«Мини-лаборатория» для каждого студента.
Компактные многофункциональные станции «Профи»

№ 6’2019
PDF версия
В статье рассматривается современное оборудование одного из ведущих российских производителей учебной техники — научно-производственного предприятия «Учебная техника-Профи», предназначенное для обучения студентов электротехнических специальностей вузов и техникумов. Приводится описание самих лабораторных стендов, их функциональных возможностей и примеры готовых лабораторий.

Современные тенденции развития образовательной системы все активнее стимулируют формирование у воспитанников учебных заведений более высокого уровня профессиональной подготовки и приобретение широкого спектра профессиональных компетенций. Одним из наиболее важных факторов в формировании учебного процесса выступает развитие высокотехнологичной образовательной среды.

Важную роль в данном процессе играет качественное высокотехнологичное учебное оборудование, способное развивать у студентов инженерное мышление и давать знания о современных достижениях науки и техники, подготавливая их к самостоятельному развитию в профессиональном направлении.

Компания ООО НПП «Учтех-Профи» (г. Челябинск), более 20 лет выступая одним из ведущих производителей учебной техники [1, 2], внимательно следит за развитием современных технологий и представляет на рынок новые предложения в области учебного оборудования, отвечающие современным требованиям к качественному процессу обучения.

Одной из последних разработок компании являются универсальные учебные станции «ПРОФИ-А» и «ПРОФИ-Ц» (рис. 1), позволяющие обеспечить изучение различных электротехнических дисциплин с помощью соответствующих комплектов функциональных модулей (КФМ).

Внешний вид комплекта учебного оборудования на базе станций «Профи-А» и «Профи-Ц»

Рис. 1. Внешний вид комплекта учебного оборудования на базе станций «Профи-А» и «Профи-Ц»

Корпус и лицевая панель станций выполнены из металла в варианте «моноблок». На лицевой панели каждой станции есть платформа для установки функциональных модулей. На остальной части лицевых панелей можно выделить несколько функциональных полей: электропитания, задания сигналов различной формы и величины, измерительных приборов, индикаторов и др. Для подключения станции к сети электропитания требуется кабель стандартного типа. Станции имеют небольшие габариты (400×248×125 мм) и небольшой вес (не более 5 кг), что позволяет устанавливать их практически на любой рабочей поверхности. Потребляемая мощность каждой станции не более 50 В·А. Максимальные выходные напряжения и токи не превышают пороговых для человека значений, а сами станции оснащены защитными функциями, направленными на безопасность пользователя и долговечность оборудования.

Платформа для установки функциональных модулей включает специальные направляющие и разъем, с помощью которого на модули подается напряжение питания или различные управляющие воздействия. Продуманная система направляющих обеспечивает легкую установку и надежную фиксацию модуля в станции (рис. 2), а специальная обработка защищает направляющие от износа, обеспечивая долгий срок службы.

Установка функционального модуля в станцию

Рис. 2. Установка функционального модуля в станцию

 

Универсальная аналоговая станция «ПРОФИ-А»

Универсальная аналоговая станция «ПРОФИ-А» (рис. 3) ориентирована на работу с аналоговой элементной базой и позволяет изучать линейные электрические цепи, нелинейные электрические цепи, трехфазные электрические цепи, трансформаторы, полупроводниковые приборы, аналоговые электронные устройства, выпрямительные устройства, основы цифровой техники и другие разделы электротехнических дисциплин.

Лицевая панель станции «ПРОФИ-А»

Рис. 3. Лицевая панель станции «ПРОФИ-А»

Для выполнения лабораторных и практических работ пользователю доступны следующие устройства:

  1. Функциональный генератор, обеспечивающий получение регулируемого переменного напряжения синусоидальной или прямо­угольной формы в диапазоне 0–10 В, с регулируемой частотой в пределах 10 Гц — 100 кГц. Максимальный ток нагрузки генератора 0,3 А.
  2. Источники питания для получения и подачи на исследуемую электрическую цепь с помощью соединительных проводов постоянных напряжений: –15 В; +5 В; +15 В, а также регулируемого постоянного напряжения в диапазоне 0–12 В.
  3. Среди источников переменного напряжения пользователю доступны канал однофазного переменного напряжения 12 В (действующее значение) и источник трехфазного напряжения 3×9 В (действующее значение).
  4. Максимальный ток нагрузки источников 0,1 А. Источники имеют светодиодную индикацию нормального режима работы и защиты от перегрузок и коротких замыканий.
  5. Измерительное поле, предназначенное для регистрации сигналов в электрических цепях постоянного и переменного тока. Поле оснащено восемью измерительными каналами — двумя каналами напряжения и шестью каналами тока. Измеренные величины индицируются на жидкокристаллическом дисплее в форме действующих значений. Поле позволяет измерять ток в диапазоне 10 мкА — 100 мА и напряжение 0,1–30 В.
  6. Переменный резистор (потенциометр) свободного назначения. Элемент может быть использован для нужд пользователя, например в качестве регулятора уровня напряжения или как подстроечный элемент электронных схем.
  7. Пассивные компоненты для добавления и изменения значений активных и реактивных составляющих в цепях при проведении лабораторных экспериментов.

Для сборки схем все устройства оснащены гнездами с внутренним диаметром 2 мм, а сама станция комплектуется соединительными проводами с внешним диаметром 2 мм.

 

Универсальная цифровая станция «ПРОФИ-Ц»

Универсальная цифровая станция «ПРОФИ-Ц» (рис. 4) разработана для изучения цифровой элементной базы и устройств цифровой техники. Станция позволяет проводить лабораторно-практические занятия по основам цифровой электроники, цифро-аналоговым преобразователям, программированию микроконтроллеров, основам автоматики и другим разделам образовательных дисциплин.

Универсальная цифровая станция «ПРОФИ-Ц»

Рис. 4. Универсальная цифровая станция «ПРОФИ-Ц»

Универсальная цифровая станция «ПРОФИ-Ц» оснащена следующими устройствами ввода/вывода информации:

  1. Десять источников для дискретного задания сигнала — две кнопки для формирования коротких сигналов управления и восемь тумблеров для формирования длительных сигналов.
  2. Источник регулируемого постоянного напряжения в диапазоне 0–5 В для подачи аналоговых сигналов на функциональные модули.
  3. Генератор импульсов прямоугольного периодического сигнала скважностью 50% предназначен для получения измерительных сигналов различной частоты. Установка генерируемой частоты выполняется с помощью регулятора, выбранная частота индицируется светодиодом. Выход генератора защищен от непреднамеренного короткого замыкания. Поддиапазоны частот генератора: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 Гц.
  4. Устройства индикации: 12 светодиодов, два семисегментных светодиодных индикатора и светодиодная матрица, состоящая из семи строк и пяти столбцов. Контакты всех устройств подключены к гнездам на лицевой панели станции.
  5. Пассивный RC-фильтр низких частот с постоянной времени 10 мс. Вход и выход подключены к соответствующим гнездам, вынесенным на лицевую панель моноблока.
  6. Измеритель напряжения, предназначенный для измерения напряжений постоянного тока в диапазоне 0–30 В, количество десятичных разрядов — 3,5. Индикатор имеет измерительные входы, соответствующие клеммы которых выведены на лицевую панель моноблока. В индикаторе предусмотрена гальваническая развязка от электрической сети и источника вторичного электропитания стенда.

 

Комплекты функциональных модулей (КФМ)

Для работы со станциями необходимо использовать комплекты функциональных модулей (КФМ) соответствующих разделов. Функциональный модуль (рис. 5) представляет собой печатную плату высокой степени обработки и может содержать исследуемые компоненты (резистор, конденсатор, транзистор, микропроцессор и т. п.), электрическую цепь или готовые промышленные устройства, объединенные мнемосхемой с гнездами для подключения источников питания, измерительных приборов, устройств коммутации и визуализации и т. д. Один комплект представляет собой набор из двух и более плат и может содержать один и более изучаемых разделов.

Примеры функциональных модулей из комплекта «Электрические цепи и основы электроники»

Рис. 5. Примеры функциональных модулей из комплекта «Электрические цепи и основы электроники»

В каждом комплекте имеются методические указания по проведению лабораторных работ. На сегодня для универсальных учебных станций «ПРОФИ» разработано более 30 комплектов функциональных модулей, отвечающих современным учебным программам, среди которых массово выпускаются КФМ по следующим разделам:

  • электрические цепи (КФМ-ЭЦ);
  • теоретические основы электротехники (КФМ-ТОЭ);
  • электрические и магнитные поля (КФМ-ЭиМП);
  • основы электроники (КФМ-ОЭ);
  • основы схемотехники (КФМ-ОС);
  • основы цифровой техники (КФМ-ОЦТ);
  • теория автоматического управления (КФМ-ТАУ);
  • двигатели (КФМ-ЭМ);
  • микропроцессорная техника (КФМ-МПТ);
  • основы автоматики (КФМ-ОА).

Каждый комплект функциональных модулей поставляется в специализированной подставке для удобного хранения и транспортировки (рис. 6). Подставка выполнена из металла и окрашена порошковой краской.

Состав комплекта функциональных модулей «Электрические цепи и основы электроники»

Рис. 6. Состав комплекта функциональных модулей «Электрические цепи и основы электроники»

Доступна возможность разработки комплектов функциональных модулей под индивидуальные требования заказчика.

 

Учебные комплексы и лаборатории на базе универсальных станций «ПРОФИ»

Лабораторные стенды на базе универсальных станций «ПРОФИ» имеют ряд достоинств, среди которых следует отметить:

  • Мобильность. Станции обладают малыми габаритами и весом, а значит, их легко хранить и транспортировать.
  • Низкая стоимость. Цены на комплекты учебного оборудования на базе станций «ПРОФИ» значительно ниже, чем их полномасштабные аналоги.
  • Функциональность. Достаточно один раз приобрести универсальную станцию, а затем для расширения изучаемых курсов понадобится приобретать только комплекты функциональных модулей.
  • Индивидуальность обучения. Благодаря малым габаритам и низкой стоимости появляется возможность обустроить рабочие места для каждого студента в отдельности, что способствует лучшему усвоению материала.
  • Низкое энергопотребление. Даже 100 работающих одновременно станций не перегрузят сеть электроснабжения в лабораториях.

На этапе закупки есть возможность интегрировать в лабораторный стенд дополнительные функции, такие как системы автоматического управления и измерения, дополнительные лабораторные приборы — мультиметры, осциллографы, генераторы сигналов, источники питания и т. д.

На рис. 7 показана лаборатория, оснащенная комплектами типового учебного оборудования «Информационная электроника» на базе станции «ПРОФИ-А», исполнение стендовое компьютерное с осциллографом, модель ИЭ3-СКЦ. В стенды интегрирован современный программно-аппаратный измерительный комплекс. Комплект оснащен фирменным программным обеспечением Delta-Profi и обладает возможностью проводить автоматизированные эксперименты в режиме реального времени.

Лаборатория электроники высшего учебного заведения в г. Балашиха

Рис. 7. Лаборатория электроники высшего учебного заведения в г. Балашиха

Заказать разработку или сформировать нужный комплект учебного оборудования для приобретения легко. Для начала достаточно сообщить производителю о своих пожеланиях по электронной почте.

Разработки проходят в три этапа:

  1. На первом этапе специалисты компании готовят проект технического задания и согласовывают его с заказчиком.
  2. На втором этапе заключается договор, где точно указываются все ключевые даты, суммы, а также предоставляется согласованное техническое задание.
  3. На третьем этапе запускается производство. Вся продукция проходит тщательное тестирование, разрабатываются методические указания, после чего готовый комплект учебного оборудования доставляется заказчику в соответствии с оговоренными сроками.

Компания ООО НПП «Учтех-Профи» гарантирует высокое качество продукции, соответствие всем современным образовательным стандартам и требованиям к учебной технике.

Более подробно с комплектами учебного оборудования на основе универсальной аналоговой станции «ПРОФИ-А» и «ПРОФИ-Ц» можно ознакомиться на сайте [3]. Также на сайте реализована удобная форма для связи с производителем.

Литература
  1. Нестеров А. С., Куликов С. Е., Хусаинов И. М. Лабораторный комплекс для изучения современных технических средств автоматизации электропривода // Силовая электроника. 2012. № 6.
  2. Андреев А. Н., Гребеньков А. С., Машакаев Р. Р., Хусаинов Р. З. Современные протоколы передачи данных в микропроцессорных комплексах релейной защиты и автоматики цифровых подстанций // Силовая электроника. 2014. № 6.
  3. labsys.ru/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.