Katalog

Jarosław Jasiak, 2013-05-23
Malanów

Zawodowe, Różne

Znaczenie komputera w nauczaniu przedmiotów elektrycznych i elektronicznych

- n +

Jasiak Jarosław
Zespół Szkół Technicznych
w Turku



Znaczenie komputera w nauczaniu przedmiotów elektrycznych i elektronicznych


Komputer z odpowiednim oprogramowaniem jest nieodzowną pomocą dydaktyczną w procesie nauczania zawodowych przedmiotów elektrycznych i elektronicznych w szkołach średnich.
Wykorzystanie w procesie nauczania teoretycznych przedmiotów zawodowych, prostych programów symulujących sprawdzenie podstawowych praw czy działanie określonych urządzeń, nie tylko ułatwia sposób ich przedstawienia, ale umożliwia modelowanie działań urządzeń, które trudno jest zaobserwować w warunkach szkolnych.
W początkowym etapie kształcenia można wykorzystać szereg prostych programów symulujących określone zjawisko lub działanie urządzenia. Ograniczenia tego typu programów rekompensuje łatwość ich, co stwarza szanse większego zaangażowania młodzieży nie tylko podczas zajęć, ale także w domu gdzie z uwagi na prostą obsługę mogą sami jeszcze raz przeanalizować przedstawiane zagadnienie.
Przykładami prostych programów wykorzystywanych na zajęciach z elektrotechniki, maszyn elektrycznych, energoelektroniki, układów analogowych czy cyfrowych mogą być:
· Obliczanie transformatorów – arkusz kalkulacyjny ułatwiający obliczanie parametrów transformatora sieciowego.
· Program do obliczania układów NE555 – program pomocny przy projektowaniu generatora w oparciu o układ NE555.
· Silniki Asynchroniczne Trójfazowe –program pozwalający na symulacje rozruchu silnika indukcyjnego przy różnych warunkach zasilania i obciążenia.
· Cewka - prosty program, który pozwala na obliczenie indukcyjności cewki jednowarstwowej.
· Stabilizator LM317 – program do doboru elementów układu stabilizatora
· Multimedia Logic – program przydatny w analizie działania podstawowych układów cyfrowych.
· Dekoder elektronika – narzędzie służące do rozkodowywania symboli i wzorów umieszczonych na elementach elektronicznych.
· Edison program, który pozwala przedstawienie podstawowych praw elektrotechniki

Komputer i specjalistyczne oprogramowanie to niezbędne narzędzia wspomagające pracę elektryka i elektronika, dlatego ich przedstawienie i wykorzystanie w procesie nauczania, jest nie tylko przydatne, ale wręcz konieczne by przygotować młodzież do wymagań zawodu.
Przykładami takich narzędzi są programy typu CAD wspomagające prace projektowe elektryków podczas projektowania instalacji elektrycznych, układów zabezpieczeń i sterowania oraz sporządzania dokumentacji technicznych. Oprogramowanie tego typu wykorzystywane jest także przez elektroników, podczas projektowania i sporządzania dokumentacji urządzeń, dlatego przedstawienia przykładów tych programów i ich możliwości nie może zabraknąć w trakcie nauczania.
Przykłady programów do sporządzania dokumentacji technicznych urządzeń elektrycznych oraz doboru poszczególnych elementów:
· SEE Electrical - profesjonalny program typu CAD wspomagający projektowanie i sporządzanie dokumentacji prac z zakresu instalacji elektrycznych, energetyki i automatyki.
· PAJĄK - program przeznaczony do projektowania instalacji niskiego napięcia i do ich zabezpieczenia
· PCSCHEMATIC Automation - program do tworzenia projektów z zakresu automatyki, instalacji i układów elektrycznych z elementami hydrauliki i pneumatyki
· PROTON+ Szkice Elektryczne jest programem wspomagającym tworzenie schematów elektrycznych, którym możemy wykona plany, szkice bądź schematy wykonywanych lub mierzonych  instalacji elektrycznych.
· Eagle – program wspomagający pracę elektronika, służący do rysowania schematów ideowych oraz projektowania płytek.
· WinSchema – aplikacja dla elektroników, który umożliwia stworzyć schemat projektowanego układu.
· Tiny Cad - program dla elektroników pozwalający stworzyć schemat układu elektrycznego.

Programy przydatne przy doborze elementów instalacji:
· Konfigurator NZM i IZM – umożliwiający szybki i łatwy dobór wyłączników.
· DIL-PKZ selection - elektroniczny suwak doboru aparatów takich jak styczniki, wyłączniki silnikowe, przekaźniki przeciążeniowe dla układów rozruchu bezpośredniego i gwiazda-trójkąt silników elektrycznych.
· Drives Accessories Selection - elektroniczny suwak doboru aparatów w torze zasilania przemiennika oraz doboru akcesoriów do.
· Konfigurator P/T – program umożliwiający szybki dobór łączników krzywkowych


Szczególnym przedmiotem w technikum elektrycznym oraz technikum elektronicznym jest pracownia elektrotechniki i elektroniki. Zajęcia z tego przedmiotu są zajęciami praktyczno-teoretycznymi, podczas których uczniowie wykonują ćwiczenia pomiarowe sprawdzające poznane prawa elektrotechniki oraz projektują, montują i badają układy i urządzenia elektryczne i elektroniczne.
Podstawowe ćwiczenia realizowane są poprzez zestawienie układów pomiarowych, podczas którego uczniowie łączą poszczególne elementy i przyrządy pomiarowe, uruchamiają układ i dokonują pomiarów. Podczas tych ćwiczeń uczniowie opanowują bardzo ważne umiejętności montażu układów oraz techniki pomiarów.
Badanie złożonych układów i urządzeń, wymaga użycia specjalnie przygotowanych stanowisk pomiarowych z możliwościami symulacji różnych warunków pracy i uszkodzeń. Konieczność posiadania znacznej liczby takich stanowisk oraz pojawiające się w nich uszkodzenia znacznie utrudnia przeprowadzenie wszystkich badań. Dzięki zastosowaniu komputera z wyspecjalizowanym oprogramowaniem symulacyjnym działanie układów elektronicznych, możliwe jest szczegółowe i szybkie badanie pracy układu bez potrzeby jego budowania.
Przeprowadzenie eksperymentu pomiarowego z wykorzystaniem programu symulacyjnego nie tylko umożliwia szybkie przeprowadzenie badań w różnych warunkach pracy, przy doborach różnych parametrów poszczególnych elementów układu oraz symulowania różnych rodzajów uszkodzeń, ale też umożliwia analizę zachowania się układu w warunkach trudnych do osiągnięcia w pracowni.
Zastosowanie symulatorów nie może oczywiście, wyeliminować fizycznie wykonywanych pomiarów, gdyż każdy symulator jest pewną idealizacją pracy układu a nawet najlepszy zastosowany w nim interfejs graficzny nie oddaje warunków fizycznego użycia przyrządów pomiarowych.
Powszechnie uznawanym standardem w zakresie symulacji układów elektronicznych jest program SPICE. Program ten wzbogacany o nowe możliwości i własny interfejs graniczny rozpowszechniany jest w wielu odmianach przez licznych producentów.
PSpice – jedna z najbardziej znanych wersji symulatora Spice. Program posiada możliwość symulacji pracy układów analogowych jak i cyfrowych. Z wykorzystaniem programu sporządzimy schemat układu z określeniem rodzaju i wartości zastosowanych elementów a rozbudowane biblioteki elementów znacznie ułatwią ten proces. Możliwość wykonania analizy stałoprądowej, zmiennoprądowej, czasowej, częstotliwościowej czy temperaturowej, umożliwia dogłębną symulację zaprojektowanego układu. Program posiada także rozbudowany moduł umożliwiający przedstawienie wyników przeprowadzonej symulacji oraz ich analizę
Electronics Workbench – rozbudowany, ale przystępny w obsłudze program symulacyjny, który cechuje przystępny dla ucznia interfejs graficzny przypominający rzeczywiste stanowisko pomiarowe. W interfejsie graficznym programu zastosowano swego rodzaju wirtualne przyrządy pomiarowe, zasilające i sygnałowe.

Komputer i specjalistyczne oprogramowanie to także niezbędne narzędzia podczas uruchamiania i konfigurowania niektórych urządzeń i układów elektrycznych i elektronicznych. Przykładem takich urządzeń są przede wszystkim urządzenia mikroprocesorowe badane podczas zajęć w pracowni układów mikroprocesorowych, których uruchomienie wymaga specjalistycznego środowiska uruchomieniowego dostosowanego do rodzaju badanych układów.
W pracowni automatyki przykładami takich urządzeń są sterowniki programowalne i przemienniki częstotliwości, które wymagają użycia specjalistycznego oprogramowania w celu skonfigurowania ich pracy.
Współpracę z komputerem umożliwiają także liczne przyrządy pomiarowe używane w pracowni. Zastosowanie oprogramowania współpracującego z multimetrami, oscyloskopami czy miernikami parametrów instalacji umożliwia bezpośrednie przesyłanie wyników do komputera, co znacznie zwiększa szybkość pomiarów a rozbudowane funkcje tych programów ułatwiają sporządzanie dokumentacji i protokołów pomiaru.


W intensywnie rozwijającej się technologii budowy urządzeń elektrycznych i elektronicznych, komputer i specjalistyczne oprogramowanie jest niezbędnym narzędziem, wspomagającym pracę elektryka i elektronika, dlatego jego zastosowanie w procesie edukacyjnym technika elektryka i elektronika, jest nie tylko narzędziem usprawniającym pracę nauczyciela, które umożliwia zwiększenie zaangażowania się młodzieży w proces edukacyjny, ale narzędziem, które współczesny uczeń powinien umieć zastosować w swojej pracy.


Literatura:
W opracowaniu skorzystano z informacji zawartych na stronach producentów i autorów oprogramowania:
http://www.pcschematic.com.pl/
https://sites.google.com
http://www.dekoder.dzyszla.aplus.pl/
http://www.cadsoftusa.com/
http:tinycad.sourceforge.net
http://www.softronix.com/
http://www.designwareinc.com/edison.htm
http://proton.ise.pl/
http://www.cadsoft.de
http://www.ige-xao.com/pl/pl
http://www.moeller.pl
http://www.cadence.com/
http://sine.ni.com/
http://www.lucid-enterprises.com
Wyświetleń: 628


Uwaga! Wszystkie materiały opublikowane na stronach Profesor.pl są chronione prawem autorskim, publikowanie bez pisemnej zgody firmy Edgard zabronione.