Дисциплина электротехника играет важную роль в подготовке специалистов в области электротехники и электроники. Она предоставляет студентам фундаментальные знания о принципах работы электрических схем, основных компонентах и технологиях, используемых в современных электротехнических устройствах.
Однако для полноценного освоения электротехники необходимо не только теоретическое обучение, но и практическая работа. Измерительные стенды становятся важным инструментом для обеспечения практического обучения студентов, позволяя им применить полученные знания на практике и развить необходимые навыки. В статье студенты ГАПОУ «МЦК-КТИТС» рассказывают об инструменте.
Измерительные стенды представляют собой комплексные системы, включающие в себя различные измерительные приборы, генераторы сигналов и другие технические средства. Они позволяют студентам проводить разнообразные измерения, анализировать электрические схемы и компоненты, а также изучать характеристики различных электротехнических устройств.
Пример измерительного стенда
Преимущества использования измерительных стендов очевидны. Во-первых, они позволяют студентам непосредственно взаимодействовать с реальными устройствами и оборудованием, что обогащает их практический опыт и помогает лучше усвоить материал. Во-вторых, измерительные стенды обеспечивают безопасные условия для проведения экспериментов и исследований, предотвращая возможные повреждения и аварийные ситуации. В-третьих, они позволяют проводить измерения с высокой точностью, что особенно важно при работе с электрическими сигналами и схемами.
Одним из важных аспектов использования измерительных стендов является их адаптация к конкретной образовательной программе и потребностям студентов. Возможность модернизации и расширения функциональности измерительных стендов является неотъемлемой частью их разработки. Это позволяет учитывать изменения в области электротехники, внедрять новые технологии и компоненты, а также адаптировать стенды под специфические задачи и требования программы обучения.
Измерительные стенды для дисциплины электротехника могут быть различных типов и конфигураций в зависимости от учебных целей.
Они могут включать в себя осциллографы, мультиметры, генераторы сигналов, источники питания, сопротивления и другие измерительные приборы. Кроме того, стенды могут быть оснащены интерфейсами для подключения к компьютеру или другим устройствам, что позволяет автоматизировать процесс измерений и анализа данных.
Процесс разработки измерительного стенда начинается с определения учебных задач, которые он должен решать. Затем происходит проектирование и выбор необходимых компонентов и приборов, а также разработка аппаратной и программной частей стенда. Важным аспектом является создание удобного и интуитивно понятного пользовательского интерфейса, который позволит студентам легко взаимодействовать с измерительным стендом.
После завершения разработки и сборки измерительного стенда необходимо провести его тестирование. Это позволит выявить возможные ошибки и недочеты, а также убедиться в правильной работе всех компонентов и приборов. Тестирование может включать проверку точности измерений, проверку функциональности всех модулей стенда, а также проведение экспериментов на различных схемах и компонентах.
Измерительные стенды по дисциплине электротехника имеют большое значение для обучения студентов и подготовки их к практической работе в области электротехники. Они позволяют студентам применить теоретические знания на практике, развить необходимые навыки и умения, а также увидеть реальные результаты своих исследований. Кроме того, измерительные стенды стимулируют интерес и мотивацию студентов к измерениям и исследованиям, так как они предоставляют возможность наблюдать и анализировать реальные электрические сигналы и схемы.
Важно отметить, что измерительные стенды не только полезны в процессе обучения, но и имеют широкий спектр применения в научно-исследовательской деятельности. Они позволяют проводить различные эксперименты, исследования и тестирование новых технологий и компонентов в области электротехники. Это открывает возможности для развития инноваций и передовых технологий.
Благодаря измерительным стендам студенты могут овладеть навыками работы с современным измерительным оборудованием и программными средствами, которые широко используются в индустрии. Это дает им значительное преимущество при последующем трудоустройстве и позволяет успешно применять свои знания и умения на практике.
Исходя из перечисленного, нами было принято решение разработать портативный измерительный стенд на микроконтроллере STM32F103C8T6. Данное устройство совмещает себе функционал мультиметра, осциллографа и генератора переменного сигнала. Была составлена следующая принципиальная электрическая схема, которая отображает работу данного устройства.
После успешной проверки работоспособности схемы, был изготовлен металлический корпус и односторонняя плата, отвечающая за работу устройства.
Данное устройство, как было сказано ранее, совмещает в себе несколько измерительных устройств.
Первое из них это мультиметр. Данный режим способен измерять постоянное, переменное напряжение и силу тока, также сопротивление и проверку на короткое замыкание.
Следующим режимом работы устройства является осциллограф. Данный раздел позволяет увидеть форму поступающего на вход сигнала.
Заключительным режимом работы устройства является меню генератора сигнала. В данном разделе предоставляется возможность выбора формы сигнала – синусиодный, треугольный или прямоугольный. Также присутствует возможность задачи выходной частоты, от 1 ГЦ до 10 кГц.
Для взаимодействия со стендом была разработана унифицированная плата, которая имеет возможность замены на подобную по размеру и подключению. Подключение производится с помощью USB разъема на лицевой стороне стенда.
Данная плата позволяет свободно собирать аналоговые и цифровые электронные схемы на макетной плате и также с легкостью подать нужную форму сигнала на разъем макетной платы.
Измерительные стенды по дисциплине электротехника являются неотъемлемой частью образовательного процесса, предоставляя студентам возможность применить полученные теоретические знания на практике. Они помогают развить навыки работы с измерительным оборудованием, анализа данных и проведения экспериментов. Благодаря этому студенты готовы к реальным вызовам и требованиям современной электротехники, способны принимать информированные решения и вносить свой вклад в развитие отрасли.
Статью подготовили студенты 4 курса специальности «Компьютерные системы и комплексы» ГАПОУ «МЦК-КТИТС» Кузьмин А.В., Сабиров Р.Б.
