Školský modul ET091

Spoločnosť ETC s. r. o. Žilina sa od svojho vzniku až do dnešných dní venuje hlavne výrobe elektronických meracích prístrojov pripojiteľných k PC, ale nikdy nezabúdala na školy, pre ktoré pripravila veľa užitočných učebných pomôcok. Stačí spomenúť súbor stavebníc, ktoré boli určené pre číslicovú techniku, mikroprocesorovú techniku a iné stavebnice, ktoré boli prínosom pri vyučovaní odborných predmetov na stredných aj vysokých školách zameraných na elektrotechniku. Aj v súčasnosti dodáva pre školy školský modul ET091.

Školský modul ET091 je určený na podporu laboratórnych pokusov. Jeho usporiadanie je na obr. 1. Skladá sa z elektronickej časti, ktorá je umiestnená na kovovom nosníku a je prikrytá priehľadným krytom. Signály sa k elektronickej časti pripájajú cez svorkovnice. Dva špeciálne konektory sú určené na pripojenie reproduktorov. Prepojky prístupné vedľa svorkovníc slúžia na voľbu jednosmernej alebo striedavej väzby výstupov generátora. Potenciometrom je možné ovládať úroveň variabilného výstupu generátora. Ďalšou časťou modulu je kontaktné prepojovacie pole, ktoré slúži na vytváranie elektronických obvodov potrebných na laboratórny pokus. Všetky bloky sú riadené procesorom s väzbou USB 2.0 na hostiteľský počítač. Prostredníctvom I/O portov procesora sú ovládané ostatné funkčné celky zariadenia. Bloková schéma ET091 je na obr. 2.

Modul ET091 obsahuje nasledujúce prístroje a bloky:

1. Generátor funkcií – generuje jeden z troch voliteľných typov priebehov, ako sínus, trojuholník a obdĺžnik. Má dva výstupné kanály, z ktorých jeden má konštantnú výstupnú amplitúdu a druhý regulovateľnú potenciometrom uloženým na module. Samotný generátor je možné spustiť a zastaviť programovými prostriedkami. Generátor je nastaviteľný. Každý z kanálov má svoj koncový zosilňovač s výstupným odporom 50 Ω. Má tiež programovo ovládateľný spínač, ktorým je možné príslušný kanál aktivovať alebo deaktivovať. Výstupy jednotlivých kanálov môžu byť viazané jednosmerne alebo striedavo, čo je možné nastavovať inštalovaním prepojok J10 pre kanál s nastaviteľným výstupom a J11 pre kanál s konštantným výstupom. Inštalovaním prepojky sa nastaví jednosmerná väzba.
2. Číslicovo analógový prevodník (DAC) – prevodník má výstupné napätie nastaviteľné v rozsahu 0 až 2,49 V s krokom asi 9,77 mV. Výstup prevodníka je vedený na svorku cez programovo ovládateľný spínač a je výkonovo zosilnený zosilňovačom.
3. Spínač na všeobecné použitie – oba póly spínača sú vyvedené na svorkovnice. Spínač dovoľuje spínanie napätí v rozsahu 0 až 5 V. Jeho odpor je v zopnutom stave asi 60 Ω a v rozopnutom stave je väčší ako 10 MΩ. Je ovládateľný programovými prostriedkami.
4. Sériová komunikačná linka – sériový vstup i výstup asynchrónnej komunikačnej linky je vyvedený na svorkovnicu. Podporuje asynchrónnu sériovú komunikáciu štandardnými komunikačnými rýchlosťami v duplexnom režime. Komunikačné linky pracujú s logickými úrovňami CMOS 3,3 V.
5. Zdroj taktovacích impulzov – zdroj taktovacích impulzov generuje obdĺžnikové impulzy s frekvenciou 12 MHz a striedou 1:1. Nie je programovo ovládateľný.
6. Napájací zdroj – programovo riadený napájací zdroj poskytuje napätie asi 4,5 V pri prúde maximálne 300 mA. Je vybavený elektronickou poistkou, ktorá obmedzí odoberaný prúd a zároveň informuje riadiaci procesor, ktorý zdroj odopne. Ak je na výstupe zdroja napätie, červená indikačná LED dióda umiestnená pri svorkovniciach svieti.
7. Audio zosilňovač – zosilňovač má vyvedený tak vstup, ako aj výstup na svorky. Okrem toho má vyvedený výstup na dva špeciálne konektory. Je zaťažiteľný reproduktorom s impedanciou 16 Ω. Nie je možné riadiť ho programovými prostriedkami.

Opis programového vybavenia

Programové vybavenie môže fungovať v troch režimoch:

• manuálny režim dovoľuje ovládanie zariadenia pomocou nastavení a pokynov zadávaných používateľom priamo na virtuálnom ovládacom paneli, pričom vyvolaná akcia sa okamžite uskutočňuje,
• programovaný režim dovoľuje všetky činnosti, ktoré je možné ovládať v manuálnom režime, naprogramovať využitím jazyka JavaScript, pričom sa jednotlivé funkčné celky ovládajú pomocou špeciálnych funkcií,
• žiacky režim slúži na vyučovanie merania v laboratóriách, v ktorých sú počítače prepojené sieťou. Je podobný s programovaným režimom, učiteľ však môže zadávať úlohy centrálne každému žiakovi osobitne a žiak môže oznámiť splnenie úlohy učiteľovi prostredníctvom počítača. Po štarte aplikácie sa objaví okienko slúžiace na voľbu pracovného režimu modulu. Režim je možné zvoliť kliknutím na príslušný ovládač.

Voľba režimu práce mod ulu

Spôsob ovládania je jednoduchý a vyplýva z obrázka. Pripomenúť treba iba to, že frekvenciu je potrebné zadávať v Hz a povolené sú aj symboly k a M, kde k značí tisícnásobok hodnoty a M miliónnásobok. Dáta určené na vysielanie sériovým prenosom je potrebné zadávať v hexadecimálnom formáte (osem bitov). Formát sériového prenosu je voliteľný, a to 8 bitov bez parity s jedným stop bitom, 8 bitov s párnou paritou a jedným stop bitom alebo 8 bitov s nepárnou paritou a jedným stop bitom.

Zapnuté napájanie je indikované červenou LED diódou umiestnenou vpravo od svorkovníc.

Školský modul ET091 je univerzálnym prostriedkom na realizáciu najrôznejších obvodov v predmetoch elektronika, elektrotechnické meranie, automatizačná technika, ale aj v ďalších predmetoch. Modul má niekoľko výhod – kompaktnosť a množstvo funkcií v jednom celku, malé rozmery a hlavne veľmi prijateľnú cenu 147 €. Určitou nevýhodou je pomerne malé kontaktné pole, ale to sa dá nahradiť väčším za cenu straty kompaktnosti modulu. Bližšie informácie o školskom module ET091 nájdete na webových stránkach firmy ETC.