Применение программных приложений для моделирования физических процессов в радиотехнике и электронике в условиях дистанционного обучения
Автор: Манукян В.К.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 1 т.24, 2021 года.
Бесплатный доступ
В этой статье проведен анализ существующих программных приложений для создания прототипов электронных схем, которые помогут оценить работу всей схемы как по заданным параметрам, так и для нахождения более оптимальных вариантов. На основе приложения TAC и библиотеки Arduino компонентов были разработаны проекты и инструкции по созданию и тестированию электронных схем. Проведен анализ возможностей и эффективности приложения для тестирования и создания новых электронных схем с оценкой простоты интерфейса и пользовательских параметров, близких к реальным условиям. Использование приложения TAC дает возможность сгенерировать несколько вариантов альтернативных схем, которые могут подходить из списка компонентов. Результаты апробации программ показали, что использование приложения для создания прототипов микросхем значительно ускоряет процесс обучения и помогает устранению проблем, возникающих при проектировании и сборке схем, по сравнению с использованием традиционных методов. Данные приложения могут быть адаптированы как под профессиональное пользование для дизайна сложных электронных схем, так и для учебных пособий для студентов технических вузов в качестве практических и творческих заданий.
Прототипы электронных схем, схемотехника, микроэлектроника, виртуальные схемы, дистанционное обучение
Короткий адрес: https://sciup.org/140256335
IDR: 140256335 | DOI: 10.18469/1810-3189.2021.24.1.89-97
Список литературы Применение программных приложений для моделирования физических процессов в радиотехнике и электронике в условиях дистанционного обучения
- Tietze U., Schenk C., Gamm E. Electronic Circuits: Handbook for Design and Application. New York: Springer, 2015. 1543 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-78655-9
- CurveBoards: Integrating breadboards into physical objects to prototype function in the context of form / J. Zhu [et al.] // CHI ‘20: Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. 2020. P. 1–13. DOI: https://doi.org/10.1145/3313831.3376617
- The toastboard: Ubiquitous instrumentation and automated checking of breadboarded circuits / D. Drew [et al.] // UIST ‘16: Proceedings of the 29th Annual Symposium on User Interface Software and Technology. 2016. P. 677–686. DOI: https://doi.org/10.1145/2984511.2984566
- Ramshaw E., Schuurman D.C. PSpice Simulation of Power Electronics Circuits. New York: Springer-Verlag US, 1996. 404 p.
- Brühlmann, T. Arduino: Praxiseinstieg. München: Hüthig Jehle Rehm, 2010. 270 p.
- Crossed wires: Investigating the problems of end-user developers in a physical computing task / T. Booth [et al.] // CHI ‘16: Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. 2016. P. 3485-3497. DOI: https://doi.org/10.1145/2858036.2858533
- Khandpur R.S. Printed Circuit Boards: Design, Fabrication, Assembly and Testing. New York: Tata McGraw-Hill Education, 2005. 691 p.
- Ventura J., Drake R., McGrory J. NI ELVIS has entered the lab [educational laboratory virtual instrumentation suite] // Proceedings. IEEE SoutheastCon. 2005. P. 670–679. DOI: https://doi.org/10.1109/secon.2005.1423323
- Hartmann B. A Research agenda for academic makerspaces // Proceedings of the 1st International Symposium on Academic Makerspaces. 2016. P. 32–35.
- Fritzing. Official website. URL: https://fritzing.org
- AutoFritz: Autocomplete for prototyping virtual breadboard circuits / J.-Y. Lo [et al.] // CHI ‘19: Proceedings of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. 2019. P. 1–13. DOI: https://doi.org/10.1145/3290605.3300633
- CircuitSense: Automatic sensing of physical circuits and generation of virtual circuits to support software tools / T.-Y. Wu [et al.] // UIST ‘17: Proceedings of the 30th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology. 2017. P. 311–319. DOI: https://doi.org/10.1145/3126594.3126634
- Bifröst: Visualizing and checking behavior of embedded systems across hardware and software / W. McGrath [et al.] // UIST ‘17: Proceedings of the 30th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology. 2017. P. 299–310. DOI: https://doi.org/10.1145/3126594.3126658
- Circuit Lab. Official website. URL: https://www.circuitlab.com
- Library.IO. Official website. URL: https://library.io
- Virtual instrument systems in reality (VISIR) for remote wiring and measurement of electronic circuits on breadboard / M. Tawfik [et al.] // IEEE Transactions on Learning Technologies. 2012. Vol. 6, no. 1. P. 60–72. DOI: https://doi.org/10.1109/tlt.2012.20
- Computer-based design synthesis research: An overview / A. Chakrabarti [et al.] // Journal of Computing and Information Science in Engineering. 2011. Vol. 11, no. 2. P. 021003. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3593409
- Anderson F., Grossman T., Fitzmaurice G. Trigger-action-circuits: Leveraging generative design to enable novices to design and build circuitry // UIST ‘17: Proceedings of the 30th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology. 2017. P. 331–342. DOI: https://doi.org/10.1145/3126594.3126637
- Bolognini F. An Integrated Simulation-Based Generative Design Method for Microelectromechanical Systems. Doctoral dissertation. Cambridge: University of Cambridge, 2009. 163 p.
- Virtual prototype method used in design of electronic circuitry for CDF / B. Ashmanskas [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2004. Vol. 518, no. 1-2. P. 491–492. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2003.11.065
- A hands-on approach to advanced undergraduate instruction in control and circuitry in power electronics / A.-T. Avestruz [et al.] // Proceedings of the Power Electronics Education Workshop. 2007. P. 1–8.
