CC BY
32
сотовой связи и мобильных устройств, существенно расширит возможности дистанционного обучения, предоставит обучающимся удобный способ получения образовательных услуг без излишних временных и материальных затрат, наряду с общепринятыми дистанционными технологиями обучения (кейсовая, сетевая, телекоммуникационная). Имея в руках такое мощное средство обучения, студент может гибко планировать свой учебный процесс. В любом месте и в любое время студент может получить доступ к учебным материалам и возможность консультации преподавателей. Ни одна из известных дистанционных образовательных технологий (ДОТ) не сможет обеспечить такой уровень доступности учебных материалов: сетевая технология предполагает наличие компьютера и доступа к сети Интернет; кейсовая технология предполагает наличие компьютера (для электронных носителей) или средств просмотра видеоматериалов
или массу «бумажных» источников. Эти средства не всегда учащийся может иметь «под рукой» в отличие от мобильного устройства.
Подобную систему можно использовать не только в образовательном процессе ВУЗа, но и школы. Именно у молодежи мобильные устройства пользуются огромной популярностью.
Еще одной сферой применения разрабатываемой технологии мобильного обучения может стать система дополнительного образования. Реализация курсов повышения квалификации и переподготовки специалистов с использованием дистанционных технологий обучения, позволит проводить обучение без отрыва от производства и командировочных расходов.
Таким образом, разрабатываемая система может быть использована для реализации системы непрерывного образования.
Литература
1. www.distance-learning.ru
2. Герасименко О. ТЕМА МАЯ: мировые T&D-тенденции. Мобильное обучение: в любое время, в любом месте.
3. Масленикова О. Н. Педагогические возможности использования мобильной телефонии в обучении.
4. Маматов А. В., Немцев А. Н. Использование технологий сотовой связи и мобильных устройств в дистанционном обучении.
УДК 531.7
СТРУКТУРА 1НТЕЛЕКТУАЛЬНОГО
ВИМ1РЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ
-□ □-
У cmammi розглядаеться структура ттелектуального В. Ю . Л а р i н
вимiрювального пристрою, який може бути використаний кандидат техычних наук, доцент
для тдключення первинних вимiрювальних перетворювачiв Контактний тел.: 8 (050) 830-53-63
рiзних принцитв dii E-mail: [email protected]
1. Вступ
На сучасному етат розвитку вимiрювальноi i науково-аналггично1 техшки великого розповсюдження набули пристроi з цифровою обробкою сигналу. Проте первинна вимiрювальна шформащя, як i ратше в переважнш бшь-шост випадюв поступав вщ аналогових перетворювачiв. Ця шформащя мае потребу, як правило, в первиннш обробщ, характер я^ визначаеться довкола виршу-ваних задач. Обробка може мати вигляд як простого перетворення (наприклад, посилення, фшьтрацп), так i складшшого (детектування, штеграцп, логарифмiчного посилення). Якщо при ршенш певних задач необхщна деяка кшьюсть таких операцш, то доцшьно використання вимiрювального пристрою того, що мае штелектуальш функцп з можливштю комутацп вщповщних функщо-нальних блоюв. Введення до складу такого пристрою мiкропроцесорноi системи управлшня, за допомогою я^ можна виршувати задачi не тшьки власне управлшня комутащею, але також аналого-цифрового перетворення, шдикацп, сполучення системи з блоком цифровоi оброб-
ки сигналiв за допомогою штерфейсу, зворотного цифро-аналогового перетворення i т. д.
2. Постановка завдання
Розробити структурну i функцiональну схему ште-лектуального вимiрювального пристрою технолопчних параметрiв, що дозволяв використовувати рiзнi типи первинних вимiрювальних перетворювачiв i що мае в своему складi набiр стандартних вторинних перетворювальних блоюв. Подiбний пристрiй може бути також використано як стенд для перевiрки адекватносп функцiонування рiз-них моделей i структур вимiрювальних приладiв.
3. Аналiз первинних вимiрювальних перетворювачiв
Вiдомi вибухобезпечнi iндуктивнi перетворювачi серii ДВИ якi можуть експлуатуватися у вибухобезпечних се-редовищах i в примiщеннях пiдвищеноi вибухопожежноi
небезпеки. Перетворювачi розроблеш вiдповiдно до евро-пейського стандарту EN 19 234 («NAMUR») i можуть замiнювати вщповщт перетворювачi фiрм BALLUFF i TURCK. Робочi режими перетворювача TaKi, що BiH мае вид вибухозахисту — «ккробезпечний електричний ланцюг». Окремий перемикальний тдсилювач i ккроза-хисний бар'ер, необхщт для пщключення перетворювача ДВИ до системи управлшня, розташовуються за межами вибухонебезпечно! зони. Перетворювач ДВИ е вдуктив-ним двопровiдним перетворювачем постiйного струму iз змiнним вихщним опором, функцiонaльно подiбний змiнному резистору, що змшюе свiй опiр у мiру набли-ження об'екту дп з металу до чутливого елементу перетворювача [1]. Вихщний отр при цьому змiнюеться вiд 1 до 8 кОм, а величина струму через перетворювач — вщ 2,2 до 1,0 мА. При використанш у вибухонебез-печнiй зонi перетворювач тдключаеться до системи упрaвлiння через ккрозахисний бар'ер. Зaмiсть нього мо-же використовуватися бар'ер i перемикальний тдсилювач MC13-8Ex0-R/24VDC фiрми Turck або aнaлогiчний пристрiй фiрми MTL.
Перетворювач контролю швидкост серп ДКС при-значений в першу чергу для контролю зупинки або зниження швидкостi обертання (рухи) рiзних пристро1в, таких, як конвейери, транспортери, барабани. Може за-стосовуватися для виявлення aвaрiйного прослизання стрiчки на трaнспортерi [2]. ДКС е шдуктивним перетворювачем з схемою контролю частоти iмпульсiв дп i бiнaрним виходом. Контрольований об'ект, що обер-таеться, безпосередньо або за допомогою сполученого з ним металевого об'екту впливае на чутливий елемент перетворювача з частотою, пропорцшнш частой обертання. При нормальнш частой обертання на виходi перетворювача i на нaвaнтaженнi е напруга. Необхщне значення контрольовано! мшмально! частоти встановлюеться за допомогою потенщометра.
Перетворювaчi положення (iндуктивнi) з аналоговим виходом серп ДПА перетворюють значення вщсташ мiж активною поверхнею перетворювача i об'ектом дп у величину струмового сигналу на виходi [3]. Характеристики перетворювaчiв рiзних типорозмирiв приведенi на рис. 1.
ДПА застосовуеться як простiй i малошерцшний перетворювач регулятора положення в системах управлшня. Перетворювач може реагувати безпосередньо на металевий об'ект або на металевий прапорець, мехашчно пов'язаний з об'ектом. ДПА застосовуеться в системах ре-гулювання натягнення стрiчки, троса, дроту в кабельному виробництвi i т. п.
Оптичнi перетворювачi мiтки застосовуються в ав-томатичних установках парфюмерной харчово!, легко! промисловосп, а конкретнiше — в системах позищону-вання об'ектiв з кольоровою мiткою. Мiтка наноситься на об'ект для його орiентування або зупинки для подальшо! технологiчноi операцп. Об'ектами можуть бути паку-вальна плiвка, тюбики в парфюмерп, упаковка в харчовш промисловостi i т. п. Перетворювачi ДОМ працюють на розаяне вiддзеркалення вiд об'екту (тип D) у видимiй об-ластi спектру i можуть мати випромiнювання червоного, зеленого, блакитного кольору.
При виборi перетворювача мiтки потрiбно вказува-ти колiр випромiнювача, який слщ пiдбирати, виходячи з конкретного поеднання кольору мики i кольору фону мйки. Варiантiв колiрних поеднань може бути багато, але для пщбору кольору випромшювача перетворювача потрiбно знати наступнi закономiрностi. Перетворювач погано розрiзняе мiтку кольору свого випромшювача на бшому (свiтлому) фонi. Перетворювач надшно працюе в тому випадку, якщо колiр мiтки (на колiрному колi) дiаметрально протилежний кольору випромшювача, а фон мае колiр випромшювача. Зворотна комбшащя кольорiв мiтки i фону також забезпечуе надiйну роботу перетворювача. Бажаний рiзний ступiнь насичення ко-льором мiтки i фону. Для узгодження вихщного сигналу перетворювача з основною схемою використовуються нормуючi перетворювачi (НП). НП можуть мати рiзнi конструктивнi виконання: вiд аналогових схем на бшо-лярних транзисторах до цифрових схем з використанням мiкропроцесорноi техшки.
Використовуючи стандарти напруг, вживанi в електро-нiцi, вихiдна напруга НП дорiвнюватиме 0,75 В (ивыхНП = = 0,75 В). Не вдаючись в подробищ схемотехтки пред-ставимо НП у виглядi чорного ящика на входi якого
Рисунок 1. Характеристики nepeTBopoBa4iB ДПА рiзних типорозмiрiв
присутнш сигнал одержуваний вщ перетворювача, а на виходi сигнал пiсля перетворення НП. Для узгоджено-го режиму роботи НП i перетворювача необхщно щоб вихщний опiр перетворювача дорiвнював вхiдному опору НП (ЯвиХперете = ЯвХнп).
Структурна схема КАС для 4-х входiв i виходiв показана на рис. 3. Вш будуеться на базi двох мультиплек-сорiв (МАС) на МОН транзисторах, яю включенi по особливш схемi. Таке включення можливо зважаючи на симетричнiсть аналогових ключiв МАС.
4. Виклад основного MaTepiaiy
Структурна схема аналогово! частини системи зо-бражена на рис. 2. Вхщт сигнали (вимiрюванi вели-чини) впливають на перетворювачi Д1-Д4, якi можуть вiдрiзнятися, як принципом перетворення, так i самою природою вхiдноi дп. На вихщ кожного перетворювача тдключений пiдсилювач (СУ1-СУ4), що погоджуе, який е неперемикаемою ланкою вимiрювального лан-цюга i служить для перетворення вихщного сигналу i внутршнього опору перетворювача для коректно! роботи комутатора аналогових сигналiв (КАС) DA1. На-ступною ланкою вимiрювального ланцюга е операцш-ний тдсилювач (ОУ1-ОУ4), який можна перемикати за допомогою пари КАС DA1-DA2. Пiдсилювачi мають рiзний коефiцiент пiдсилення, вхщний i вихiдний опiр, коефiцiент шуму, динамiчний дiапазон.
Для пiдвищення вщношення сигнал/шум (ОСШ), а також для видшення корисного сигналу використову-ються фшьтри. Тип фiльтру може бути вибраний наступ-ною парою КАС DA2-DA3. Перемикання типу фiльтру дозволяе не тшьки пiдвищити ОСШ, але i змiряти напру-ги шуму або перешкоди.
Наступна пара КАС DA3-DA4 вводить у вимiрюваль-ний ланцюг нелшшну ланку. У якосп нелiнiйноi ланки можуть виступати: логарифмiчний перетворювач, що ви-користовуеться для перетворювання сигналiв з широким динамiчним дiапазоном; детектор, що дозволяе демоду-лювати сигнали; iнтегральний або диференцшний пере-творювачi, що дозволяють зменшити випадковi складовi похибкi або розглянути динамiчнi властивостi сигналiв.
Останньою перемикаемою ланкою е нормуючий тдсилювач, який перетворюе сигнал до дiапазону АЦП. Оскшьки досить застосування АЦП одного вигляду, то в якосп DA5 замiсть КАС використовуеться мультиплексор аналогових сигналiв МАС.
Рисунок 2. Структурна схема аналоговой' частини системи
Рисунок 3. Структурна схема комутатора аналогових сигналiв (КАС) на базi двох мультиплексорiв (МАС)
Таким чином, КАС мае 4 аналогових входу А0-А3 i 4 виходи В0-В3, а також двi пари цифрових входiв (а0, а1 i b0, b1), якi служать для завдання кодiв комутуемих входу i виходу. Розподiлення аналогових виводiв на входи i виходи умовне, оскшьки КАС е симетричним. Цю властивкть було використано в схемi рис. 2, де ниж-нш ряд мiкросхем мае зворотне включення.
Наявшсть чотирьох управляючих входiв КАС не ви-магае вiд мжропроцесорно! системи управлiння такого ж числа розрядiв портiв вводу-виводу для кожно! мь кросхеми, оскiльки всi КАС (о^м першого) працюють в парi з сусiднiми (рис. 2). Наприклад, сигнали с20 i с21 використовуються для управлшня DA1 i DA2. Необхщно вiдзначити, що сигнали с30 i с31 для DA2 i DA3 поданi на рiзнi виводи, оскшьки аналоговi виводи були також сполучеш не на пряму (В0-В3, В1-В2). Таким чином, для управлшня 4 микросхемами КАС i одним МАС було потрiбно всього 10 розрядiв портiв мь кропроцесора.
Цифрова частина штелектуально-го вимiрювача передбачае мжропро-цесорне управлiння процесом вимь рювання за допомогою МПУ MCS51. За допомогою 6-кнопково! клавiатури проводитися тдключення вихiдноi характеристики перетворювач i вибiр вторинно! перетворювально! ланки, а також вщображення результату, яке проводитися на рiдкокристалiчний дисплей PC 1602-E, що дозволяе вь дображати буквену i цифрову шфор-мацiю, яка вщображае назву вибрано! перетворювально! ланки i результат вимiрювання. У цифровш частинi пристрою передбачено використання 10-розрядного АЦП послiдовного на-ближення. Зв'язок МПУ з ПЕВМ пе-редбачений через ланцюжок погоджу-
ючих елеменпв i спецiалiзований контролер шини USB типу PDIUSBD12, що дозволить передавати вимiрюваль-ну iнформацiю, при шдключенш пристрою до ПК.
4iB, з метою пiдключення вимiрювальних перетворювачiв рiзних принципiв Д11.
5. Висновки
Використання iнтелектуального вимiрювача техно-лопчних параметрiв, структурна i функцiональна схема якого пропонуеться в данiй статп дозволить скоротити кiлькiсть вимiрювальних засобiв за рахунок iнтеграцii в одному пристроi ряду стандартних вторинних перетво-рювальних ланок i унiфiкацii нормуючих перетворюва-
Лiтература
1. Чесноков А. Е. Элементы устройства электрических приборов для измерения неэлектрических величин. — М.: Энергия, 1970 — 189 с.
2. Ивенский А. В., Тулинцев Г. С. Бесконтактные элементы автоматики. — М.:Энергоиздат, 1962. — 137 с.
3. Воробьев С. А. Электрические измерения неэлектрических величин. — Свердловск: изд-во УПИ, 1975. — 231 с.
УДК 681.3
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ
СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОИСКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ОБЪЕКТОВ ПОСРЕДСТВОМ ОПТИМИЗАЦИИ ЛИНЕЙНОГО ФУНКЦИОНАЛА НА НЕРАВНОМЕРНОЙ РЕШЕТКЕ
A. Ю. Мельников
кандидат технических наук, доцент доцент кафедры интеллектуальных систем принятия решений * Контактный тел.: (0626) 41-67-13. E-mail: [email protected]
В. Л. Аносов
старший преподаватель кафедры интеллектуальных систем
принятия решений*
Контактный тел.: (0626) 41-67-13. E-mail: [email protected]
Ю. В. Кушнир
студентка* E-mail: [email protected]
B. В. Хорошайло
ассистент кафедры инженерной и компьютерной графики* Контактный тел.: (0626) 41-68-73. E-mail: [email protected]
*Донбасская государственная машиностроительная академия ул. Шкадинова, 72, г. Краматорск, Украина, 84313
■Q О
Рассмотрены возможности морфологического синтеза для автоматизации начальных этапов проектирования новых технических решений. Предложены алгоритмы для поиска функциональных схем объектов посредством оптимизации линейного функционала на неравномерной решетке. На языке моделирования UML разработана модель информационной системы, осуществлена ее компьютерная реализация
■о о
1. Введение
Сокращение сроков создания современных сложных технических объектов может быть достигнуто лишь при автоматизации всех этапов проектирования. Но в этой области мало работ, посвященных поисковому, творческому проектированию, являющемуся
основой этапа разработки технического предложения. Морфологический анализ и синтез является одним из часто применяемых комбинаторных методов оценки существующих и поиска новых решений [1, 2]. Поэтому целесообразна разработка информационных систем, использующих метод морфологического анализа и синтеза.
