Описание
Мультидисциплинарная программно-аппаратная платформа (далее платформа) предназначена для использования в лабораторном практикуме на уроках физики, химии, биологии в общеобразовательных школах.
По своей сути платформа представляет собой персональный компьютер с установленным специальным программным обеспечением, многоканальную систему сбора данных, комплект датчиков, методические рекомендации по применению в лабораторном практикуме.
Использование платформы позволяет:
• ознакомить учащихся с современными средствами автоматизации эксперимента в соответствующих дисциплинах,
• приобрести навыки по использованию современных датчиков и измерительных средств,
• определить практическим путем границы применяемости традиционных средств измерения (линейка, секундомер, термометр, барометр и т.п), обработки результатов эксперимента и современных цифровых систем сбора, регистрации и обработки данных. При этом, использование платформы не отменяет использование традиционных и общедоступных средств проведения эксперимента,
• подчеркнуть важность формирования среды проведения эксперимента, т.е. не только обеспечение качества измерений, но обеспечение строго заданных, стабильных условий проведения опыта (форма напряжения, поддержание заданной температуры, частоты вращения и т.п.),
• увеличить наглядность эксперимента,
• сосредоточиться на изучении сути явления.
Особенностью программно-аппаратной платформы является возможность ее применения не только в лабораторном практикуме, но и на факультативных занятиях, в кружках по изучению мехатроники, робототехники.
Комбинируя возможности платформы с другими популярными платформами (например, Arduino), учащиеся получают мощный инструмент для подготовки к освоению будущих профессиональных компетенций (например, мобильная робототехника, мехатроника, электроника, участию в JuniorSkills.
Описание и основные технические характеристики многоканальной системы сбора данных:
• Количество измерительных каналов – 6;
• Интерфейс связи системы сбора данных с датчиками – цифровой, последовательный (длина соединительного кабеля до 10м);
• Количество каналов программируемого источника питания – 2;
• Характеристики программируемого источника питания:
Напряжение — регулируемое -24 … +24В,
Ток – регулируемый 0 – 2А,
Форма выходного сигнала – синус, треугольник, меандр, «пила», обратная «пила», постоянное напряжение, произвольная форма;
Частота переменного сигнала 1-40000Гц;
• Цифровой выход для связи по последовательному интерфейсу – 1.
• Электропитание системы сбора данных: ~220В, 0,25А или ~42В, 2А (от лабораторной сети электропитания);
Каждый датчик выполнен в виде небольшого пластикового корпуса с выносным или встроенным чувствительным элементом. Также внутри корпуса расположен АЦП и микропроцессор для первичной обработки данных и передачи результатов измерения в систему сбора данных. Электропитание датчик получает по кабелю от системы сбора данных.
При подключении любого штатного оборудования программно-аппаратной платформы к системе сбора данных происходит автоматическое распознавание и автоматическая настройка оборудования.
Таким образом, программно-аппаратная платформ является основой для построения школьной физической лаборатории, а также любой другой, где требуются измерения электрических и неэлектрических величин, а также задание параметров эксперимента
