El profesor no puede depender del instructor del laboratorio para chequear si el circuito no conlleva nigún riesgo ya el instructor no está siempre

Transcripción

1

2

3

4 El profesor no puede depender del instructor del laboratorio para chequear si el circuito no conlleva nigún riesgo ya el instructor no está siempre presente

5 : La matriz de conmutación es una pila de tarjetas. Los relés se encuentran junto a los conectores de los instrumentos y los zócalos de los componentes en un matriz de tres dimensiones. El profesor o el personal del laboratorio instalan los componentes, que van a ser usados en la clase, en los zócalos correspondientes. El número de componentes disponibles online puede incrementarse aumentando el número de tarjetas ICBL

6 Como mostrar el set de componentes ha sido discutido en la parte dos de este tutorial. Antes de empezar con el primer paso de la preparación del laboratorio, describiré brevemente como trabajan conjuntamente la placa de prototipos virtual y la matriz de conmutación

7 : Los estudiantes cablean un circuito en la placa de prototipos virtual. Únicamente cuando pulsan el botón Perform Experiment, la descripción del circuito se envía al servidor. Una rutina del instructor virtual chequea que el circuito no entraña ningún riesgo. Entonces es cuando se envía a la matriz de conmutación y el circuito se crea. ICBL

8 : Los agujeros situados a los lados de la placa virtual se utilizan para conectar en ellos los instrumentos, emulando los conectores que se encuentran en el puesto de trabajo del laboratorio local. Los agujeros destinados al cableado están conectados entre sí en grupos de cinco en vertical tal y como se ve la transparencia. Cada grupo puede ser un nodo del circuito. Si se requieren más de cinco agujeros para un nodo, mediante un jumper al grupo adyacente se consigue incrementar el número de agujeros por nodo. ICBL

9 : La placa de componentes es la placa situada en el parte superior de la pila mostrada anteriormente. Este tipo de placa emula la placa de prototipos. Hay 17 grupos de seis agujeros para cableado que forman 17 posibles nodos correspondientes a los grupos de agujeros de la placa de prototipos. El conector central el nodo conector, conecta los posibles nodos de placa a placa creando un bus de nodos. La notación de nodo se refiere al hecho de que cada conexión creada por esta pila de conectores puede ser un nodo en un circuito electrónico. Sin embargo, solo 10 de los posibles nodos son usados como nodos de los posibles circuitos en la versión actual del software. Los otros 7 son usados para conectar la fuente de alimentación o bien están reservados para expansiones futuras. El profesor o el personal del laboratorio realizan el cableado desde los componentes de dos pines, situados junto a los relés, a los agujeros que funcionan como nodos a través de los interruptores de los relés. Para los componentes con más de dos pines colocados enel el zócalo IC, son cableados a los nodos a travésdel númeroadecuadode relés. De esta manera, los componentes quedan unidos a los nodos, únicamente cuando los interruptores de los relés se cierran. De esta manera, los componentes están a disposición de los alumnos para crear circuitos. Si se requieren más componentes, se pueden añadir más tarjetas de componentes a la pila. Los relés están identificados mediante un número serigrafiado en la placa a la izquierda o derecha de cada uno. Cada placa también está identificada mediante un número almacenada en su firmware. ICBL

10 En esta transparencia es fácil ver el nombre de los nodos, de los interruptores de los relés y de los relés. En las tarjetas aparecen disimuladas por los zócalos y los cables. El número de relé se utiliza para identificar el componente que ese relé conecta en el circuito. Los dos zócalos para relés de la parte superior a ambos lados del bus de nodos, pueden ser ocupados por relés de doble polo DIL o relés de polo simple SIL. Si se usan relés DIL, los números de relés son 57y 5,7 11 y 13. ICBL

11 La Lista de Componentes hace que los componentes instalados sean conocidos por el software. Solo hay una Lista de Componentes por cada matriz de conmutación ICBL

12 :34 Este extracto de la lista de componentes y cableados, pertenece a la tarjeta 4. Cada línea representa un componente. Las separaciones en cada línea son los espacios en blanco, pero los relés están separados en columnas. En la transparencia la lista está separada en tres columnas. La columna de la izquierda muestra el número de relés usados. La columna de en medio muestra a que nodos están conectados los pines. OP_4_10:4_11:4_13 significa <tipo de componente>_<número de tarjeta>_<número de relé>:<número de tarjeta>_<numero relé>:<numero tarjeta>_< numero relé>. En este ejemplo se utilizan tres relés para conectar un amplificador operacional. NC significa no conectado. Por ejemplo, el pin 2 se conecta al nodo B a través del interruptor superior del relé 10 y el pin 6 y 7 se conectan al nodo C y F respectivamente usando el relé 13. ICBL

13 :34 Las posibilidades de conexión del DMM y del osciloscopio son fijas y no aparecen recogidas en la Lista de Componentes, pero las posibilidades de conexión de las fuentes se muestran en las siguientes dos transparencias ICBL

14 14

15 Las puntas de tierra del osciloscopio y del generador de funciones se conectan a tierra como medida de protección, por lo que el nodo 0 también está unido a dicha tierra por seguridad. En la placa de prototipos, GND se refiere al nodo 0 15

16 :34 Los conectores X y COM del bus de nodos, no se pueden utilizar en la versión actual del software y no deben ser usados en la Lista de Componentes. Por lo tanto, las fuentes de alimentación deben conectarse a un nodo, a través de dos interruptores relés en serie. Ahora, aparecen instalados todos los componentes necesarios para realizar experimentos básicos sobre amplificadores operacionales. En la siguiente transparencia se muestra el circuito que se puede crear si se cierran todos los interruptores de los relés. ICBL

17 :34 Esta configuración puede usarse tanto para configuraciones de Amp. Op inversor como no inversor. Por ejemplo, hay tres diferentes resistencias de realimentación seleccionables en el caso de funcionar como inversor. En este momento, la matriz de conmutación está configurada. Veamos los preparativos que debe realizar el profesor. ICBL

18 Todos los componentes requeridos están disponibles online y es posible cablear circuitos para practicar con Amp. Op. Es suficiente si una matriz de conmutación permite la creación únicamente de los circuitos recogidos en el manual? No. Los estudiantes sin experiencia deben poder cometer fallos de cableado para tener la oportunidad de aprender cómo realizarlos correctamente. Junto a los circuitos que aparecen en el manual de instrucciones, la matriz de conmutación debe permitir a los estudiantes crear más circuitos de manera segura.

19 El instructor virtual comprueba que todos los circuitos deseados no entrañan ningún peligro antes de que las fuentes se activen. Las reglas que sigue el instructor virtual son creadas por el profesor.

20 :34 El instructor virtual permite únicamente la activación de aquellos circuitos cuyos componentes y puentes son listados en al menos un Max List. Si no se define un Max List, no se puede activar ningún circuito. El instructor virtual utiliza todos los Max List definidos. Este es el último de los tres pasos de preparación. En cursos más avanzados, los estudiantes pueden experimentar con circuitos más grandes. Estos estudiantes requieren circuitos ya preparados para estudiar su funcionamiento. La combinación de la placa virtual y la matriz de conmutación aún son útiles. Estos circuitos ya preparados, pueden consistir en un circuito impreso o previamente ya cableado en un placa de prototipos convencional. Estos circuitos se deben colocar junto a la matriz de conmutación. En ambos casos, los puntos de test son cableados a la matriz de conmutación por el profesor. El circuito bajo prueba, se puede representar en la caja de componentes virtuales como un circuito integrado de 16 pines donde los pines son los puntos de test o los puntos de conexión de las fuentes. Los números de los pines deben aparecer en el esquemático del circuito. Si se utilizan las fuentes del puesto de trabajo para alimentar estos circuitos previamente preparados, el instructor virtual debe supervisar los voltajes. Por supuesto, es posible añadir a estos circuitos parte de electrónica cableada sobre la placa de prototipos virtual. ICBL

21 Esta regla siempre se debe cumplir.

22

23 El circuito fijo de nuestro ejemplo es un simple integrador. 23

24 El cableado del circuito en la placa de prototipos y la conexión a la matriz de conmutación es realizado de mismo modo que el Amp. Op. anterior. Se deben usar cables lo más cortos posibles. 24

25 Se deben añadir a la Component List el circuito fijo y algunas resistencias de alta impedancia. Los integradores reales necesitan una resistencia con un condensador en paralelo.

26 :34 ICBL

27 Como crear el conjunto de componentes para el circuito fijo será descrito en la parte 2. 27

28 :34 El conjunto de componentes necesarios para una sesión en el laboratorio se muestran en la caja de componentes cuando los estudiantes entran al laboratorio. Las fotos de los componentes se leen de la librería de componentes. Cuando el alumno pulsa Perform Experiment, la configuración del circuito y de los instrumentos se envía al puesto de trabajo. El Circuit Solver (Resolvedor de Circuito) mapea el circuito descrito en la placa de prototipos en la matriz mirando previamente en el Max List que el circuito es seguro. La lista de componentes que deben ser conectados, se envía al Circuit Builder (Constructor de Circuitos), el cuál usa el Component List para convertir esos componentes en números de relés a enviar a la matriz. ICBL

29