通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺模塊擴(kuò)充及功能開發(fā)

李曉虹

(武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢:430080)

高等職業(yè)教育中的實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)中的一個重要組成部分,通過實(shí)踐教學(xué)不僅要向?qū)W生傳授知識、驗(yàn)證理論、培養(yǎng)實(shí)際操作技能,更重要的是教師要引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方式,系統(tǒng)地提高他們綜合分析問題和解決問題的能力,使其養(yǎng)成優(yōu)良的科學(xué)作風(fēng)和協(xié)作精神,自覺地探索真理。這就要求我們開發(fā)一些綜合性的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課題并用于教學(xué),從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和發(fā)散思維,提高學(xué)生的自學(xué)能力、分析解決問題的能力和實(shí)踐能力,使學(xué)生的個性和才能得到全面發(fā)展。其中電類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性體現(xiàn)尤為突出,而良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備卻是必不可少的。

1 通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺的現(xiàn)狀

通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺由于使用方便,簡單直觀,是學(xué)院信息工程系電工電子實(shí)驗(yàn)室的主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備之一,承擔(dān)了繁重的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。

然而通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺是十年前定型的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,因其所配實(shí)驗(yàn)?zāi)K的種類有限且已有所損耗,市場上也無滿足需要的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,從而限制了有些電類課程的實(shí)驗(yàn)課題深層次的開發(fā),不能滿足現(xiàn)在所授課程的需要,如不及時解決,勢必影響今后的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。針對這一情況,我們對通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)K的擴(kuò)充,進(jìn)而研發(fā)新型的電子電路設(shè)計(jì)等課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,以適應(yīng)當(dāng)前電子電路設(shè)計(jì)等課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)。

2 設(shè)備改造與功能開發(fā)

通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺所配實(shí)驗(yàn)?zāi)K的種類有限,且模塊上的接線是固定的,而市場上的其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備如各種實(shí)驗(yàn)箱所能開出的實(shí)驗(yàn)課題也基本上是固定的,不易開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)課題,更無法進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)。因此,我們根據(jù)需要設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)?zāi)K來滿足相關(guān)實(shí)驗(yàn)課題。

2.1 設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(1)雙列直插DIP8集成電路底座實(shí)驗(yàn)?zāi)K

可插的常用元件類型有封裝為DIP8的各種集成電路、三端集成電路、晶閘管、三變色發(fā)光二極管、整流橋、電位器、三極管、二極管、電阻、電容、發(fā)光二極管等多種細(xì)引腳的實(shí)驗(yàn)元件。

圖1 雙列直插DIP8集成電路底座實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(2)雙列直插DIP16集成電路底座實(shí)驗(yàn)?zāi)K

可插的常用元件類型主要是封裝為DIP14和 DIP16的各種集成電路。

圖2 雙列直插DIP16集成電路底座實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(3)雙列直插DIP24集成電路底座和小電磁繼電器底座實(shí)驗(yàn)?zāi)K

可插的常用元件類型主要是數(shù)碼管、光電耦合器、小電磁繼電器等實(shí)驗(yàn)元件。

圖3 雙列直插DIP24集成電路底座與電磁繼電器底座實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(4)實(shí)驗(yàn)連接導(dǎo)線

為了能與原實(shí)驗(yàn)設(shè)備配合使用,制作了能連接所制模塊與原實(shí)驗(yàn)設(shè)備的專用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線,以滿足實(shí)驗(yàn)的需要。

圖4 連接導(dǎo)線

2.2 綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)

我們利用所做實(shí)驗(yàn)?zāi)K與原電工電子實(shí)驗(yàn)臺或其它實(shí)驗(yàn)箱等,開展了一系列數(shù)電、模電、電子工藝、電子電路綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課題的研究,并將研究的成果用于部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程之中,取得了良好的效果。

在眾多實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課題中,所研制的實(shí)驗(yàn)?zāi)K的典型應(yīng)用如下:

(1)數(shù)電實(shí)驗(yàn)課題“三人表決器”

數(shù)電實(shí)驗(yàn)課題“三人表決器”,主要運(yùn)用了兩個雙列直插DIP16集成電路底座的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,插入兩片封裝為DIP14的集成電路74LS00,連接電路如圖5所示。

圖5 三人表決器

(2)模電實(shí)驗(yàn)課題“可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源”

模電實(shí)驗(yàn)課題“可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源”,運(yùn)用了一個雙列直插DIP8集成電路底座的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,插入一個三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器LM317,和原實(shí)驗(yàn)臺一些實(shí)驗(yàn)元件模塊共同使用完成實(shí)驗(yàn)課題,連接電路如圖6所示。

圖6 可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源

(3)電子電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題“報(bào)警器”

電子電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題“報(bào)警器”,運(yùn)用了三個雙列直插DIP8集成電路底座的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,插入三個集成電路芯片,和原實(shí)驗(yàn)臺一些實(shí)驗(yàn)元件模塊共同使用完成實(shí)驗(yàn)課題,連接電路如圖7所示。

圖7 報(bào)警器

(4)電子工藝實(shí)驗(yàn)課題“電磁繼電器”

電子工藝實(shí)驗(yàn)課題“電磁繼電器”,運(yùn)用了有電磁繼電器底座的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,插入一個小電磁繼電器,和原實(shí)驗(yàn)臺一些實(shí)驗(yàn)元件模塊共同使用完成實(shí)驗(yàn)課題,連接電路如圖8所示。

(5)電子工藝實(shí)驗(yàn)課題“光電耦合器”

電子工藝實(shí)驗(yàn)課題“光電耦合器”,運(yùn)用了有雙列直插DIP24集成電路底座的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,插入一對光電耦合器,和原實(shí)驗(yàn)臺一些實(shí)驗(yàn)元件模塊共同使用完成實(shí)驗(yàn)課題,連接電路如圖9所示。

(6)電子電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題“100進(jìn)制計(jì)數(shù)器”

電子電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題“100進(jìn)制計(jì)數(shù)器”,運(yùn)用了三種實(shí)驗(yàn)?zāi)K,插入兩個數(shù)碼管、四個集成電路芯片,和原實(shí)驗(yàn)臺一些實(shí)驗(yàn)元件模塊共同使用完成實(shí)驗(yàn)課題,連接電路如圖10所示。

圖10 100進(jìn)制計(jì)數(shù)器

3 結(jié) 論

研制的實(shí)驗(yàn)?zāi)K及所選元件在與原實(shí)驗(yàn)臺及其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備共同使用時的靈活性、多樣性和綜合性是市面上其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備所不具備的,具有一定的創(chuàng)新性。該項(xiàng)目的開發(fā),打破了原有電工電子實(shí)驗(yàn)臺模塊特別是集成電路模塊種類單一的局限性,為學(xué)生提供了電子電路創(chuàng)新硬件設(shè)計(jì)平臺。實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的電路原理圖任意搭接實(shí)驗(yàn)電路然后調(diào)試至最佳效果,通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生掌握了電子電路識圖、設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試及故障處理等方法;通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生深刻地認(rèn)識到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性,鼓勵學(xué)生將自己所學(xué)的知識應(yīng)用于實(shí)踐,從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。該項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)?zāi)K的研制不僅擴(kuò)展了通用電工電子實(shí)驗(yàn)臺的實(shí)驗(yàn)功能,還節(jié)約了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購置成本,經(jīng)實(shí)際教學(xué)證明對于提高實(shí)驗(yàn)課的效果有著顯著作用。

[1] 任為民.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].北京:中央廣播電視大學(xué)出版社,2002.