đào tạo, giảng dạy
Trên cơ sở mạng máy tính và các thiết bị ảo chuyên dụng, mô hình một phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch có dạng nh− hình 4.8. Phòng thí nghiệm Đo l−ờng - Lý thuyết mạch nằm trong một không gian 3D, trong đó có các đối t−ợng là các thiết bị ảo và các panel thí nghiệm giúp sinh viên có cái nhìn tổng thể về kiến trúc một phòng thí nghiệm Đo l−ờng – Mạch điện tử với các trang thiết bị hiện đại. Ng−ời sử dụng có thể thao tác chuột hoặc bàn phím, di chuyển trong không gian ảo này để lựa chọn các thiết bị, panel
Phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng-Lý thuyết mạch Tạo không gian 3D Công cụ kết nối các bài thí nghiệm trên 3D Phần 3D Th− viện các đối t−ợng 3D Th− viện các thiết bị ảo đo l−ờng và hiển thị Th− viện các thiết bị ảo tạo tín hiệu Phần 2D Th− viện các mạch và Panel thí nghiệm Các công cụ đồng bộ và quản lý mạng
Phần kết nối bài thí nghiệm tr−ớc khi thực hành thí
nghiệm
Phần thao tác thực hành thí nghiệm và đánh giá kết quả thí
nghiệm
Hình 4.8: Mô hình phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng – Lý thuyết mạch thí nghiệm và kết nối chúng thành một bài thí nghiệm cụ thể. Trong quá trình thao tác kết nối thí nghiệm, mọi thao tác sai đều đ−ợc ghi lại và thông báo cho ng−ời sử dụng biết. Khi tiến hành thí nghiệm ta thao tác trên mặt máy các thiết bị ảo và trên panel thí nghiệm t−ơng ứng để nhận đ−ợc kết quả đúng nh− thực hiện trên các thiết bị đo l−ờng và hiển thị trong phòng thí nghiệm.
Từ mô hình 4.8 ta thấy có thể xây dựng một phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch thành hai phần là phần 3D và phần 2D.
Phần 2D là phần thao tác thực hành thí nghiệm và đánh giá kết quả thí nghiệm. Về cơ bản phần này đã đảm bảo mô phỏng đầy đủ các chức năng,
hoạt động cũng nh− các thao tác thực hành trên một phòng thí nghiệm Đo l−ờng - Lý thuyết mạch. Chúng đ−ợc xây dựng dựa trên th− viện thiết bị ảo chuyên dụng (bao gồm th− viện các thiết bị phát tín hiệu, th− viện các thiết bị đo l−ờng, hiển thị), th− viện các mạch, panel thí nghiệm và các công cụ đồng bộ, quản lý mạng .
Để phòng thí nghiệm ảo tăng thêm tính trực quan, sinh động có thể xây dựng cho mô hình thêm phần 3D. Phần này bao gồm các đối t−ợng 3D và không gian 3D mô phỏng phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch và các thao tác kết nối thiết bị và bài thí nghiệm tr−ớc khi thực hành thí nghiệm. Phần này có thể đ−ợc xây dựng độc lập với phần 2D dựa trên các công cụ và ngôn ngữ lập trình hỗ trợ việc mô phỏng trong không gian 3D.
Nội dung đồ án là một nhánh của đề tài cấp nhà n−ớc KC 01 - 07, trong đó nhóm nghiên cứu đã xây dựng đ−ợc phần 2D, đảm bảo cho qúa trình thao tác thực hành thí nghiệm trên phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch. Trong thời gian tới, nhóm sẽ hoàn thiện phần 2D và tiếp tục xây dựng phần 3D để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh về phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch.
kết luận ch−ơng 4
Dựa trên kết quả nghiên cứu và xây dựng các th− viện thiết bị ảo chuyên dụng và panel thí nghiệm Lý thuyết mạch - kết quả của ch−ơng hai và ch−ơng ba, trong ch−ơng này em đã xây dựng đ−ợc các bài thí nghiệm ảo về Lý thuyết mạch, từ đó đ−a ra mô hình và tổ chức xây dựng phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch trên cơ sở mạng máy tính và các thiết bị ảo chuyên dụng. Có thể sử dụng phòng thí nghiệm ảo này trong công tác đào tạo và giảng dạy môn học Lý thuyết mạch điện tử trong các tr−ờng Đại học và Cao đẳng Kỹ thuật.
Kết luận chung
Trong quá trình làm đồ án, với sự nỗ lực của bản thân và đ−ợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo PGS TSKH Nguyễn Công Định, đồ án luôn đảm bảo đúng tiến độ và đạt đ−ợc mục tiêu đặt ra ban đầu là: Nghiên cứu xây dựng phòng thí nghiệm ảo Lý thuyết mạch trên cơ sở mạng máy tính và các thiết bị ảo chuyên dụng.
Đồ án đã đạt đ−ợc các nội dung cụ thể nh− sau:
- Trình bày các kỹ thuật lập trình cơ bản và nâng cao trên ngôn ngữ LabVIEW làm cơ sở cho việc xây dựng phòng thí nghiệm ảo Lý thuyết mạch và các bài toán kỹ thuật khác.
- Xây dựng đ−ợc một th− viện thiết bị ảo chuyên dụng phục vụ cho mục đích tổ chức phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch. - Xây dựng đ−ợc các bài thí nghiệm của môn học Lý thuyết mạch trên
môi tr−ờng EWB dùng trong phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch.
- Tổ chức đ−ợc một phòng thí nghiệm ảo trên cơ sở mạng máy tính và các thiết bị ảo chuyên dụng phục vụ cho việc giảng dạy môn học Lý thuyết mạch điện tử.
Với các kết quả đã đạt đ−ợc, đồ án có một ý nghĩa cao về mặt thực tiễn, tạo tiền đề cho việc xây dựng các phòng thí nghiệm ảo phục vụ đào tạo, giảng dạy trong các tr−ờng Đại học và Cao đẳng Kỹ thuật.
Do vấn đề còn mới mẻ và bản thân còn có những hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận đ−ợc sự thông cảm và các ý kiến đóng góp để đồ án của mình đ−ợc hoàn thiện hơn.
Tμi liệu tham khảo
1. Ph−ơng Xuân Nhàn, Hồ Anh Tuý (1997), Lý thuyết mạch tập I,
II, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.
2. Đỗ Huy Giác (1998), Lý thuyết mạch - Tín hiệu, NXB Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
3. Phạm Minh Hà (1999), Kỹ thuật mạch điện tử, NXB Đại học Bách khoa, Hà Nội.
4. Bùi Văn Sáng (1999), Đo l−ờng Vô tuyến điện, HVKTQS, Hà
Nội. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. Bùi Văn Sáng, Mai Quốc Khánh (1999), H−ớng dẫn thí nghiệm thực hành Đo l−ờng điện Vô tuyến điện, HVKTQS, Hà Nội.
6. D−ơng Tử C−ờng (2000), Lý thuyết mạch điện tử và tự động thiết
kế mạch bằng máy tính, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.
7. Đặng Văn Đức, Lập trình Visual C, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.
8. Nguyễn Tiến, Đặng Xuân H−ờng, Nguyễn Văn Hoài (1999),
Giáo trình căn bản về mạng, NXB Giáo dục, Hà Nội.
9. Gary W.Johnson (1994), LabVIEW Graphical Programming, McGraw-Hill, Inc.
10.Nationnal Instruments Corporation (1998), LabVIEW User
Manual.
11.Interactive Technologies Ltd (1999), Electronics Workbench
Phụ lục
Các bài thí nghiệm mô hình hoá sử dụng trong phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch:
Bài 1: Khảo sát đặc tuyến biên độ tần số và pha tần số của mạch lọc dải
thông.
Bài 2: Khảo sát đặc tuyến biên độ tần số và pha tần số của mạch đảo
Bài 3: Khảo sát điện áp ra mạch chỉnh l−u một nửa chu kỳ.
Bài 4: Khảo sát điện áp ra mạch ổn áp.
Bài 6: Khảo sát đặc tuyến biên độ tần số và pha tần số của mạch khuếch
đại âm tần - IC.
Bài 7: Khảo sát đặc tuyến biên độ tần số và pha tần số của mạch khuếch
Giao diện mặt máy của một số thiết bị ảo chuyên dụng sử dụng trong phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch.
Máy phát tín hiệu chuẩn ảo LS27A:
Máy hiện sóng ảo LS1020:
Tần mét số ảo LDC823A:
Mục lục
Lời nói đầu ... 1
Ch−ơng 1: Kỹ thuật lập trình hỗ trợ tạo thiết bị ảo trên LabVIEW ... 3
1.1. Khái niệm về phần mềm đồ hoạ LabVIEW ...3
1.2. Kỹ thuật lập trình cơ bản trên LabVIEW ...3
1.2.1. Cấu trúc ch−ơng trình ...3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.2.2. Các công cụ hỗ trợ lập trình...6
1.2.3. Các b−ớc xây dựng ch−ơng trình trên LabVIEW ...8
1.2.4. Khái niệm và cách xây dựng một SubVI ...8
1.2.5. Gỡ rối ch−ơng trình...12
1.2.6. Ví dụ minh hoạ ...14
1.3. Lập trình nâng cao hỗ trợ tạo thiết bị ảo trên LabVIEW...16
1.3.1. Trao đổi thông tin và lập trình mạng bằng LabVIEW ...16
1.3.2. Thiết kế custom controls...19
Ch−ơng 2: Xây dựng các thiết bị ảo cho phòng thí nghiệm Đo l−ờng - Lý thuyết mạch ... 24
2.1. Xây dựng máy tạo tín hiệu chuẩn ảo ...27
2.1.1. Nguyên lý làm việc và các đặc tính kỹ thuật ...27
2.1.2. L−u đồ thuật toán xây dựng thiết bị ảo LS27A...28
2.1.3. Xây dựng giao diện mô phỏng mặt máy cho thiết bị ảo LS27A...32
2.2. Phân tích nguyên lý và xây dựng máy hiện sóng ảo LS1020 ...32
2.2.1. Nguyên lý hoạt động của máy hiện sóng ảo LS1020...33
2.2.2. L−u đồ thuật toán và ch−ơng trình mô phỏng thiết bị LS1020 ...35
2.2.3. Thiết kế giao diện cho máy hiện sóng ảo LS1020 ...38
2.3. Xây dựng tần mét số ảo LDC - 823A ...39
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của thiết bị...40
2.3.2. Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình mô phỏng thiết bị ...41
2.3.3. Xây dựng mặt máy cho thiết bị ảo ...43
Ch−ơng 3: Xây dựng các bài thí nghiệm mô hình hoá trên môi tr−ờng EWB 45 3.1. Phần mềm chuyên dụng phân tích mạch điện tử EWB...45
3.2. Kỹ thuật lập trình cơ bản và nâng cao trên EWB ...47
3.2.1. Các b−ớc xây dựng ch−ơng trình trên EWB ...47
3.2.2. Kết nối và trao đổi dữ liệu trên EWB...49
3.3. Xây dựng các bài thí nghiệm lý thuyết mạch trên công cụ EWB...50
Ch−ơng 4: Tổ chức phòng thí nghiệm ảo trên cơ sở mạng máy tính và các thiết bị ảo ... 53
4.1. Xây dựng các bài thí nghiệm ảo về Lý thuyết mạch dựa trên mạng máy tính và các thiết bị ảo ...53
4.2. Tổ chức phòng thí nghiệm ảo Đo l−ờng - Lý thuyết mạch phục vụ đào tạo, giảng dạy...58
Kết luận chung ... 61 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tài liệu tham khảo... 62