инструментов для моделирования измерительных приборов”.
Среда разработки была выбрана LabVIEW.
Анализ аналогов
Одним из примеров аналогов был взят аналог Датчик температуры / влажности + Arduino + LabVIEW.
В LabVIEW реализована VI (рис.1), где нужно выбрать COM-порт в раскрывающемся меню I / O. Если порт отсутствует, выберите «Обновить» в меню, и COM-порт должен быть выбран.
Рис. 1 - VI
Потом открываем блок диаграмму, там назначает пороговые значения. (рис.2) здесь можно изменить два значения компаратора: температура и влажность.
Рис.2 –Блок диаграмма
Надо установить для константы любое значение. Если измеренные значения от датчика больше или равны заданной константе, загорится светодиод.
Это только один существующий аналог, а есть ещё СИСТЕМА ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ НА БАЗЕ Е 14-440 в СРЕДАХ РАЗРАБОТКИ LABVIEW И SIMULINK,Терморезнсторные измерительные преобразователь, Измерение температуры,Термозлектрические измерительные преобразователь,Расчет частоты с помощью датчика Холла и Arduino в LabVIEWи др.
На основе аналогов приблизительно выбираем темы для лабораторных стендов:
1) Температура- термокамера для помещения датчиков
2) Влажность- теплица для измерения влажности и почвы и воздуха
3) Положение – вращающаяся центрифуга (через gif-файл/видео со звуком)
4) Освещение-лампа (ближе/дальше) с регулировкой мощности и спектра
5) Давление-барокамера с манометром
Где после величины, написана задача, которая будет осуществляться.
Вывод
В результате проекта планируется получить комплект виртуальных моделей датчиков и виртуальных лабораторных стендов, созданных в среде программирования LabVIEW, провести регистрацию прав интеллектуальной деятельности, а также разработать методические указания для проведения лабораторных работ с использованием полученных виртуальных стендов.
Планируемым практическим применением разработки станет внедрение лабораторных работ в рамках курсов «Метрология и электрорадиоизмерения», «Электротехника, электроника и метрология», «Метрология и измерительные технологии», «Датчики и сенсорные системы», а также интеграция наработок проекта в состав “Виртуальной лаборатории”. Помимо этого, планируется разработка учебного пособия по измерительным технологиям и интернету вещей.
Список использованных источников
1. Temperature/Humidity Sensor + Arduino + LabVIEW Data Acquisition[Электронныйресурс] / UHMC HAESH.Режим доступа: https://www.instructables.com/TemperatureHumidity-Sensor-Arduino-LabVIEW-Data-Ac/
2. https://proxylibrary.hse.ru:4667/reader/book/1096/#3
3. ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ И Освещённости / Режим доступа: https://mygs.ru/products/troyka-proximity
4. Tachometer Using Hall Effect Sensor, MyDAQ and LabVIEW / CeeB1.Режим доступа: https://www.instructables.com/Tachometer-Using-Hall-Effect-Sensor-MyDAQ-and-LabV/