Przegląd rozwiązań stanowisk laboratoryjnych stosowanych podczas nauki zdalnej

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_247/99

wyślij Michał Raczyński , Andrzej Biedka Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Elektryczny, ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule zaprezentowano szereg praktycznych rozwiązań, które zastosowano by przekształcić stacjonarne stanowiska laboratoryjne (stosowane w ramach dydaktyki szeroko rozumianej elektroniki analogowej, cyfrowej oraz techniki mikroprocesorowej i systemów wbudowanych) do nauki zdalnej. Zastosowane rozwiązania umożliwiły pracę w warunkach możliwie najbardziej zbliżonych do standardowych zajęć stacjonarnych – z wykorzystaniem rzeczywistych układów i przyrządów pomiarowych, a nie jedynie symulacji komputerowej. Przykłady uruchomionych stanowisk laboratoryjnych to: obsługa silnika krokowego, generowanie sygnału PWM, obsługa elementów stykowych, obsługa magistral SPI i I2C, badanie parametrów dynamicznych bramek logicznych, badanie filtrów aktywnych, badanie parametrów dynamicznych klucza tranzystorowego. Cechą charakterystyczną opisanych rozwiązań jest niski nakład kosztów oraz możliwość szybkiego dostosowania stanowiska stacjonarnego do pracy zdalnej i odwrotnie, co było szczególnie istotne w warunkach pandemii koronawirusa w ostatnich latach i dynamicznych zmian formy zajęć (czasami z tygodnia na tydzień). Zaprezentowany zbiór opisów stanowisk laboratoryjnych może być szczególnie przydatny dla pracowników prowadzących zajęcia na uczelniach technicznych, gdzie kwestia przekazania studentom praktycznych umiejętności jest kluczowa.

Słowa kluczowe

mikrokontroler, nauka zdalna, systemy wbudowane, układy elektroniczne

Overview of the Laboratory Workstation Solutions Used during Remote Learning

Abstract

The paper presents some practical solutions that have been used to convert stationary laboratory workstations (used in the teaching of analog and digital electronics, microcontroller programming and embedded systems) to remote learning. The presented solutions enabled students to work in conditions similar to standard teaching in classroom – using real circuits and measuring instruments. Examples of the laboratory workstations are: stepper motor control, generation of a PWM signal, reading information from switches, using SPI and I2C buses, measuring of dynamic parameters of logic gates, measuring of active filters, measuring of dynamic parameters of a transistor switch. A characteristic feature of the described solutions is the low cost and the possibility of quickly adapting the stationary workstation to remote work (and vice-versa), which was particularly important under the conditions of the coronavirus pandemic in recent years and dynamic changes in the form of teaching method. The presented ideas can be useful for teachers working at technical universities, where the issue of providing practical skills to students is crucial.

Keywords

electronic circuits, embedded systems, microcontroller, remote teaching

Bibliografia

  1. Campos N., Nogal M., Caliz C., Juan A.A., Simulation-based education involving online and on-campus models in different European universities, ”International Journal of Educational Technology in Higher Education”, Vol. 17, No. 8, 2020, DOI: 10.1186/s41239-020-0181-y.
  2. Jacko P., Bereš M., Kováčová I., Molnár J., Vince T., Dziak J., Fecko B., Gans Š., Kováč D., Remote IoT Education Laboratory for Microcontrollers Based on the STM32 Chips, ”Sensors”, Vol. 22, No. 4, 2022, DOI: 10.3390/s22041440.
  3. Laouina Z., Ouchaouka L., Elkebch A., Moussetad M., Radid M., Khazri Y., Asabri A., Manufacturing and Developing Remote Labs in Physics for Practical Experiments in the University, „Advances in Intelligent Systems and Computing”, Vol. 1231, 2020, Springer, Cham., DOI: 10.1007/978-3-030-52575-0_16.
  4. Letowski B., Lavayssière C., Larroque B., Schröder M., Luthon F., A Fully Open Source Remote Laboratory for Practical Learning, ”Electronics”, Vol. 9, No. 11, 2020, DOI: 10.3390/electronics9111832.
  5. Mostefaoui H., Benachenhou A., Benattia A.A., Design of a low cost remote electronic laboratory suitable for low bandwidth connection, ”Computer Applications in Engineering Education”, Vol. 25, No. 3, 2017, DOI: 10.1002/cae.21815.
  6. Raczyński M., Remote laboratory classes in a COVID pandemic situation. Example of subjects: Microcontroller programming and electronic circuits, ”The International Journal of Electrical Engineering & Education”, 2021, OnlineFirst, DOI: 10.1177/00207209211004219.
  7. Svatos J., Holub J., Fischer J., Sobotka J., Online teaching at CTU in Prague aka university under COVID restrictions, ”Measurement: Sensors”, Vol. 18, 2021, DOI: 10.1016/j.measen.2021.100121.
  8. Yala A., Korkmaz H., Buldu A., Sarikas A., Development of a remote laboratory for an electronic circuit design and analysis course with increased accessibility by using speech recognition technology, ”Computer Applications in Engineering Education”, Vol. 29, No. 4, Special Issue: Distance learning, MOOCs and globalisation of engineering education, 2021, DOI: 10.1002/cae.22340.