Disponibilizando componentes e evitando circuitos perigosos

Como criar um laboratório para ensino de eletrônica com acesso

remoto Part 3

Esboço

Disponibilizando componentes físicos para experimentos remotos

Assegurando que apenas circuitos inofensivos possam ser ativados

Experimentos avançados Sumário

Manipulação de componentes e verificação do circuito

Em um Laboratório local o instrutor disponibiliza para cada bancada de trabalho um conjunto de componentes para serem utilizados durante a sessão de laboratório

Durante a sessão de laboratório é permitido aos estudantes ativarem a fonte de tensão apenas após o instrutor verificar que os circuitos montados são inofensivos.

Manipulação de componentes e verificação do circuito no laboratório

O instrutor do laboratório instala o conjunto de componentes na matriz de comutação para a sessão de laboratório.

O estudante pode somente utilizar o conjunto pertencente à sessão à qual está registrado.

Antes de um circuito ser ativado, este é verificado por um “instrutor virtual” que utiliza regras escritas pelo professor.

Componentes utilizados nos exercícios de laboratório são instalados na matriz

Componentes para os

estudantes

Preparação do Laboratório em três passos

O instrutor instala na matriz os componentes listados no manual de instruções do laboratório necessários para àquele exercício.

Os professores criam regras para o instrutor virtual para cada experimento de laboratório.

Cabe também aos professores o cuidado para que o conjunto correto de componentes seja mostrado na caixa de componentes localizada acima da matriz de contados (protoboard) virtual.

O circuito é montado na matriz de comutação obedecendo-se as conexões feitas na protoboard virtual

XML, TCP/IP, porta 2324

Computador do Cliente

Servidor de Equipamentos

Protoboard Virtual Matrix de Comutação

O procedimento para se criar um circuito na matriz imita como o estudante conecta um circuito em uma protoboard real

Matriz de Contatos (protoboard)

Possível nó de um circuito

Placa para componentes da matriz

23-04-11 ICBL 20089

Grupo de 6 pinos interconectados para

formarem um possível nó

Conector de nós

Soquete de 20 pinos para componentes com mais de

dois pinos

Um componente com apenas dois pinos

Relés de dois polos

Relés de um único polo

Parte do lay out da placa de componentes

Os nós são denominados A – I e 0

Os outros condutores nos nós são denominados X1 – X6 e COM. Eles são usados para conexão com a fonte e para futura expansão da matriz

Número do relé

Documentação da configuração da matriz (Component List)

Todos os compenentes instalados na matriz são salvos em uma lista chamada Lista de Componentes (component.list)

As fontes também são salvas na lista Conjuntos de componentes para várias sessões de

laboratório podem estar online se a matriz possuir mais de uma placa de componentes

O driver da matriz, Circuit Builder, utiliza a lista de componentes para associar os nós de um componente com o número de um relé

Uma parte da Lista de Componentes

*This is comment Números dos pinos

* Kort 4 1 2 3 4 5 6 7 8OP_4_10:4_11:4_13  NC B D G NC C F NC   uA741R_4_9        A B1.6kR_4_8        B C 1.6k

O texto em vermelho não faz parte da lista. Ele mostra apenas a orden dos pinos para componentes com mais de dois pinos. NC significa não conectado.

Número da placaEsses três componentes são instalados na placa 4

Conexões possíveis para o mutímetro digital e osciloscópio

A placa do multímetro digital possui duas entradas, uma para medir-se tensão e resistência e uma para medida de corrente. Cada uma dessas entradas pode ser conectada a qualquer um dos nós A – I ou 0 para realizar-se medições diferenciais.

O terminal terra de ambos os canais do osciloscópio são conectados ao nó 0. Os outros terminais podem ser conectados a qualquer um dos nós A – I ou 0.

Conexão do multímetro digital, osciloscópio e fontes de tensão

Placa da Fonte

Placa do oscl.

Placa do Multímetro

Conexão das diversas fontes

O gerador de função pode ser conectado ao nó A. O terminal de referência é permanentemente conectado ao nó 0

A fonte de tensão diferencial pode conectar-se à X2, X3. O terminal comum é permanentemente conectado ao COM

A fonte de tensão nao diferencial pode conectar-se a X1 e seu outro terminal é permanentemente conectado ao nó 0.

O número da placa da fonte é sempre 24

As conexões da fonte são listadas na lista de componentes

Uma parte da lista de componentes:

* Fonte de tensao

* Placa 24 é a placa da fonteVDC+25V_24_4:4_5 FVDC+25V_24_4:4_3    DVDC-25V_24_5:4_4    GVDC+6V_24_3:4_7        AVDCCOM_24_2        0

* Gerador de Funcao

VFGENA_24_1 A

A0BCOMCX1DX2EX3FX4G

Circuito criado se todos os componentes instalados forem conectados

Preparativos do Professor

Todos os componentes necessários para uma sessão de laboratório devem estar online

Deve ser possível conectá-los de modo que os circuitos dos exercícios de laboratório possam ser montados.

Deve-se também possibilitar a realização de erros não nocivos ao equipamento.

Maneiras para se evitar circuitos perigosos

É possível limitar a máxima tensão ou corrente permitida para a saída das fontes.

Os níveis de impedância das malhas possíveis de serem criadas podem ser controladas.

O professor especifica as regras em Max Lists que mostram todas as

conexões permitidas

Por exemplo, omite-se a última linha se não for permitido ao estudante curto-circuitar a saída do AMP OP.

VFGENA_1     A 0 max:5VDC+25V_1    F    vmax:15 imax:0.5VDC-25V_2    G    vmax:-15 imax:0.5VDCCOM_1    0OP_1    nc1 B D G nc5 C F nc8 uA741R_R1            A B 1kR_R2            A B 1.6kR_R3            A B 10kR_R4            B C 1kR_R5            B C 1.6kR_R6            B C 10kR_R7            0 B 1kR_R8            0 B 10kJUMPERLEAD_S1 A BJUMPERLEAD_S2 A DJUMPERLEAD_S3 B CJUMPERLEAD_S4 0 DJUMPERLEAD_S5 0 C

Uma regra especial para medidas de corrente com o multímetro digital

O multímetro digital quando medindo corrente está em modo de baixa impedância e deve apenas substituir um jumper

Se você quiser medir, por exemplo, a corrente de curto

circuito do amp. op. Este jumper deve ser instalado

Uso Avançado

A bancada de trabalho pode ser utilizada para se fazer medições em uma PCB ou outro circuito pré-montado com até 10 pontos de teste.

É possível também incluir componentes da caixa de componentes e usar as fontes de tensão

Os preparativos realizados pelo professor são os mesmos. Entretanto, o circuito fixo deve ser definido como um novo componente.

Exemplo de um circuito pré-montado definido como um CI de 16 pinos

Conectando um circuito externo na matriz de comutação

Incluindo o circuito na Lista de Componentes

OP_2_8:2_9:2_10 nc1 A nc3 nc4 G nc6 nc7 nc8 nc9 C nc11 nc12 F D B nc16 int1

R_1_2 B C 1.6k

R_2_2 B C 10k

R_1_9 B C 1k

R_2_11 B C 120k

R_1_1 B C 4.02k

Criando uma Max List

VFGENA_1 A max:5

VDC+25V_1 F vmax:15 imax:0.5

VDC-25V_2 G vmax:-15 imax:0.5

VDCCOM_1 0

OP_2_8:2_9:2_10 nc1 A nc3 nc4 G nc6 nc7 nc8 nc9 C nc11 nc12 F D B nc16 int1

R_R1 B C 1.6k

R_R2 B C 10k

R_R3 B C 1k

R_R4 B C 120k

R_R5 B C 4.02k

Mostrando o circuito e os componentes extras na caixa de componentes

Sumário da Terceira Parte

Sumário do Tutorial

O laboratório VISIR é um aperfeiçoamento de um laboratório local

O software desenvolvido em aproximadamente 20 homens-ano de trabalho está publicado e você está convidado a juntar-se ao grupo VISIR e contribuir com o projeto

O objetivo é formar engenheiros com uma sólida e bem documentada experiência em laboratório sem que isso aumente o custo por estudante para as universidades