Инструментарий учебного процесса инженерно-технической направленности

Доклад подготовлен для выступления в "Инополисе" 1 ноября 2015 года.

На базе центра детского технического творчества г. Бугульмы организовано объединение технического моделирования. Его деятельность связана с созданием электронных устройств. Обучающиеся проходят все этапы проектирования от идеи до воплощения в виде готового изделия. В современных условиях инженерное творчество требует знаний и навыков использования программных продуктов различных направленностей для создания технической документации, чертежей, конструкторской документации, создание программ для контроллеров, интерфейсных программ для управления устройствами с компьютера, а так же проектирования печатных плат и т.д.

 

Документация и изделие проекта «Светотехника»

 

При выборе программных сред к ним были предъявлены определенные требования.

Первым условием является минимальные требования к ПК. Поскольку современные компьютеры имеют достаточно высокие вычислительные мощности, то большинство программ устойчиво работало на имеющихся компьютерах.

Простота в использовании больше связана с выбором языков программирования. Были выбраны языки высокого уровня. О них будет упомянуто ниже.

Распространенность. Здесь учитывался личный опытработы инженером и общение с инженерами различных предприятий и радиолюбителями. Программы не должны были быть уникальными, должны иметь поддержку в русскоязычном сегменте интернета и применяться как российскими электронщиками, так и российскими предприятиями как минимум локализованными в Татарстане.

И последнее требование – цена. В идеале программы должны иметь бесплатную лицензию.

За почти два года существования объединения удалось собрать необходимый софт.

Еще одним моментом в деятельности объединения стало создание базы знаний и средств коммуникации. Это необходимо по нескольким причинам. Во-первых, обучающийся должен иметь возможность задать вопрос не только во время кружка, но когда такие вопросы возникают. Во-вторых, необходимо предоставлять информацию о деятельности объединения, статьи с разъяснениями, ссылками на интересные сайты и т.п.

Создание базы знаний и средств коммуникации

В-третьих, необходимо предоставить обучающимся площадку, где они смогут печатать статьи о своих изделиях. Это будет полезно для развития речи, умения формулировать свои мысли.

В-четвертых, необходимо иметь возможность хранения большого объема информации и его доступа через интернет. Это относиться к программам, собственным проектам, различной литературе, справочникам.

Рассмотрим подробно имеющийся софт, подходящий для организации занятий.

Начнем с программ для конструкторской части. Выбор пал на два наиболее распространенных программных продукта – это AutoCAD фирмы Autodesk и Компас фирмы Аскон.

Работа в программах предполагается в 2D, в частности черчение структурных и функциональных схем, схем электрических принципиальных, эскизов корпусов, алгоритмов. Оба продукта распространены в России достаточно широко, имеют бесплатные lite-версии. Однако Компас опирается на Российские ГОСТы в оформлении и имеет русский интерфейс, что помогает быстрее осваивать. Дополнительно сказывается и субъективный фактор – личный опыт работы в «Компасе».

В качестве базового контроллера выбраны контроллеры фирмы Atmel. Для контроллеров этой фирмы имеются ряд программных сред, таких как:

— AVR Studio – бесплатная среда разработки фирмы Atmel;

— IAR AVR – коммерческая среда разработки;

— Bascom-AVR и CodevisionAVR – коммерческие продукты с ограниченной бесплатной версией. Ограничение касаются размеров программного кода 4 кБ, что вполне хватает для учебного процесса.

 

 

Bascom – AVR основана на Basic – подобном языке программирования. CodeVision использует язык Си. В состав Codevision входит генератор начального кода и дополнительные библиотеки, позволяющие легче осваивать программирование.

 

На нынешний момент используется связка Codevision как среда разработки и AVR – Studio в качестве имитатора работы контроллера.

После отладки программы необходимо ее записать в контроллер. Для упрощения этого процесса применяется бесплатный автозагрузчик Chip45but2 GUI.

Его особенности в наличие готовых прошивок для различных Atmel – контроллеров, удобная графическая оболочка для работы с загрузчиком, что позволяет единожды использовать программатор. Данные передаются через COM порт или переходник USB-COM. Стоимость такого переходника достаточно низка и возможно изготовление на базе кружка.

Применение автозагрузчика позволяет избежать неправильного программирования, что может привести контроллер в неработоспособное состояние.

Новшеством этого года в кружке является пробный проект обучения программированию для создания интерфейсных программ управления контроллерами. Использование компьютера как базового компонента позволит объединять несколько проектов в один, расширяя функциональность изделия и вовлечение в единый проект большего количество обучающихся.

Для реализации этого были выбраны язык программирования Pascal и в качестве среды разработки Delphiи Lazarus. На Delphi написано множество программ, имеются свободно распространяемые видео уроки и различные тематические сайты. Однако сама среда является платной, при чем стоимость превышает 50 тысяч рублей. Поэтому мной будет использована Lazarus, имеющая схожей с Delphi интерфейс, использующая язык программирования FreePascal. Недостатком среды является большой объем исполняющего файла программы. Но для современных компьютеров и с теми задачами, которые мы перед собой ставим, это является несущественным.

 

 

Для проектирования печатных плат существуют множество программных продуктов, многие из которых имеют бесплатные лицензии или бесплатные с ограничениями: Sprint-Layout,Eagle, DipTrace, ExpressPCB, FreePCB, Kicad, DesignSpark PCB, SoloPCB Design, PCB123, Pad2Pad и другие. По стечению обстоятельств распространенными в России являются программы Sprint-Layout с бесплатной лицензией, DipTraceс ограниченной бесплатной лицензией и Altium Disinger, являющийся продолжением развития P-Cad, с платной лицензией от 49 долларов в месяц. Поэтому была выбрана программа Sprint-Layout. В качестве редактора для черчения схем электрических принципиальных часто радиолюбителями используется программа sPlan.

<p "="">Интерфейс программы Sprint-Layout

Интерфейс программыsPlan

Интерфейс программы DipTrace

Другая составляющая обучения является коммуникация. Для объединения обучающихся в группу, а также объединения материала и создания площадки для публикации статей разрабатывается сайт на базе движка InstantCMS. Данный движок позволяет создавать социальные сети, регламентировать права доступа, создавать различные группы внутри соцсети и является бесплатным.

Для организации почтового сервера были использованы инструменты mail.ru – бизнес. Почтовый сервер на 5000 адресов, дополнительный объем облачного пространства на 250 Гб, корпоративный календарь, а также возможность общения через майл-агент с автоматическим добавление новых адресов почтового сервера. Дополнительно можно организовывать корпоративное создание и редактирование документов, таблиц, презентаций. Данный инструмент является более чем достаточным для организации хранилища информации и средств коммуникации.

Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящий момент существует инструментарий для организации обучения инженерно-технической направленности с легально бесплатными лицензиями.

20:11
2750

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!
Список контента
Ролик антикоррупционной направленности
Мы проводим конкурс. Подробности.
Муниципальный этап республиканского конкурса"Сердце отдаю детям"
Члены детского отряда милосердия (ДОМ) совместно со школьниками МБОУ ООШ №12 приступили к реализации проекта "Добрый волшебник", разработанного воспитанниками объединений "Проектная деятельность" и "Начальное техническое моделирование" МБОУ ДО ЦДТТ.