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        電子實訓裝置精選(五篇)

        發布時間:2023-09-26 08:28:20

        序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇電子實訓裝置,期待它們能激發您的靈感。

        電子實訓裝置

        篇1

        本裝置是一款專門為電工電子實訓而設計的一種實訓裝置,該裝置主要針對各大高校或高職類院校的技能培訓,該裝置能有效幫助學生提高實訓技能,同時記錄學生的考勤,減輕實訓教師工作量。

        關鍵詞:無線控制;實訓裝置;考勤

        1 引言

        電工電子技能實訓是維修電工技能的重要環節,現階段對于之前的實訓方式中教師的工作量很大,并且考勤的評定也存在一定的難度,在平常的實訓中由于學生數量遠超于教師數量,導致在實訓過程中教師無法及時了解每個工位的運行情況以及學生的考勤情況,通過本裝置就能將工位的運行情況實時顯示在教師端的上位機界面上,讓同學們在平時的訓練過程中能夠安全使用試驗臺,本裝置不但可以實現對學生工位的監控,還有自動記錄考勤的功能,達到實驗室安全運行和考勤檢查的目的。

        2 系統設計

        基于無線控制的電工電子實訓裝置是一款專門為維修電工實訓而設計制作的一種實訓裝置,該裝置是由一臺上位機和多臺從機組成的一個網絡式結構采用wifi數字式無線傳輸裝置,該實訓設備的設計為維修電工的基礎實訓教學提供操作平臺,本裝置中提供可靠有效的直流電源,并以模塊化的形式提供了電子電路焊接、調試的設備。

        該實訓裝置中的實驗部件均為模塊化形式,每一個模塊實際上給學生提供的僅僅是一個接口電路,實訓老師通過上位機控制對應每一個工位的下位機電源。學生可以自己通過老師的講解以及查詢相關資料學習分析,然后進行電路的焊接與調試,從而讓同學們通過實訓達到掌握相關專業知識的目的。同時也可以自動記錄考勤信息,也使得技能教學更加人性化,也是為了減輕實訓教師在授課過程中的工作量。該實訓裝置適合應用于各大職業技術院校的維修電工的職業技能培訓中。

        3.系統總體示意圖

        本設計是一款專門為維修電工實訓而設計的裝置,所以應注重穩定性能以及易操作性。在穩定性能和易操作性能方面由硬件電路而設計的功能優于由軟件實現的功能,而軟件實現的功能靈活性較強。基于以上原因,我們決定使用軟件和硬件相結合,以硬件電路實現功能為主,由軟件輔助實現人機交互功能。其系統模擬示意圖如圖3所示。

        4. 實訓裝置關鍵技術

        該裝置本身和PC機之間采用TCP通信協議,采用無線通信有利于實訓室的布局,對于實訓室以后的管理也可省去諸多的麻煩;技術層面上來說協議本身具有自組織的特點,可以為通信的準確性提供保障。該系統主要由六部分:單片機控制核心、電源部分、報警燈部分、繼電器控制部分、WIFI通信部分、顯示部分,總體框圖如圖4所示。

        (1)單片機部分:是該系統的控制核心。負責整個裝置系統的控制、信息的傳輸數據的處理以及檢測按鍵系統,同時還要控制液晶屏的顯示,作為主控芯片,芯片的選擇是十分重要的,經對比發現選用STM32F407單片機能夠滿足本系統的功能要求。

        (2)電源部分:該部分為整個系統提供電能,是整個系統裝置的能量儲存區,為整個系統裝置提供一個穩定的電源,控制電路部分(單片機和WIFI通信模塊)采用+5V的電源供電,實訓中用到的路調試版采用+5V和-5V的電源供電。

        (3)報警燈部分:可以完成電源故障的警示,對系統電源的故障進行提醒,實現實驗室安全運行。

        (4)繼電器控制部分:單片機能夠通過WIFI通信模塊將上位機發出的信號進行數據信息處理,從而控制對應的繼電器的通斷實現電源的設定,以及學生測試電路時控制電源的通斷。

        (5)WIFI通信部分:包括WIFI發送與接收兩部分,是系統中無線射頻收發部分,其工作電壓為3.3-5V,在本系統中采用的是+3.3V電源供電,可通過編程工作于不同的波特率,最高波特率為115200,有 RS232、485、TTL 接口與無線 WIFI的相互轉換,通過無線WIFI進行組網通信,應用方便、傳輸可靠。

        (6)顯示部分:根據設計要求,顯示部分的作用是能夠讓學生能夠根據上面提供的資料進行操作,同時也是通過顯示屏將學生的信息顯示出來,便于考勤信息的整理。

        參考文獻:

        [1] 毛福新、王雪等.無線電調試工考核裝置[J].電子制作,2015.08,016(15):66-67

        篇2

        關鍵詞 電子電工 實訓 學習興趣

        0引言

        職業學校的教育工作對于我國社會來說是一個重要的教育環節,職業學校教育出的人才在我們近年的社會主義建設當中也發揮了至關重要的作用,畢業人才的綜合能力一方面受到在校所接受的課程內容的影響,另一方面也受到實訓中經驗積累的影響。就目前我國職業學校的教育現狀來看在電子電工專業的實訓中存在很多嚴重的問題,這就需要我們去研究探索出一條適應社會發展的新途徑來改變這一現狀。

        1電子電工學校組織實訓的現狀的思考

        1.1實訓教學的體系單一思想落后

        目前我們的職業類學校電子電工專業院系的學生的實訓組織方式,基本都是在模仿較為成熟的本科院校電子電工專業的實訓模式,我國的職業學校還沒有從自身的具體情況出發去考慮適合自己內部的實訓體系。現行的職業學校實訓模式沒有明確職業學校在校生的自身素質,以及職業學校學生在畢業之前需要掌握的個人技能,對于在實訓過程中學員成績及素質要達到的效果沒有明確的目標。就現有的實訓體系來說結構組織有些固定都是制定好的程式套路,沒有做到把“因材施教”的實訓宗旨貫徹實施到實際中去,沒有考慮到不同學生群體的差異性。另一方面在校內實訓的細節方面側重于考慮硬件設施條件,這樣就使學生們在校內學到的實訓經驗與走向社會后在各大公司的崗位實際操作有很多差別,這樣就沒有為學生們走向社會做好銜接,忽視了實訓的客觀性和實用性。

        1.2在教學過程中安全意識淡薄

        由于校內的教學器材本身在設計中都有很好的安全考慮,教學實訓期間學生們使用的機械設備都有很好的安全性能,因此在實訓教學的過程中基本不會出現意外事件的發生。這種普遍情況就造成了在職業學校實訓教學的過程中老師們都不會強調學生們注意加強安全意識,然而在社會的生產實踐當中安全意識卻是第一個應當加強關注的問題。出于對學生安全的考慮,很多課堂上的實驗教學設備也都增加了電路保護設備,這樣也是學生們從自身忽視了在電子電工專業操作中存在的安全隱患。通過對一定人數關于實訓過程中安全問題的某些考慮的調查提問也證實了這一推測,職業學校電子電工的教學實訓安全意識淡薄。

        1.3實訓教學的投入不足

        在很多職業學校普遍的存在著這樣一種現象,校方對于電子電工專I的實訓教學投入的人力和物力都非常有限,這一現象也表現出實訓的組織工作并未得到校方的重視。這種情況主要可以歸結為兩個方面:一方面是實訓的項目內容守舊落后,沒有順應時代的潮流發展進行創新,這種教學模式也會使長期處于這種完全固定的循環模式中的教師們變的麻木,教師們的積極性降低了自然就會影響到學生們的學習興趣,這樣就很難達到實訓教學的最初目標;另一方面是實訓基地的實驗設備落后有的學校甚至沒有實訓基地,不能為實訓教學提供良好的硬件設施,而且在軟件配備上也存在指導老師過少,不能完全解答學生們在實訓活動中出現的問題和疑惑。這些都要重影響到了實訓教學的最終效果。

        2關于如何加強電子電工專業實訓效果的新思路

        2.1對于實訓的具體課程項目進行調整優化

        具有驗證意義的實訓課題內容是職業學校內實訓課程的基礎部分,主要內容包括常見的基礎儀表與基礎機械設備的功能掌握和熟練應用,這是為更好的掌握更高級別的專業課做好鋪墊。多種技術層面的實訓課題和跨學科的綜合性實訓課題是培養學生實踐能力的重要組成部分,也是職業學校電子電工專業實訓教學的核心所在。

        2.2調動學生們的興趣,讓學生積極參與到實訓中

        對于廣大的學生們來說興趣就是最好的老師,發自內心的求職欲望會使學生們更容易掌握知識的要點。學生的學習興趣將是老師們甚至是學校領導機構最為關注的一項教學因素,輔導老師應當在實訓的每一環節中都加入可以引起學生學習興趣的環節。有一種比較實用的方法就是把實訓內容盡量的貼近我們的日常生活,這樣學生們在實訓的時候就會很容易的和生活中的小細節聯系起來喚起學習興趣,在整個學校實訓的全過程當老師都需要起到關鍵性的引導作用,在實訓教學過程中積極的調動學生們的學習興趣,通過互動、分組、比賽等一些輔助手段加強實訓的學習效果。

        2.3建立新的實訓成績考核體系

        傳統的實訓成績考核體系相對關注學生的分數指標,容易忽略學生的綜合素質的能力考核。針對于職業學校內的電子電工專業學生來說比考試成績更為重要的素質還有很多,比如說動手能力、操作能力、想象力和創新能力等,這些方面的能力都會在以后的社會工作實踐中起到關鍵性的作用。因此如何考核一名學生的綜合實踐能力是一項尤為重要的實訓思路精髓,建立一套具有創新精神的完善綜合實踐能力評價體系,對于學生實訓的經歷和實訓成果將會有不可磨滅的重要貢獻。

        3結語

        隨著我國整體經濟形勢的不斷發展和科技水平的高速提升,我們人才市場上對于電子電工專業技術人才的需求量在逐年攀升,與此同時,對于電子電工專業方面人才的綜合素質要求也變的越來越高,同樣能力相對較弱的技術人才已經不能滿足社會上各大企業單位的崗位條件要求。面對這種社會現狀就需要廣大職業學校的教育管理部門加強對于在校生的實訓教育工作,為社會培養一大批高素質的電子電工專業的高端技術人才。

        參考文獻

        [1] 張敏.適應專業發展,搞好實訓教學建設[J].神州(下旬刊),2014(2):123.

        [2] 孔鳴.電力生產安全管理工作優化探索[J].中國電力教育,2013(17):182-P183.

        [3] 李峰.職業教育學校實訓基地建設研究[D].天津大學,2012.

        篇3

        關鍵詞:中職;電子商務;實訓教學

        一、引言

        電子商務歷經十多年的發展,已成為民眾生活中的重要組成部分。市場對電子商務人才需求缺口巨大,各高、中等職業院校紛紛開設了順應時代需求的電子商務專業。

        電子商務具有高度商業實踐性和專業的綜合性,通過實訓教學能使學生直接感受電子商務知識的商業化應用過程;通過知識的運用,能深入理解電子商務原理和過程,加深對學習目的的理解,開闊學生的視野,擴大知識領域;通過實踐活動能提高學生適應商業活動的綜合素質,加強學生創造能力的培養,學會在實踐中發現問題、提煉問題、概括問題,培養發現商業機會的意識和能力。可見,電子商務是一門新興的復合性學科,專業師資、技能訓練、實踐活動對于專業建設及人才培養起著決定性作用。然而,因為這些因素的制約,目前大多數中職學校電子商務專業的實訓教學并不理想。

        二、電子商務專業實訓教學現狀分析

        (一)專業師資嚴重不足。

        師資是中職學校各專業人才培養最活躍的因素,電子商務專業也不例外。很多學校的電子商務專業教師基本上是從計算機或財會專業轉行過來,大都是通過自學或者參加有關電子商務的研討會或培訓來獲得這方面的專業知識,因此,師資隊伍的知識儲備不夠深入、結構不夠系統、內容不夠實用。由于師資本身不是很成熟,而且大都沒有電子商務實戰經驗,在從事電子商務教學時顯得勉為其難。按照傳統的師資力量的評價指標來衡量的話,這些電子商務專業教師屬于低學歷和低職稱的行列。盡管這種情況會得到不斷改善,但這仍需要一個過程。

        (二)職業技能訓練不足,實踐環節欠缺。

        電子商務是一個應用性很強的專業,實踐環節是教學過程中很重要的一個部分。目前,由于一些學校辦學經費不足,還沒有構建電子商務模擬實驗室,模擬實驗只能與計算機實訓室混合在一起,不能給學生良好的實訓環境。因此,很多學校的實踐教學方式是選擇在各專業共用的公共機房,操作訓練一些簡單的模擬教學軟件。但是模擬軟件和實際應用還是有一定距離的,主要表現在:電子商務實踐應用發展過快,模擬軟件不能及時升級換代,教學軟件無法跟時展同步。學生因為無法進行親身體驗和實際操作,理論和實踐難以結合,因此,大部分學生動手能力差,很難適應社會的需要和行業企業的需求。

        (三)學生缺少參與電子商務活動的機會。

        雖然使用模擬軟件能在一定程度上給學生提供技能訓練的平臺,但是現有軟件的作用只是讓學生了解了操作流程,并沒有達到提高動手能力,激發他們創造性思維的效果,不能使學生直接感受到電子商務活動規律,運用電子商務知識完成電子商務活動,并進一步發現電子商務經營模式、技術選擇、市場推廣等方面存在的問題和潛力,更無法針對現存模式中的問題提出改進意見。

        三、提高電子商務實訓教學效果的方法

        (一)重視模擬實訓,加強校內實訓室建設。

        為了提高實訓效果,強化學生技能,學校必須建立多個模擬實訓室,如電子商務高級實訓平臺、電子商務技能訓練平臺等。對啟蒙階段的電子商務教學,通過相關的模擬實訓,能讓學生熟悉B2C交易、B2B交易、C2C交易、網絡銀行、網絡營銷等操作內容,加深相關理論知識的理解。比如,我校的慧源電子商務教學平臺,模擬了B2C、B2B、C2C交易類型、物流與配送、網上銀行等工作流程,使學生置身于模擬的工作環境中來學習電子商務的概念和方法。

        (二)自主創業,創建個人網上商店。

        讓學生在電子商務網站上開設網上商店,可以促進學生掌握網絡營銷、物流配送、網上支付等工作,也可以使學生真正進入電了商務活動。比如,在參加2012年廣東省電子商務技能競賽期間,我校代表河源市參賽,在備戰其間,筆者帶領兩參賽隊6位成員,充分利用周六日假期,探訪多家紫金特產生產廠家,把廠家的產品進行拍照,回到學校后進行處理,把他們的產品通過淘寶網進行銷售,學生通過網上商店來親身體驗網絡營銷、物流配送及網上支付等實戰過程,加深了對電子商務的認識,這是課堂教學不可替代的。

        (三)加強教師隊伍建設,提高“雙師型”教師比例。

        “雙師”是指既有扎實的基礎理論知識,又有豐富的實踐經驗,既能從事課堂理論教學,又熟悉企業運作的新型教育工作者。學校要積極選送教師到企業第一線頂崗實習,提高實踐能力;有計劃地選送教師赴國家級或省級電子商務專業進行培訓,提高其專業水平。通過各種途徑,改造現有師資結構,逐步形成一支教育觀念新、師德高尚、有較高教學水平和較強實踐能力、專兼結合的教師隊伍。

        2007年、2010年暑假,我校外派2位教師參加國家級和省級電子商務專業課程培訓,學成歸來后,對我校的電子商務專業進行了調整和優化,課程設置基本趨向合理,學生反映良好。因此,實行“走出去”的方案,將專業教師送出去培訓或參加電子商務企業頂崗實習,能積累更多的教學經驗,在教學過程中實現理論與實踐相結合。

        (四)撰寫校本實訓指導書。

        學校可結合本校學生實際、實訓條件、課程設置等具體情況,編寫專業的、系統的實訓課程指導教材。比如,我校教研室組織電子商務專業教師編寫了一套適合我校學生使用的有較強針對性的實訓講義,本書以培養應用型人才為目標,強化操作技能和綜合能力的培養,注重實用,旨在讓學生通過學習和實訓熟練掌握網上交易、網上銀行、網絡營銷、CA認證、物流配送、網店的裝修與管理等內容。

        四、結束語

        電子商務實訓教學的方法有很多,需要在教學過程中不斷總結、歸納,也需要隨著電子商務的發展不斷進行完善。通過電子商務的實訓,學生可以檢驗、鞏固并加深對專業基礎理論和專業知識的理解,提高專業實際操作能力,鍛煉和強化競爭意識、職業意識和創業意識,轉變就業觀念,增強就業能力,為將來順利就業和在未來的就業崗位上更好地發揮作用打下堅實的基礎。

        (作者單位:紫金縣職業技術學校)

        參考文獻:

        [1]周錦.中職學校電子商務實踐教學方法的研究[J].新校園,2012,(1).

        篇4

        【關鍵詞】LED 電子通訊屏控制系統 安裝技術

        一、數據采集卡及電源的簡介

        (一)數據采集卡型分析

        一般市場CL2005的LED系統的數據采集卡有兩種信號即I型和II型號。兩者信號主要在控制范圍和存儲量上具有顯著差異,此外,II型是I型的升級版,支持更多的輸入掃描模式,二者掃描場頻都為110赫茲,并且都具有帶溫度輸入和帶濕度輸入。以下做簡單區分:

        I型數據采集卡的控制范圍:1024列×128行(單色)或者是1024列×64(雙色)。

        II型數據采集卡的控制范圍比I型在行數上多一倍:1024列×256行(單色)或者1024列×128行(雙色)。

        傳統的I型僅支持1/16掃描工作模式,而II型還額外支持1/8、1/4、1/2掃描模式以及靜態工作模式。

        值得注意的是,II型數據采集卡擁有8級亮度的手動調節和自動調節功能,但是需要外接傳感器得以實現。

        (二)CL2005控制卡的電源一般使用5±5%V的直流電源。

        二、控制系統的電源

        在電源標志中,若顯示出LP字樣,那么就表明該處指示燈是對電源進行控制和顯示的,在數據采集卡正確安裝后,該指示燈正常工作;若在電源標志中出現LR字樣,那么就表明該處指示燈是對電子通訊的接受和發送進行通知的,在數據采集卡正常工作的過程中,會有相應的數據由它處輸送至卡內,那么該指示燈會正常顯示;若在電源標志中顯示出了LS字樣,那么就表明該處的指示燈直接關聯到控制系統的外部電源,當外部電源正常接通時,該處指示燈長亮,當外部電源斷開后,該處指示燈熄滅;電源外部插座一般會標注JSW字樣,那么該插座為控制系統的外部電源,電源規格為3伏、20毫安,外部電源主要通過電流的變動控制繼電器(固態)。

        控制卡在RS422模式中通訊時,有如下幾種情況:第一,當通訊端口的Pin1為T-時,可通過RS232/422對串口進行轉換(R-);第二,當通訊端口的Pin2為T+時,可通過RS232/422對串口進行轉換(R+);第三,當通訊端口的Pin3為R+時,可通過RS232/422對串口進行轉換(T+);第四,當通訊端口的Pin1為R-時,可通過RS232/422對串口進行轉換(T-);第五,當通訊端口的Pin1為GND時,可通過RS232/422對串口進行轉換(GND)。

        三、消隱信號極性的選擇及其跳線設置

        (一)消隱信號的選擇

        在CL2005系列的LED控制系統中,中控信號端口通常標有“OE”的三針跳線能夠使用于不同消隱性的現實驅動板。在安裝時技術人員可以通過識別信號,通常短路子插指向“1”時輸出的“OE”通常會使高電平時驅動板信號燈點亮;在短路子插指向“0”時屬兔的“OE”通常會使低電平時驅動板信號燈點亮。

        (二)跳線設置

        在電子通訊屏控制系統中,尤其是在短路的情況下跳線設置至關重要。控制卡的右下方一般設有8個短路跳線。

        1.TST:在標示TST的短路跳線,能夠在短路時使控制卡進入測試狀態。一般顯示屏顯示全亮或者為斜線調試顯示板,但此時的通訊仍然能夠正常運轉。

        2.B0和B1:在跳線設置中,要注意接通控制卡的電源前對通訊頻率進行設置。一般設定插上短路為1,不插為0,B0和B1的波特率選擇為:

        3.N0-N4:顯示板的編號也要在控制卡通電源之前進行設置。如今,RS422或RS485聯網都能夠控制多個顯示屏,所以顯示板必須進行相應編號,以方便調試和使用。N0-N5是5位二進制編碼,能夠表示0-31共32種。一般0表示開路, 1表示短路,N0為低位,N4為高位。

        四、電源的控制

        電源的控制相對比較簡單,因為在控制卡中已提供了對顯示屏驅動板的電源控制,而且能夠通過遠程操作來實現對顯示屏的控制。在固態繼電器、驅動板電源、控制卡、控制卡電源以及顯示器控制單元零件可以按相應安裝工程另行采購或制作。具體示意圖如下:

        五、結束語

        綜上可知,隨著信息時代的高速發展,LED電子通訊控制系統的使用伴隨著計算機的廣泛普及,在信息領域也取得了長足的進步和發展。LED色彩圖像的完美展現;LED系統驅動電路靈活性能、高效性能以及使用壽命不斷延長更加印證了LED的市場價值及在傳媒通訊領域的優越性。LED系統安裝直接關乎電子通訊使用,按工程的實際需求,在系統安裝中,應該針對數據采集卡、電源、通訊接口、信號極性的選擇以及驅動板屬性設置等進行細致分析、描述,最終達到適應各類電子傳媒通信應用的目的。

        參考文獻:

        [1]魏強.基于SOPC的旋轉LED屏控制系統設計[J].信息通信,2011(01).

        [2]郭寶增,鄧淳苗.基于FPGA的LED顯示屏控制系統設計[J].液晶與顯示,2010(03).

        篇5

        1 虛擬實訓項目的教學設計

        教學需求分析 好的教學軟件需要好的教學設計,好的教學設計需要先進的教學理念指導。目前教育界普遍認為要取得好的教學效果,既要強調學生的主體地位,又要充分發揮教師的主導作用。教學軟件的設計中也要貫徹這種教育理念,既要提供充足的圖文、動畫、視頻等演示資源來支持教的功能,又要有良好的界面導航及虛擬實訓交互設計來調動學生自主學習的能動性。中職《電子產品裝配實訓》課程主要以項目教學為主,通過10個典型的電子產品裝配讓學生獲得電子技術基礎知識,掌握電子產品裝配的基本技能。因此,在虛擬實訓教學軟件中應具有4種功能:漫游功能,能夠多角度觀察虛擬實訓器件及儀器設備,操作場景;演示功能,能夠演示電子產品裝配實訓中的操作程序、操作方法及錯誤操作結果;交互功能,能夠利用鍵盤、鼠標對屏幕中的虛擬器件、儀器工具等進行理想的自主操作,該功能是虛擬實訓軟件的核心功能;考核功能,能夠進行理論與虛擬實訓操作的考核,驗證學生學習水平,并給予反饋。

        軟件系統功能模塊設計 通過上面的需求分析,結合中職學生學習特點,本文以直流穩壓電源的虛擬組裝項目為例,對軟件功能模塊加以說明。

        實訓指導模塊,重點以文字說明形式幫助學生熟悉實訓目的,進行實訓指導,使學生能夠了解實訓過程及注意事項;知識鏈接模塊,重點以圖文、視頻動畫的形式,對理論性較強的知識如元件器、電路圖的識讀等加以詳細說明;裝配演示模塊,以二維、三維動畫交互的形式,向學生演示相關操作,如元器件的檢測、安裝等,使學生熟悉操作程序,牢記錯誤操作導致的嚴重后果;虛擬裝配模塊,通過鼠標、鍵盤的組合,學生可以進行多角度觀察,自主拾取器件、工具進行虛擬實訓,并給出相應提示;實訓考核模塊,分為理論考核與虛擬操作考核兩部分,理論考試采取隨機抽題方式,由后臺題庫支持,可自主更新,實操考核借鑒游戲過關記分的方法,根據操作的正確與否,扣除相應的分值。

        2 虛擬實訓教學軟件的實現

        根據本虛擬實訓軟件模塊的劃分,主要進行兩方面的系統設計,一是登錄和用戶管理系統,二是虛擬實訓系統。

        登錄及用戶管理 登錄及用戶管理的實現,主要應用動態網頁及數據庫技術。在數據庫中建立一張具有用戶名、用戶密碼等字段的表,用于記錄相關信息。當用戶從前臺網頁登錄時,將用戶名、密碼借助PHP動態網頁技術提交至后臺,驗證用戶信息正確后再將學習時間、學習成績等信息返回前臺顯示。

        虛擬實訓系統的實現

        1)基于Unity3D的虛擬教學軟件實現流程。Unity3D是能夠比較方便的創建諸如3D游戲、建筑可視化等內容綜合開發工具,包含了圖形、音頻等方面的引擎支持,并以C#或者一種類似JavaScript的語言為腳本語言,來實現交互設計。Unity3D開發虛擬實訓主要分為4個步驟:首先,創建仿真模型;其次,利用3DS max優化模型;再次,利用Unity3D對模型進行交互設計;最后調試,完善并。

        2)虛擬元器件模型的建立。在電子產品裝配虛擬實訓中,主要涉及到電子元器件及印制電路板的模型創建。例如在直流穩壓電源裝配實訓中需要準備的虛擬元器件有電阻、電容、二極管、三極管等,還要有一塊虛擬印制電路板。如果這些虛擬物件直接在3Ds MAX中創建相當麻煩,Proteus軟件中預置了上千種元件的3d模型,我們可以利用其印制電路板設計模塊,方便的生成印制板電路和元器件的3D模型。然后再導入3Ds Max中進行組合優化,最終得到虛擬實訓所需虛擬元器件模型,再以FBX文件的形式導出備用。

        3)漫游功能的實現。在Unity3D中我們可以利用鼠標、鍵盤事件對攝像機的視角進行控制來實現對元件和場景的漫游功能。例如,利用按住鼠標右鍵拖動實現視角的旋轉,具體方法如下。

        首先,將Unity3D中預置的Camera Scripts

        下的MouseOrbit.js導入到工程中;其次,將MouseOrbit.js附加到Main Camera上,然后在其Inspector面板中對MouseOrbit.js組件的Target參數進行設置,本實訓項目中選擇印制電路板作為該參照物;最后,將鼠標右鍵觸發事件添加到MouseOrbit.js代碼中去,實現按下鼠標右鍵才觸發視角旋轉的功能。

        4)裝配演示功能的實現。在本項目的裝配演示模塊中,我們主要實現元器件在印制電路板上的安裝與分解。單擊裝配演示界面上的分解按鈕時,各元器件從電路板上分解出來;單擊組裝演示按鈕,系統將自動將各元器件按照一定的順序安裝在電路板相應的位置,如圖1所示。該功能的實現利用附加在Main Camera上的裝配演示腳本來實現。具體方法如下:

        ①在腳本中Awake()函數里獲取所有元件的名稱及正確坐標,并記錄在數組中。

        ②在腳本中OnGUI()函數里利用Button控件創建分解與組裝演示按鈕。當檢測到分解按鈕被按下時,將所有元器件的位置進行偏移,完成元器件位置分解操作;當檢測到裝配演示按鈕被按下時,首先根據數組中存的元器件名獲取元器件的當前坐標,若其與數組中所存的元件在電路板上的安裝位置不同,則利用Vector3.MoveTowards方法將當前元器件移動到數組中所存的該元件的安裝位置。移動完成后,進行下一個元件的安裝演示,如圖1所示。

        5)虛擬裝配功能的實現。本軟件中單擊手動組裝操作按鈕進入虛擬裝配實訓,這時可以通過鍵盤、鼠標對屏幕中的虛擬元器件、儀器工具等進行自主操作,組裝到正確位置時,元器件會吸附到電路板上。當鼠標指向待安裝的元器件時,會在電路板上正確的安裝位置顯示元器件虛影進行提示。該功能實現的關鍵技術是鼠標拖放和碰撞檢測。具體方法如下。

        ①準備兩套虛擬元器件,一套是輔助安裝的元器件虛影。當按下手動組裝按鈕時,將電路板上的輔助安裝元器件的renderer.enabled屬性設置為false,并全部添加Box collider組件。然后分組顯示將要安裝的元器件。

        ②在Main Camera上附加Unity3D中預置的DragRigidbody.js腳本,為需要安裝的元件添加Rigidbody和Mesh collider組件。

        ③在將要安裝的元器件上附加手動組裝腳本。編程思路是在Update()中獲取當前鼠標拖動的元器件,然后利用OnTrggerEnter進行碰撞觸發檢測,若碰撞的是與之對應輔助元器件則將其在安裝位置顯示出來。

        3 作品

        在Unity3D中經過功能測試無誤后,開發的作品最后能成web網頁、可執行EXE文件等多種形式。在本實訓教學軟件中,為便于與其他教學資源整合,采用網頁的形式。

        4 結束語

        本文以直流穩壓電源虛擬實訓項目為例,展示綜合運用Proteus、3DS MAX、Unity3D開發電子產品虛擬實訓軟件全過程。該虛擬實訓教學軟件已經在實際教學中進行應用,取得了初步的成效,經過不同班級對比,使用該軟件可以明顯增加學生的學習興趣,提高學習效率,但虛擬實訓教學并不能完全替代實踐實訓項目。

        參考文獻

        [1]姬洪強.《現代教育技術》虛擬實驗室的設計與實現[D].杭州:浙江師范大學,2009.

        [2]石小法.電子技能與實訓[M].北京:高等教育出版社,

        2006.

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