ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ
ПРОТОТИПОВ В УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНОМ ЦЕНТРЕ
Сырлыбаев К. Д., магистрант
ЕНУ им. Л. Н. Гумилева
Аннотация. В учебных лабораториях ЕНУ им. Л. Н. Гумилева с 2009 года для выполнения
лабораторных работ используются виртуальные приборы NI ELVISmx, разработанные в среде
LabVIEW,
обладающие функциональностью комплекта наиболее распространенных
измерительных лабораторных приборов. В настоящее время по всем дисциплинам бакалавриата
физико-технического направления преподаватели создают свои виртуальные приборы для
разработки новых способов измерений данных эксперимента для проведения научных
исследований на уровне магистратуры.
Ключевые слова: Учебная лаборатория, научное исследование, эксперимент, виртуальный
прибор, NI, инструмент, данные измерений.
Аңдатпа
Л. Н. Гумилев атындағы ЕҰУ оқу зертханаларында 2009 жылдан бері зертханалық
жұмыстарды орындау NI ELVISmx виртуалды аспапта іске асырылады. Бұл аспап ең көп тараған
зертханалаық өлшеу аспаптары қатарына жатады, тағы бір ерекшелігі – LabVIEW
бағадарламасымен үйлесуі. Қазіргі кезде физика-техникалық бағыттағы бакалавриаттың барлық
пәндерінде оқытушылар осы аспаптың көмегімен өздерінің виртуалды аспаптарын емін-еркін
жасауда. Бұл әдіспен магистратура деңгейінде ғылыми зерттеулерді жүргізуде мәліметтерді
жылдам өлшеудің замануи жолы жоғары білімде кеңінен дамып келеді.
Түбірлі сөздер: Оқу зертханасы, ғылыми зерттеулер, эксперимент, виртуалды аспап,
LabVIEW, NI, ELVIS II, әдіс, өлшенген мәліметтер.
Summary: In the ENU educational laboratories of L. N. Gumilev since 2009 for performance of
laboratory works the virtual NI ELVISmx devices developed in the environment of LabVIEW which
possess functionality of a set of the most widespread measuring laboratory devices are used. Now on all
disciplines of a bachelor degree of the physics and technology direction teachers create the virtual
devices for development of new ways of measurements of data of experiment for carrying out scientific
researchers at the level of magistracy.
Keywords: Keywords: Educational laboratory, scientific research, experiment, virtual device, NI,
tool, data of measurements.
В созданном учебно-лабораторном центре (УЛЦ) ЕНУ им. Л. Н. Гумилева в основном
проводятся лабораторные работы по дисциплинам аккредитованных образовательных программ
кафедр физико-технического факультета. Материально-техническая база УЛЦ на учебных
оборудованиях двух всемирно известных компании: Narional Instuments (США) и PHYWE
(Германия). Стенды учебных лабораторий УЛЦ специальностей РЭТ, КТиТ, ЯФиНМ
обеспечивает проведение лабораторных работ на платформе для проектирования и создания
прототипов NI ELVIS и на базе среды графической программирования NI LabVIEW (рисунок 1).
Использованная платформа является лучшим средством обучения в практическом и
интерактивном режиме в таких сферах, как ядерная и атомная физика, техническая физика
контрольно-измерительные приборы, теория электрических цепей, схемотехника, радиотехника,
электроника, электротехника, электромеханическая и микропроцессорная системы управления,
средства коммуникации, автоматизация и управление, а также встраиваемые системы.
357
Отличительной чертой NI ELVIS II является новый дизайн и комплект из наиболее часто
применяемых цифровых приборов в компактном и защищенном от механических воздействий.
Совместимые между собой виртуальные приборы предназначены для проведения натурных
экспериментов и лабораторных работ в условиях организации учебных лабораторий УЛЦ.
Платформа NI ELVIS II подключается к персональному компьютеру посредством USB-
интерфейса и используется для комплексного обучения обучающихся бакалавриата как
младших, так и старших курсов, помогая им изучить основы электротехнических дисциплин,
начиная от теории физики, схемотехники и заканчивая созданием систем управления и основ
телекоммуникаций /2, c. 30/.
NI ELVIS II – это основной элемент обучающей платформы NI по радиоэлектронике наряду
с NI Multisim, одним из лучших в образовательной сфере инструментов для SPICE-
моделирования и разводки печатных плат, и средой графического разработки NI LabVIEW.
Экспериментатор может моделировать теоретические концепции в ПО Multisim, создавать
прототип реальной электрической схемы цирового устройства с помощью NI ELVIS II, а также
сравнивать модели с фактическими измерениями посредством LabVIEW и SignalExpress. NI
ELVIS II 2014 и Multisim 10.1 делают процесс изучения электрических цепей более интерак-
тивным за счет таких возможностей, как виртуальная 3D-модель NI и доступ к ВП из среды
Multisim с переключением между моделируемыми и реальными данными одним нажатием
кнопки мыши /1, веб-стр. 1/.
Рисунок 1 - Образовательная платформа NI ELVIS
Образовательная платформа полностью настраивается в LabVIEW, где для каждого из
виртуальных приборов существует свое разработанное программное приложение (*.vi) через
Express VI (рисунок 2). Конфигурирование производится при помощи всего лишь нескольких
щелчков мыши, что значительно упрощает настройку каждого отдельного прибора. Также
можно использовать NI ELVIS II с программным интерфейсом SignalExpress для обеспечения
возможности сравнения данных модели от Multisim с реальными значениями, полученными на
учебном стенде NI ELVIS II, а дальше создания интерактивных отчетов по выполненной работе
согласно заданию преподавателя.
Рисунок 2 – Фрагмент реализации платформы
NI ELVIS II
с программным обеспечением SignalExpress
358
NI LabVIEW совместимо и полностью интегрируется со многими цифровыми платами
сбора данных и виртуальными приборами (ВП) других промышленных компаний. Стенд NI
ELVIS II имеет открытую архитектуру, что в значительной степени упрощает его использование
ведущими производителями и поставщиками средств обучения /4, c. 77/:
1 Quanser QNET (рисунок 3):
- проектирование систем управления при помощи средств обучения Quanser;
- электродвигатель постоянного тока Quanser QNET;
- обратный маятник Quanser QNET;
- система отопления, вентиляции и кондиционирования Quanser QNET.
2 Комплект обучения Freescale Microcontroller Student Learning Kit (SLK, рисунок 4):
- проектирование встраиваемых систем на SLK;
- комплект для обучения микроконтроллеров HCS08, HCS12/HCS12X/DSP и процессоров
ColdFireх32, высокочастотный приемопередатчик.
3 Комплект обучения Emona DATEx (рисунок 5):
- изучение основ телекоммуникаций на плате Emona DATEx;
- платформа для изучения электроники с Multisim - схемотехника;
- процессор ADSP-BF537 Blackfin (фирма Analog Devices) - встраиваемые системы;
- адаптер для датчиков компании Vernier для NI ELVIS – всевозможные датчики.
NI ELVIS II можно использовать программными продуктами, распространяемыми с
источника [1] (LabVIEW 8.2, NI-DAQmx 8.7.1, NI ELVISmx 4.0, LabVIEW 2014, Multisim 12). Он
подключается к персональному компьютеру с помощью USB кабеля (High Speed USB 2.0). Стенд
имеет автономный блок питания, предусмотренного в комплекте с устройством и
подключаемого к внешнему источнику питания 220 В. На задней панели стенда (рисунок 6)
имеется переключатель включения источника питания.
Рисунок 3 - Средство
обучения
Quanser QNET
Рисунок 4 -
Комплект
Freescale MCUSLK и NI
LEVIS II
Рисунок 5 -
Плата Emona
DATEx и NI LEVIS II
359
Рисунок 6 - Схема подключения NI ELVIS II к компьютеру:
1- ПК, 2 – USB-кабель, 3 – NI ELVIS II; 4 – макетная плата;
5 – блок питания; 6 – сетевой шнур питания.
На лицевой панели расположен индикатор Active, который загорается оранжевым цветом.
Появится диалоговое окно New Data Acquisition Device и оранжевым цветом загорается
индикатор Ready. Теперь выключатель Prototyping Board нужно перевести в положение «|», тогда
индикатор Power загорается зелёным светом.
NI ELVIS II использует виртуальные приборы, разработанные в среде LabVIEW, которые
обладают функциональностью комплекта наиболее распространенных измерительных
лабораторных приборов. NI ELVISmx используется для управления аппаратными средствами
стенда с помощью созданных лицевых панелей (Soft Front Panels – SFPs).
Рисунок 7 - Органы управления NI ELVIS II:
1 – выключатель питания; 2 – выключатель питания рабочей станции;
3 – разъем подключения блока питания; 4 – разъем USB; 5 – гнездо
подключения кабеля безопасности; 6 – гнездо подключения замка Kensington
В ходе проведенных исследований и экспериментов были продемонстрированы следующие
измерительные приборы /4, c. /:
1 Генератор сигналов произвольной формы (Arbitrary Waveform Generator – ARB).
2 Анализатор амплитудно- и фазочастотных характеристик (Bode Analyzer).
3 Устройство чтения цифровых данных (Digital Reader) .
360
4 Устройство записи цифровых данных (Digital Writer).
5 Цифровой мультиметр (Digital Multimeter – DMM) .
6 Анализатор спектра (Dynamic Signal Analyzer – DSA).
7 Генератор стандартных сигналов (Function Generator – FGEN).
8 Анализатор импеданса (Impedance Analyzer).
9 Осциллограф (Oscilloscope – Scope).
10 Анализатор вольтамперной характеристики многополюсника (two-Wire Current Voltage
Analyzer, three-Wire Current Voltage Analyzer).
12 Регулируемых источников питания (Variable Power Supplies).
Все указанные приборы уже применяются в составе NI ELVIS II преподавателями кафедры
РЭТ для разработки новых лабораторных приборов по дисциплинам образовательной
программы бакалавриата и проведения исследований на уровне магистратуры.
Список литературы
1
Виртуальный лабораторный практикум. Электронный ресурс –
www.distance-
learning.ru/db/el/
EB77D06B14773B11C3256C5B0057C877/doc.html.
2 Патрахин В.А. Технология публикации приложений LabVIEW в Internet // Пикад. – 2004.
– № 3. – С. 28–30.
3 Муравьев С.В., В.Л. Ким, А.В. Комаров, В.В. Октябрьский, Сарычев С.В. Компьютерные
лабораторные работы на основе графической программной технологии // Датчики и системы, №
10, 2000, с. 23-31.
4 Цимбалист Э.И., Силушкин С.В. Исследование аналоговых схем в программно-
аппаратной среде NI ELVIS. Учебное пособие по электронике/ Э.И Цимбалист, С.В. Силушкин.
− Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. 266 с.
ӘОЖ 004.896
BUILDING AN AUTOMATED SYSTEM FOR CAR PAKING
Assem Talasbek
Suleyman Demirel University
Annotation
The goal of this article is to introduce the development of Building an automated system for car
parking, that facilitates the process of parking and at the same time provides safety and convenience for
users . The system measures an available parking space, checks whether the space is large enough for
parking in special places like garage by sensing distance all the time and visualizes distance using colors.
Moreover, the system also provides automatic door control which gives simplicity and security. Here is
used Arduino Uno . This is the latest model Arduino Rev3, produced in Italy. It has а processor with а
clock speed ATmega328p 16 МHz, memory of 32 KВ and 20 controlled input and output contacts to
communicate with the outside world.
Keywords: Arduino , ultrasound sensor, bluetooth module, circuit
Аннотация
Главной целью научного проекта является разработка автоматизированной системы для
парковки, которая облегчит процесс парковки и в то же время обеспечивает безопасность и
удобство для пользователей. Система измеряет свободное пространство для парковки,
проверяет, является ли пространство достаточно большим для парковки в специально
отведенных местах, таких как гараж время от времени измеряя дистанцию и визуализируя
расстояние с помощью цветов . Кроме того, система также обеспечивает автоматическое
управление дверью, которое в свою очередь предоставляет простоту и безопасность для
361
потребителя. Для разработки системы используется микроконтроллер Arduino Uno- это модель
Arduino Rev 3, которая производится в Италии с процессором тактовая частота которого равна
16 МГц, памятью 32 KВ и 20 контролируемыми входными и выходными контактами для связи
с внешним миром.
Аңдатпа
Ғылыми жобаның негізгі мақсаты -тұрақ процесін жеңілдететін және сол уақытта
пайдаланушылар үшін қауіпсіздік пен жайлылықты қамтамасыз ететін тұрақ үшін
автоматтандырылған жүйені әзірлеу болып табылады. Жүйе қашықтықты өлшеу арқылы гараж
ретінде белгіленген жерлерде тұраққа жеткілікті орынды анықтайды және түстердің көмегімен
қашықтықты визуалды түрде корсетеді. Сонымен қатар, жүйе қарапайымдылық және қауіпсіздік
үшін автоматты есік бақылауын қамтамасыз етеді. Жүиені жүзеге асыру үшін бұл жобада
Arduino Uno микроконтроллері қолданылады ,модельдін өндірушісі Италия болып табылады
және процессорынын жиелігі 16 МГц тең процессорінін жадысы 32 кВт және сыртқы әлеммен
байланысты 20 бақыланатын кіріс және шығыс терминалдары бар.
1.
Introduction
Arduino is a tool for making computers that can sense and control more of the physical world than
your desktop computer. It's an open-source physical computing platform based on a simple
microcontroller board, and a development environment for writing software for the board. We can easily
notice that sometimes parking can be problematic process that takes our time and makes us nervous
involuntarily and place (garage ) it turns out is just barely long enough to fit gigantic vehicles. And it
would be nice to have some visual cue for parking.
This work is based on some previous topics of Automation of processes and Smart Parking Systems,
which are well-known and widely in demand now. The purpose of this work is to achieve an available
system which is user friendly and develop a working prototype which will facilitate the process of
parking and at the same time provide safety and convenience for users.
2.
Distance sensing
Ultrasonic Rangefinder HC-SR04 is designed to measure the distance from the device to the subject.
Rangefinder sensor works on the principle of sonar, sends ultrasonic beam and the delay of the reflected
signal from the object determines the distance to the target. The operating principle of HC-SR04 is based
on the well-known phenomenon of echolocation. When using it, the transmitter generates an acoustic
signal that is reflected from obstacles, returns to the sensor and recorded by the receiver. Knowing the
velocity of propagation of ultrasound in air (about 340m / s) and the time lag between the radiation and
the received signal, it is easy to calculate the distance to the acoustic barrier./1, p286/.
Figure 1 shows parallel circuit of Ultrasonic Rangefinders HC-SR04 .
362
Figure 1. HC-SR04
3.
Automated door control
Automation of control is provided by using Bluetooth module. Bluetooth is a wireless technology
standard for exchanging data over short distances (using short-wavelength UHF radio waves in the ISM
band from 2.4 to 2.485 GHz) from fixed and mobile devices, and building personal area networks
(PANs) /2/. Nowadays many types of this modules available in market but in this project Bluetooth
module have to be pared .For this purposes I use HC-05 and HC-06 modules.
Figure2 HC-05
Both the modules are same in functionality except the pinout. Figure2 shows HC-05 can act as both
master and slave whereas HC06 which is shown in Figure3 functions only as slave. It's hard to
differentiate between the two only by seeing.
363
Figure3 HC-06
4.
Conclusion
This paper describes way to achieve Automated Car parking system using Arduino platform and
other many sensors . Arduino an electronic designer and convenient platform rapid development of
electronic devices. The platform is very popular all over the world thanks to the convenience and ease
of programming language, as well as an open architecture and software code.
References :
[1] Michael McRoberts Beginning Arduino Second Edition ISBN-13 (electronic): 978-1-4302-5017-3
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth
ӘОЖ
004.075
ОНЛАЙН СУРЕТ САЛУ ЖӘНЕ РЕДАКЦИЯЛАУ САЙТ ЖҮЙЕСІ
Балабекова Камила Уәлиқызы
Сүлеймен Демирел атындағы Университеті
Қолданушының полиграфиялық өнімді онлайн түрде өзі жасап,оған тапсырыс беруіне
арналған және өнімнің дизайны барынша нақты, жылдам, әрі тапсырушының ойындағындай
жасалынылуына көмектесетін онлайн бағдарлама жазу жүйесі қарастырылады.
Кілт сөздер: web сайткомпьютерлік бағдарламалау тілдері зерттелген, html тілінің
элементтері,полиграфиялық дизайн,деректер базасы.
A system for online software helps the user to develop a printing product, to order on-line and the design
of which will be specific, rapid and responsive to customer requirements.
Key words: web site been studied computer programming languages, html language elements, graphic
design,database.
Кіріспе
Компанияны жарнамалау үшін көше қиылыстарына іліп қоятын баннер, плакаттар қажет
болады. Бұл қызметті атқару үшін арнайы орталықтарды іздеп, оларға жұмыс барысын түсіндіру
адамдардың көп уақытын алады. Және де ол үнемі тапсырушының ойындағындай сәтті бола
бермейді...
Сондықтанда, бұл онлайн редакциялау жүйесі осындай мәселелерді шешу үшін
жасалынады. Қазіргі заманда жаңа технологиялар дамып, барлық адамдар интернет желісіне
қосылып жатыр. Қалта телефондары, планшеттер, компьютерлер және басқа да технологиялар
364
көпшілікке қолжетімді болып отыр. Қолданушылар арнайы орталықтарға бармай-ақ тапсырыс
жүйесін ғаламтор арқылы тіптен жеңілдетіп ала алады.
Онлайн редакциялау жүйесі.Редакциялау дегеніміз – адамның өзінің ой-пікірін, қиялын,
көркемдік идеясын қалауы бойынша қағаз бетіне түсіріп, бейнелеуі.
Онлайн редакциялау жүйесі дегеніміз – дәл осы редакциялау жұмысы тәрізді, бірақ қағаз
бетіне емес, алдын-ала жасалып қойылған дайын бағдарлама бойынша суреттеледі. Яғни,
компьютер көмегімен онлайн редакциялау қызметін атқарады. Қолданушы жүйеге кіріп, шрифт,
форма, түсі және өзге де құралдарды пайдалана отырып, қажетті өнімді өзқалауынша суреттей
алады. Ол полиграфиялық өнімдер дизайнымен жұмыс жасайды. Ал полиграфиялық өнімдер
қатарынабуклеттер, кітапшалар, парақшалар, күнтізбелер (қалта, үстел, қабырға, жылдық,
тоқсандық), плакаттар, постерлер, визиткалар, каталогтар, брошюралар, шақыру қағаздары мен
басқа да бұқаралық ақпарат құралдарында жарнамаланатын баспа өнімдері жатады.
Web сайт компьютерлік бағдарламалау тілдері.Web-сайт -(ағылшынша website: web - тор,
желi және site - орын, желiдегi орын, сегмент) - бiр мекенжайға (домен атымен немесе IP -
мекенжаймен) бiрiктірілген компьютер желiсiндегi жеке тұлғаның немесе ұйымдардың
электрондық құжаттар жиынтығы, яғни кеңсенің шағын моделі.
Web-сайт жасақтау жұмысы бірнеше кезеңнен тұрады:
Жоспарлау;
Элементтерді жасақтау;
Бағдарламау;
Тестілеу;
Жариялау;
Жарнамалау;
Web-сайт жасау HTML редакторларды пайдаланады. Оларекі топқа бөлінеді.
Бірінші үлкен топтың Web-сайт жасау бағдарламалары HTML тілінің негізінде жұмыс
істейді. Осындай бағдарламалар орта және үлкен сайттарды даярлау уақытын қысқартады және
даярлау кезеңінің тиімділігін арттырады. Арнайы HTML-редакторлардың жұмысты жеңілділетін
және тездететін қосымша мүмкіндіктері көп. Бұл топқа төменгі бағдарламалар кіреді:
HTML генератор 1.3 ;
Magic HTML Studio 2.0;
Macromedia Dreamweaver;
Екінші үлкен топқа WYSIWYG (ағылшын тілінен “what you see is what you get” –«не көрсең
соны аласың») редакторлары кіреді. Бұл бағдарламаларды сондай-ақ визуалды редакторлар деп
те айтады.
365
1-Сурет. Web сайттың басты беті
Html тілінің элементтері. HTML (HyperTextMarkupLanguage) – бұл құжаттарды кодтау үшін
қолданылатын гипертекстік белгілеу тілі. HTML құжаттарын көру үшін браузерлерді
қолданамыз. Браузер-бағдарламалардың саны өте көп, мысалы,ең жиі таралғандары Netscape
Communicator, Microsoft Internet Explorer, Opera, Google, Yandex және т.б.
Достарыңызбен бөлісу: |