Učenje putem online simulatora

zoran_hercigonja

Zoran Hercigonja

Sažetak

Vrlo često se čuje da mlade ljude treba pripremiti za odgovorno obavljanje svojih dužnosti i djelatnosti. Zato im moramo dati priliku da izošrte svoje vještine i razviju sposobnosti. Najčešće je takav put financijski vrlo zahtjevan zbog zbog troškova uloženih sredstava. Učenje putem simulatora je prilika da mladi ljudi rade na sebi postižući osobnu izvrsnost. Potrebno je ponuditi rješenja u obliku kontrolirane okoline u kojoj je moguće predvidjeti posljedice određenog rada i poduzimanja aktivnosti. Jedan od takvih puteva je i upotreba online simulatora.

Ključne riječi: Autodesk 123D, Kontrolirani uvjeti, Online Simulator, Tehnička zanimanja,

Uvod

Svakodnevno smo svjedoci da je obrazovanje djece najskuplja investicija ljudskog društva, pogotovo ako se inzistira na tome da na tržište rada dolaze kvalitetno obrazovani mladi ljudi. Kontroliranim uvjetima ili računalnim simulacijama mladima omogućujemo da uče na svojim pogreškama te paralelno s tim razvijaju pozitivan stav prema radu i odgovornost prema posljedicama svojeg rada. Dobrano je poznato da su računalne simulacije postale koristan alat matematičkih modeliranja prirodnih sustava[1]. Svijet 21. Stoljeća, upečatljivo je vrijeme moderne tehnologije, koja omogućava učenje simuliranjem stvarnih sustava. Razvoj računala značajno je doprinio stvaranju simulatora te se danas često umjesto fizičkih modela koriste računalni programi (modeli) [1]. Za mlade ljude određenih tehničkih zanimanja, razvijena su rješenja u obliku simulatora za učenje. Jedan takav simulator je bio izveden 2012. godine za elektrotehničare i informatičare kao java applet simulator elektroničkih sklopova pod nazivom ETSBI simulator elektroničkih sklopova [2]. Koristio se preventivno za rješavanje zadataka na razini spajanja elektroničkih komponenata i projektiranje elektroničkih shema.

Osim bogatih funkcionalnosti, ovaj simulator je bio vrlo atraktivan sve do pojave potrebe za pristupom simulatoru u bilo koje vrijeme s bilo koje platforme. Naime simulator ETSBI je bio desktop inačica koja se pokretala na stolnom ili prijenosnom računalu poput mnogih drugih (ZenitPCB, FreePCB, TinyCAD, BSch3v i drugi)[3]. Današnji zahtjevi za izradu aplikacije ili nekog programskog rješenja odnose se na kompatibilnost aplikacije s više različitih platformi. Internetsko umrežavanje, stvorilo je i mogućnosti pristupa pojedinom programskom rješenju s različitih mjesta i platformi u bilo koje vrijeme. Stoga u ovom radu nudimo najnovije online rješenje koje rješava i problem pristupa s više različitih platformi u bilo kojem vremenu.

Online simulator za dizajniranje elektrotehničkih pločica

Današnji mladi su vrlo izbirljivi po pitanju pronalaženja platformi koje svojim svojstvima odgovaraju njihovim subjektivnim potrebama. Zato je većina aplikacija namijenjena ne samo za računala nego i za tablet uređaje pa i pametne telefone. Budući da je mlada populacija gotovo stalno na internetu, ponuđeno je rješenje u obliku online simulatora za učenje dizajniranja elektrotehničkih pločica. Ovo prilagodljivo rješenje, trebalo bi olakšati učenje i učiniti ga zanimljivim i nimalo financijski i vremenski zahtjevnim. Online simulator ne zahtijeva postupak instalacije ni zadovoljenje tehničkih zahtjeva koje platforma mora ispunjavati prije same instalacije. Simulatoru je moguće pristupiti jednostavnom registracijom ili prijavom preko drugih aplikacija poput Facebooka na kojem većina mladih ima kreirane korisničke račune.

Autodesk 123D Circuits

Autodesk i Circuits.io zajednički su izdali novi alat za dizajn elektrotehničkih pločica s jednostavnim značajkama [4].Autodesk 123D Circuits je profesionalna besplatna aplikacija (simulator) za izradu i simuliranje elektrotehničkih pločica. Aplikaciju nije potrebno instalirati na računalo. Ona ne predstavlja desktop varijantu aplikacije. Moguće joj je pristupiti na stranici https://123d.circuits.io/lab. Za rad s ovim simulatorom, potrebno je napraviti zasebni korisnički račun ili se jednostavno prijaviti pomoću već postojećeg kreiranog korisničkog računa na aplikaciji Facebook. Aplikacija je namijenjena pretežito za zanimanja elektrotehničara i informatičara, ali i druga zanimanja koja se tiču dizajniranja elektrotehničke tiskane pločice. I elektrotehničari i informatičari, mogu za svoje potrebe, izraditi pločice i nad njima testirati i simulirati svoja softverska rješenja u obliku programskih naredbi. Aplikacija je prepoznatljiva po sučelju jednostavnom za korištenje.

Sučelje prikazano na slici 1 se sastoji od glavnog editora (radno sučelje) na kojem se nalazi trodimenzionalni model elektrotehničke pločice s priključenim elektrotehničkim komponentama i sklopovima.

image
Slika 1. Radno sučelje (editor)

Na traci iznad editora s trodimenzionalnim modelom elektrotehničke pločice, nalazi se alatna traka s komponentama i pojedinim sklopovima isto u trodimenzionalnom prikazu (vidi slika 2). Odmah do izbornika s komponentama, nalazi se i Code Editor koji ima dvojaku svrhu. Kao prvo Code Editor pretvara sastavljene i spojene trodimenzionalne komponente u programski kod u programskom jeziku Java. Upravo iz tih razloga bi mogao biti zanimljivi za elektrotehničare i za informatičare jer se dizajnirana pločica može pretvoriti i izgenerirati u programski kod programskog jezika Java. S druge strane preko istog Code Editor-a, može se unijeti gotov programski kod u vidu naredbi kojim se programira pojedini elektrotehnički sklop.

imageSlika 2. Alatna traka s izbornicima

Na istoj alatnoj traci, nalazi se i Undo/ Redo koji služe za vraćanje koraka unatrag ili pomicanje unaprijed. Osim toga, alatna traka sadrži i funkcije za brisanje i rotiranje pojedine komponente ili sklopa. Za potrebe rada na čitavom monitoru postoji i opcija Zoom To Fit.

Uz mogućnost spremanja i eksportiranja uratka, postoji i mogućnost pogleda uratka (vidi slika 3). Na traci za prikaz elektrotehničke pločice, nalazi se prvi prikaz ili LabView koji zapravo predstavlja trodimenzionalni prikaz spojenog sklopovlja i komponenti na elektrotehničku pločicu. Drugi prikaz ili Schematic View predstavlja shematizirani prikaz trodimenzionalnih modela komponenti i sklopova spojenih na pločicu.

imageSlika 3. Prikaz elektrotehničke pločice

Skica ili shematizirani prikaz vidljiv na slici 4 podrazumijeva pretvaranje trodimenzionalnih komponenti i sklopova u skup simbola kojim se označava pojedini sklop ili komponenta. imageTreći i posljednji pogled zove se PCB View. Ovaj pogled predstavlja konačni izgled koji će se otisnuti na pravu tiskanu pločicu. Dakle radi se o izgledu otiska na tiskanu pločicu.

Slika 4. Schematic View

U PCB View vidljiv na slici 5, moguće je napraviti pregled po slojevima. Pod opcijom Layers nalazi se gornji i donji sloj. Donji sloj je sloj originalne pločice, a gornji sloj predstavlja sloj sa imagesvim spojenim komponentama i sklopovljem. Ovo do sada je bila strana interesantna elektrotehničarima. No strana koja bi mogla interesirati više informatičare je softverski pristup ili pisanje programskog koda.

Slika 5. PCB View

Smisleno spojeni sklopovi i komponente na elektrotehničku pločicu, daju mogućnost generiranja programskog koda u Java programskom jeziku (vidi slika 6). S druge strane informatičar može uz generirani programski kod preko opcije Upload and Run unijeti vlastiti programski kod i tako naredbama odrediti djelovanje komponenata i sklopova.

imageSlika 6. Prikaz programskog koda

Programski kod je moguće isto tako i eksportirati kao i cijeli uradak napravljen u istoimenom simulatoru. Nakon što su sve komponente spojene, moguće je pokrenuti simulaciju naredbom Simulate iz alatne trake i provjeriti ispravnost spojenosti sklopova i komponenti.

Rezultati testiranja

Za prilike testiranja funkcionalnosti, zadan je sljedeći zadatak. Zadatak: spojiti i simulirati rad malene temperaturne stanice koja će prenositi impulse preko elektrotehničke pločice na LCD monitor s kojeg će se moći iščitavati temperatura u Fahrenheitovim stupnjevima.Za sastavljanje, bile su potrebne sljedeće komponente:

  • Elektronički sklop temperaturna stanica ESP8266
  • Komponente: Četiri otpornika tipa 4- tračni cilindrični otpornici boje (crvena, crvena, crna, žuta)
  • Komponenta: Led dioda jednobojna u crvenoj boji
  • LCD sklop monitor za prikaz
  • Žice poveznice

Spojena i funkcionalna temperaturna stanica s komponentama prikazana je na slici 7.

imageSlika 7. Temperaturna stanica ESP8266 prije pokrenute simulacije

Nakon spajanja svih zadanih dijelova s temperaturnom stanicom, u editoru za pisanje programskog koda nisu napravljene izmjene imageprogramskog koda. Originalni izgenerirani programski kod nije izmijenjen niti nadopunjen drugim linijama koda. Nakon svih spojenih komponenti, a prije pokretanja simulacije, napravljen je pregled svih pogleda (Schematic View, PCB View, Lab View) ovog sklopa. Nakon pokrenute simulacije, na LCD monitoru je ispisana temperatura u Fahrenheitovim stupnjevima što je vidljivo na slici 8.

Slika 8. Temperaturna stanica ESP8266 nakon simulacije

Na monitoru je dobiven ispis temperature u Fahrenheitovim stupnjevima. Ispis je izgledao ovako: Temperature SF: F: 47.4. Uz provedenu simulaciju, mogu se navesti i određene prednosti i nedostaci.

Prednosti i nedostaci

Simulator se pokazao kao simulator intuitivnog i jednostavnog sučelja za korištenje. Isto tako komponente se nanose metodom povlačenja i spuštanja na elektrotehničku pločicu. Ima mnoštvo mogućnosti po pitanju pogleda (View) gdje se može na licu mjesta utvrditi skica ili shema i konačni otisak na tiskanu pločicu. Stvarno se može reći da se sve nalazi na jednom mjestu te da objedinjuje i elektrotehniku i informatiku, hardverski i softverski pristup. No glavni nedostatak je vrlo nespretno i neprecizno spajanje komponenata s elektrotehničkom pločicom. Prilikom rješavanja zadatka, bilo je problema s povlačenjem veza na priključne točke komponenata i sklopova. Naime za spajanje spojne točke komponente s vezom, potrebno je nekoliko puta kliknuti na mjesto spajanja da bi tek onda veza bila spojena s priključnom točkom. Jedan klik miša ne omogućava spajanje priključne točke s vezom.

Zaključak

Važnost učenja putem simulacija u kontinuiranoj izobrazbi mladog poslovnog kadra, iznimno je velika. Glavna prednost simulacija je njihova izvanredna sposobnost vještog oponašaja okoline bez stvaranja dodatnih troškova. Simulacija kao način izobrazbe, pogoduje izgradnji vlastite izvrsnosti u pogledu vještina i sposobnosti. Rješenjem poput online simulatora Autodesk 123D Circuits kojem je moguće pristupiti u bilo kojem trenutku na bilo kojoj platformi preko internetske veze za sada se može odgovoriti na zahtjeve mladih osoba u kontinuiranoj izobrazbi. Primjena simulacija za učenje u najpogodnijem trenutku na platformi koja je isto tako zbog individualnih svojstava odabrana kao najbolja za rad, mnogo je efikasniji način učenja nego čista reprodukcija znanja ili pasivno primanje informacija.

Literatura

  1. Perić, M. Primjena poslovnih simulacija u visokoškolskom obrazovanju budućih menadžera u turizmu i ugostiteljstvu
  2. Prša, I. ETSBI simulator elektroničkih sklopova, 2012.
  3. Besplatni programi za dizajniranje elektroničkih pločica i projektiranje elektroničkih shema [citirano 07.01.2017.] Dostupno na <http://www.elektrotehnika.info/elektro-programi/21-10-besplatnih-programa-za-dizajniranje-elektronickih-plocica-i-projektiranje-elektronickih-sema?showall=1&limitstart=&gt;
  4. Službena stranica aplikacije Autodesk 123D circuits [citirano 07.01.2017.] Dostupno na <http://hackaday.com/2013/09/11/123d-circuits-autodesks-free-design-tool/&gt;
Oglasi

O autoru Pogled kroz prozor

Digitalni časopis za obrazovne stručnjake, pišu ga učitelji i nastavnici.
Ovaj unos je objavljen u Alat i označen sa , , , , . Bookmarkirajte stalnu vezu.