Működés

Az 1. ábrán egy hagyományos elektronikai laboratórium munkaasztala látható. Az ilyen laboratóriumokban a legtöbb műszer rendelkezik távvezérlési opcióval, de a forrasztásmentes próbapanel nem.

Egy munkaasztal táveléréshez történő megnyitásához egy távolról vezérelhető áramkör-manipulátor szükséges. A relékapcsoló-mátrix felhasználható ilyen eszközként, amelynél a relék háromdimenziós mintába vannak rendezve a műszercsatlakozókkal és az összetevőaljzatokkal együtt.

Az 1. ábra bal alsó sarkában látható az oktató által biztosított alkatrészkészlet. Ezek kerülnek a mátrix összetevőaljzataiba. A képernyőn láthatók az asztali műszerek előlapjait ábrázoló virtuális műszerfalak, valamint a virtuális próbapanel is, így a távolról dolgozó tanulók úgy érezhetik, mintha igazi laborban lennének. Egy ilyen módon megnyitott munkaasztal lehet például egy labor olyan csomópontja, amely a virtuális próbapanel és a relékapcsoló-mátrix kombinációja segítségével tesz lehetővé a bekötést (2. ábra). A mátrixhoz kapcsolt műszereket a rendszer figyelmen kívül hagyja.

A virtuális próbapanel a 3. ábrán látható. Az adott laboratóriumi munkamenethez biztosított virtuális alkatrészek a próbapanel melletti mezőben láthatók. A laboratóriumi kliensrutin a kísérletező által a próbapanelre egérrel bekötött virtuális áramköröket a PSPICE hálózati listákhoz hasonló listává alakítja. A pontrács-csomóponton egy virtuális oktató minden egyes hálózati listát összehasonlít több úgynevezett ellenőrzőlistával, amelyek a megengedett áramköri hurkokat és a források maximális kimeneti feszültségeit definiálják. Ha a lista megfelel az ellenőrzésen, a rendszer továbbadja azt az áramkörépítőnek. Ez a rutin a listát a kívánt áramkör kialakításához szükséges relécímekké alakítja át.

A laboratóriumi személyzet az oktatók döntései alapján szereli be az alkatrészeket és konfigurálja a mátrixot. A virtuális oktató szabályait az oktatók hozzák létre. Ha a mátrixban egy műszer vagy más elem megrongálódik, azért kizárólag a tanár a felelős, nem pedig a tanuló, aki a kárt okozta.

Az áramkörök komplexitása a felhasznált alkatrészek számával növekszik. Ha egy áramkör N csomópontot tartalmaz, és a kísérletező hozzá szeretne adni például egy ellenállást, akkor azt N· (N-1)/2 ágba kötheti be. Ez 16 csomópont esetén 120 lehetőséget jelent.

Az 1. ábrán látható próbapanelen kialakítható áramkörök számát elsősorban az oktató által biztosított alkatrészek száma korlátozza. Ez a szám általában olyan magas, hogy csak a lehetőségek kis része felel meg a gyakorlatban is hasznos méretű mátrixnak. Azonban az alapképzési laborgyakorlatok során a tanulóktól általában csak a laboratóriumi útmutatókban ismertetett egyszerű áramkörök elkészítését várják el. A veszélyesnek minősülő áramkörök létrehozását meg kell akadályozni. Az ilyen áramkörök a virtuális oktatótól érkező hibaüzenetet kell hogy váltsanak ki. Így nincs szükség az 1. ábrán látható próbapanel rugalmasságára. De vajon elegendő-e, ha egy mátrix csak az útmutatókban leírt áramkörök létrehozását teszi lehetővé? Nem, hiszen a tapasztalatlan tanulóknak a bekötési hibák lehetőségét is meg kell hagyni, hogy megtanulhassák a hibák kijavításának módját. Az útmutatókban található áramkörök mellett a mátrixnak lehetővé kell tennie a tanulók számára, hogy létrehozzanak azokhoz hasonló egyéb, biztonságos áramköröket is.

Az analóg áramkörök és az újgenerációs rendszerek általános bemutatását követően a tananyag a gyakorlati alkalmazásokra tér át. Itt elméleti információk és a gyakorlatban elvégezhető kísérletek ismertetésére kerül sor, mely utóbbiak az analóg áramkörök hasznosságát demonstrálják.

« Previous | Next »