ADALM1000 – narzędzie dla laboratorium aktywnego nauczania elektroniki

Do sterowania płytką oraz do interpretacji odbieranych z niej danych opracowano specjalny program PixelPulse2, który funkcjonalnie pełni rolę bardzo prostego oscyloskopu. Na razie jest to jednak produkt bardzo świeży i autorzy muszą jeszcze sporo nad nim popracować. Można też stosować taki wariant, w którym zestaw ADALM1000 PixelPulse2 jest uzupełniony laboratorium pomiarowym Analog Discovery z bardzo dobrze funkcjonującym oscyloskopem i 2-kanałowym generatorem arbitralnym.

Okno główne programu PixelPulse2 przedstawiono na rys. 3. Dość oryginalnie rozwiązano w nim metodę przestrajania sygnału generowanego przez ADALM1000. Polega ona na przesuwaniu w  pionie i w poziomie dwóch punktów wyświetlanych na oscylogramie. Nie jest to metoda super dokładna, ale za to szybka i intuicyjna.  Obok wykresu czasowego może być włączony panel, w którym są umieszczane wykresy XY wykorzystywane na przykład do wykreślania charakterystyk prądowo-napięciowych. W tym przypadku mocno uciążliwe jest skalowanie osi wykresu. Na rys. 3 przedstawiono charakterystyki prądowo-napięciowe zielonej diody LED. Wyniki analogicznych pomiarów, w których zestaw ADALM1000 został uzupełniony przyrządem Analog Discovery przedstawiono na rys. 4. Program PixelPlus2 wraz z płytką ADALM1000 może być wykorzystywany jako swego rodzaju system akwizycji danych, które są analizowane w programach zewnętrznych, takich jak Mathcad czy Excel.

Rys. 3. Okno programu PixelPulse2 z pomiarem charakterystyk diody

Rys. 4. Charakterystyki diod zmierzone zestawami ADALM1000 i analog Discovery a) dioda 1N4001, b) czerwona dioda LED, c) żółta dioda LED, d) zielona dioda LED

Zestaw ADALM1000 jest stosunkowo nowym wyrobem. Można uznać, że całe jego otoczenie w postaci ćwiczeń laboratoryjnych jest dopiero tworzone i w strefie laboratorium aktywnego nauczania systematycznie będzie się pojawiało coraz więcej atrakcyjnych pomysłów. Ale już teraz jest z czego wybierać.

Przykłady ćwiczeń dostępnych w sieci

Tematy kilku przykładowych ćwiczeń laboratoryjnych dla zestawu ADALM1000 przedstawiono niżej.

• badanie podstawowych konfiguracji wzmacniacza,
• zdejmowanie charakterystyk I/U diod,
• różnicowy czujnik temperatury,
• stabilizator napięcia na diodzie Zenera,
• tranzystory BJT i MOS jako diody,
• tranzystor jako element kluczujący,
• wzmacniacz różnicowy,
• lustro prądowe,
• stabilizowane źródło prądowe,
• stabilizator napięciowy,
• stopień wyjściowy push-pull,
• przetwarzanie analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe,
• wzmacniacz CMOS,
• przełącznik CMOS,
• modulator Delta–Sigma,
• przetwornica DC-DC,
• multiwibratory NPN i NMOS,
• inwerter TTL i bramka NAND,
• przesuwnik poziomu napięcia
• dioda LED jako sensor,
• pomiary baterii słonecznej,
• przedwzmacniacz mikrofonu elektretowego

Jak widać, ta mała, niepozornie wyglądająca płytka umożliwia wykonanie wielu naprawdę ciekawych eksperymentów o bardzo zróżnicowanej tematyce. Co najważniejsze, wykorzystujący ją studenci mają do czynienia ze 100-procentową praktyką popartą jednak obszerną dawką teorii. Przyjęta koncepcja pomiarów daje możliwość rozwijania własnej inicjatywy i pomysłowości tak nauczycieli, jak i uczniów. Mimo, że jest to narzędzie dla poważnych ludzi, o których można mówić, że już są lub wkrótce będą profesjonalistami, to szlifowanie wiedzy z wykorzystaniem ADALM1000 jest nauką przez zabawę.

Jarosław Doliński