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
1638

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!
Список контента
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.
Региональная научно-практическая конференция «Перспективы и ресурсы развития системы дополнительного образования», посвященная 100-летию системы дополнительного образования детей